식품 조리 원리 - 당류의 조리 - 설탕의 성질

2. 설탕의 성질

1) 맛 

설탕의 단맛은 사람의 입맛에 가장 잘 맞으며 변선광 하지 않으므로 온도에 따른 감미의 변화 없이 안정된 감미를 준다. 그러므로 설탕은 표준감미 물질로 이용된다. 설탕의 감미는 8~10%일 때 가장 좋게 느껴지나 각종 음식에 따라 적절한 농도는 다르다.

당의 종류에 따라 단맛의 정도가 다르며 설탕의 감미를 100으로 할 때 과당은 114~173, 포도당 61~80, 맥아당 46~50, 유당은 16~39 정도이다.

설탕은 결정이 큰 것보다 작은 것이 감미가 강하고 산, 열, 효소 등에 의해 가수분해된 전화당이 일반 설탕보다 감미가 강하다. 단맛은 온도와 관계에 있어서 0~20℃까지는 별로 변화하지 않으나 0℃ 이하나 50℃ 이상에서는 감미가 저하된다.

2) 수용성

설탕은 친수성이므로 흡습성이 높고 물에 쉽게 녹으므로 수용성이 매우 크다. 설탕은 물에 녹이면 분산성이 높아서 다른 재료와 혼합하기 쉬우며 떡, 팥소 등의 노화를 지연시키고 수분 보유를 도와 부드럽고 촉촉한 감을 준다.

3) 용해도

설탕은 순도가 높을수록 용해속도가 느리고 설탕의 입자가 작고 물이 많을수록 빨리 용해되며, 용해 시키는 물의 온도가 높을수록 용해도가 높아진다. 100g의 물에 0℃에서는 179g의 설탕이 용해되나, 100℃에서는 487g이 용해된다.

4) 끓는점

일반적으로 용액은 용매에 녹아 있는 용질의 양이 많아지면 끓는점이 상승한다. 마찬가지로 설탕이 용해된 당 용액도 끓는점이 상승한다. 따라서 설탕 용액의 농도가 높아질수록 끓는점은 상승한다.

5) 점성

설탕 용액은 순수한 점성유체로 점성을 나타내는 대표적 식품이다. 같은 온도에서 설탕의 농도가 높을수록 또 같은 농도에서는 용액의 온도가 낮을수록 점성이 높다. 당의 종류에 따라 점성이 다른데 물엿의 점성이 가장 높으므로 설탕 조리에서 결정화를 방지하기 위해서 물엿을 많이 넣는다.

 6) 흡습성

설탕은 흡습성이 강하며 공기 중에 노출되면 습기를 흡수하여 눅눅해지거나 끈적거리기 쉬우며 덩어리로 뭉치기도 한다. 그러므로 저장 시 방습포장이 필요하다.

특히 과당이나 전화당은 흡습성이 크므로 이들이 많이 함유된 당류는 쉽게 덩어리가 생기며 떡이나 빵 제조 시 이들의 첨가는 흡습성이 커져서 수분 보유를 도우며 부드럽고 촉촉한 질감을 유지하여 노화를 지연시킨다. 각 당의 흡습성의 정도는 24℃에서 과당 > 서당/포도당(50/50) > 서당 > 서당/맥아당(50/50)의 순으로 알려져 있다.

 

3. 설탕의 결정화

설탕 용액을 농축하거나 냉각하면 과포화가 된다. 과포화 상태의 설탕 용액을 교반하면 핵이 형성되면서 빠르게 결정화가 일어난다. 설탕 용액 중에서의 결정화는 용액 중의 용질이 결정화되는 것이므로 결정화가 진행됨에 따라 용액의 농도가 저하되면 더 이상의 결정화는 일어나지 않는다. 또한 용액이 농축되면 될수록 핵의 형성을 촉진하며 결정의 크기가 커진다.

설탕 용액의 온도가 높을수록 쉽게 핵이 형성되어 결정체가 빨리 만들어지며 결정체의 크기도 커진다. 온도가 낮으면 핵이 형성되기까지 시간이 걸리지만 보다 많은 핵과 미세한 결정이 만들어진다.

설탕의 결정화는 설탕 용액을 젓는 교반속도가 빠를수록 핵과 용질이 끊임없이 움직여 핵 위의 용질이 부착하므로 미세한 결정이 형성된다. 반대로 교반속도가 느리면 큰 결정이 생기기 쉽다.

결정화를 억제하는 효과가 있는 식품으로는 기름, 물엿, 꿀, 전화당, 시럽, 단백질, 젤라틴, 한천, 우유, 버터, 초콜릿 등이 있으며 이들 식품을 가해주면 핵과 용질 사이에 끼어서 용질이 핵 위에 붙는 것을 방해한다. 그러므로 결정형 캔디에서는 미세하고 균일한 결정이 형성되고 비결정형 캔디에서는 결정이 지연 또는 억제되는 효과를 준다.

 

4. 설탕의 캐러멜화 

설탕 용액을 고온에서 가열하면 수분은 점차 줄어들며 가수분해가 일어난다. 설탕 용액을 130℃ 이상으로 가열하면 전화가 일어나며 포도당과 과당을 생성하고 점도를 나타낸다. 160~190℃ 정도가 되면 독특한 향기가 생성되면서 담황색에서 갈변으로 변하는데 이 과정을 캐러멜화라고 한다. 캐러멜화는 비교적 단시간에 이루어지며 당의 정제도가 낮을수록 빨리 일어난다.

캐러멜화 과정은 설탕의 가수분해로 포도당, 과당이 생성되며 계속 가열됨에 따라 탈수되면서 계속된 분해, 중합반응을 통하여 흑색 또는 흑갈색의 캐러멜색을 나타내는 물질이 생성된다. 이와 같은 반응에 의하여 갈색을 나타내는 식품은 캐러멜소스, 캔디류 등이 있다.