마이야르 반응 ! 스테이크, 토스트, 커피 로스팅의 공통점
튀긴 양파, 빵, 스테이크, 커피 원두의 공통점이 무엇일까요? 마이야르반응이 일어나 노릇한 색감으로 더 먹음직스러워지고, 향기와 맛이 좋아졌다는 데 있습니다. 이 포스팅에서는 스테이크 굽기 과정과 커피 로스팅 과정에서 발생하는 마이야르 반응을 탐구해보겠습니다.
글의 순서
마이야르 반응 (Maillard reaction)
마이야르반응의 과정과 온도
효소(enzyme)란?
스테이크 맛있게 굽는 법과 마이야르 반응
커피 로스팅과 마이야르 반응
마이야르 반응 (Maillard reaction)
소고기 안심을 후라이팬에 얹으면 안심 안에 들어있던 당분이 아미노산과 반응해서 노릇한 색깔을 내며, 향기와 맛이 더 좋아지기 시작합니다. 이렇게 색깔이 갈색으로 변하면서 입맛 당기는 향기를 내는 현상을 마이야르 반응이라고 합니다.
프랑스 화학자인 루이 까미유 마이야르가 1912년 단백질과 당 사이의 반응을 처음으로 알아낸 이후, 과학자들은 마이야르의 자세한 메커니즘을 계속 발견해오고 있습니다. 과정을 간단히 살펴보겠습니다.
마이야르 반응의 과정과 온도
열을 가하면 음식에 들어있던 설탕이 단백질을 구성하는 아미노산과 반응해서 글리코실아민을 만듭니다. 이 물질은 불안정하고 쉽게 분해되는데, 이 물질이 케토사민을 생성하도록 재배열되면, 추가 반응이 일어나면서 1000가지 이상의 새로운 물질을 생성합니다. 이 중 퓨라논, 피라진, 그리고 멜라노이딘과 같은 일부가 향기와 맛을 좋게 해주는 물질입니다.
이처럼 마이야르 반응은 당, 아미노산에 열을 가해서 발생하는 현상입니다. 단백질 분해를 쉽게 해주는 것이 효소인데, 마이야르 반응은 효소 없이 열 만으로 일어납니다. 그만큼 마이야르 반응에서는 온도가 중요합니다.
효소(enzyme)란?
효소(enzyme)는 화학 반응을 촉진시키는 단백질 촉매인데, 생체 내에서는 DNA 유전 정보를 해석하여 합성됩니다. 효소가 반응을 촉진하는 방법은 특정 반응물과 결합한 후 활성화에너지(activation energy)를 낮춰주는 것입니다. 그래서 효소는 본래 분해하는 데 에너지가 많이 필요하던 것을 적은 에너지로도 반응할 수 있게 해줍니다. 효소는 술, 간장, 치즈 등 식품을 만들 때도 널리 활용되고 있습니다.
스테이크 맛있게 굽는 법과 마이야르 반응
스테이크를 불에 구우면 고기 표면에서 수분이 제거되면서 마이야르반응이 일어납니다. 고기의 색깔은 먹음직스러운 갈색으로 변하고 침샘을 자극하는 향기를 풍깁니다. 마이야르 반응을 빠른 시간 내에 얻을 수 있는 온도 범위는 섭씨 110~170도입니다. 온도가 너무 높으면 쓴맛이 날 수 있습니다.
스테이크 맛있게 굽는 법의 핵심은 수분을 미리 제거해주고, 생고기일 때 온도를 미리 올려놓는 것입니다. 냉장고에서 바로 꺼낸 고기를 접시에 올린 후 소금을 뿌리고, 상온에 두는 것입니다. 삼투압 현상으로 인해 고기의 수분이 밖으로 빠져나오게 되며, 차가웠던 고기의 온도도 점차 상온에 가까워지게 됩니다. 고기의 수분을 키친 타월로 닦아서 수분을 제거해주면 좀더 빠른 시간 안에 마이야르반응이 일어나게 됩니다. 수분이 제거되어 연기가 적게 난다는 것도 이 방법의 좋은 점입니다.
마이야르반응은 향기와 맛, 색감을 더해주지만 발암 물질도 함께 만들어내는데요. 바로 아크릴아미드라는 물질입니다. 이 물질은 요리시간이 길어질수록 더 많이 나온다는 사실을 기억해 주시기 바랍니다.
요약해보면,
1) 상온에 고기를 미리 꺼내어 소금을 뿌린다.
2) 삼투압 작용으로 수분이 송글송글 맺히면 키친타올로 닦아낸다.
3) 강한 불에 구워 마이야르반응을 빨리 일으키며, 육즙을 노릇한 겉면으로 감싼다.
4) 겉면이 탈 정도까지 가기 전에 굽기를 멈춰 아크릴아미드 발생을 줄인다.
5) 고기를 불에서 꺼내 호일에 싼후 식힌다. 이때 육즙이 고깃덩어리 전체로 퍼져 촉촉해진다.
커피 로스팅과 마이야르 반응
생두에 열을 가하면, 온도가 상승하면서 생두에 있던 수분도 계속 증발합니다. 수분이 증발하고 온도가 올라가면서 마이야르반응이 일어납니다. 커피 향기와 맛이 좋아지기 시작하는 시점입니다. 커피의 그 독특한 향기와 맛은 커피가 가진 영양성분과 마이야르 반응으로 인해 발생하는 1000 종류 이상의 물질이 만들어낸 결과물입니다.
반응에 관여하는 당과 아미노산의 종류는 다양합니다. 그런데다가 한 가지 당과 아미노산 쌍에서 만들어지는 실제 생성물도 반응 온도나 산성도, 옆에 있는 다른 화학 물질 등에 의해 달라집니다. 그러니까 똑같은 생두로 로스팅을 해도 온도와 환경에 따라 다른 향기와 맛이 만들어질 수밖에 없습니다. 커피 로스팅 기술이 중요한 이유입니다.
마치며 …
이 포스팅에서는 스테이크 굽기 과정과 커피 로스팅 과정에서 발생하는 마이야르 반응을 탐구해보았습니다.
마이야르반응은 효소없이 열 만으로 당, 아미노산에 열을 가해서 발생하는 현상입니다. 단백질 분해를 쉽게 해주는 것이 효소인데, 마이야르 반응은 효소 없이 열 만으로 일어납니다.
열을 가하면 음식에 들어있던 설탕이 단백질을 구성하는 아미노산과 반응해서 글리코실아민을 만듭니다. 이 물질은 불안정하고 쉽게 분해되는데, 이 물질이 케토사민을 생성하도록 재배열되면, 추가 반응이 일어나면서 1000가지 이상의 새로운 물질을 생성합니다. 스테이크 표면이 갈색으로 변하면서 식욕 당기는 향기와 맛이 나오는 것, 로스팅할 때 초록색이던 생두의 색깔이 갈색으로 바뀌면서 좋은 커피 향기가 나는 것은 모두 마이야르반응의 결과물입니다. 이 포스팅에서 소개한 스테이크 맛있게 굽는 법도 행복감을 느끼는데 도움이 되길 바랍니다.
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참고자료
[1] Scientific American, What Is the Maillard Reaction? – Instant Egghead #44
[2] [네이버 지식백과] 스테이크 가장 맛있게 굽는 법!··· 향기의 과학 (KISTI의 과학향기 칼럼)
[3] [네이버 지식백과] 악취 싹~ 섬유 탈취제 만들기 (KISTI의 과학향기 칼럼)
[4] [네이버 지식백과] 효소 [enzyme] (화학백과)
[5] [네이버 지식백과] 효소 [enzyme] (생화학백과)