[글루텐-1]글루텐에 대한 화학적 시선

오늘은 밀가루에 많이 들어있는 글루텐에 대해서 알아볼거에요.

웰빙(?)시대로 접어들면서 건강한 식단을 추구하게 되었고, 자연스럽게 글루텐에 대한 관심도가 높아지기 시작했습니다.

그리고 현재도 글루텐에 대한 여러가지 의견들이 마구마구 쏟아져나오고 있죠.

오늘은 글루텐에 대해서 알아보고, 다음시간에 글루텐에 대한 여러 이야기들을 함께 알아볼겁니다.

 

<글루텐>

글루텐은 밀가루에 물을 섞고 반죽할 때 형성되는 단백질의 복합체로, 음식에 독특한 질감과 구조를 제공합니다.

글루텐은 밀가루에 포함된 두 가지 주요 단백질, 글리아딘과 글루테닌으로 구성됩니다. 이 단백질들은 물과 만나면 서로 결합하여 복잡한 네트워크 구조를 형성합니다. 글루텐의 네트워크는 빵 반죽에 탄성, 쫄깃함, 그리고 신축성을 부여합니다.이 화학적 성질 덕분에 글루텐은 반죽을 늘리거나 모양을 유지할 수 있게 합니다.

예를 들어, 빵을 구울 때 글루텐 네트워크는 반죽 속에 형성된 이산화탄소 기포를 잡아 빵이 부풀도록 돕습니다. 이러한 작용은 빵의 부드러운 식감을 만드는 데 결정적인 역할을 합니다.

 

<글리아딘과 글루테닌>

글리아딘은 작고 단단하기 때문에 글루테닌의 일부분이 설로 달라붙지 않고 미끄러질 수 있게 해줍니다.

글루테닌은 용수철과 같은 분자구조를 가지고 있으며 여러가지 방법으로 서로 결합해 전면적이고 강하게 결합된 그물구조를 형성합니다. 글루테닌 양 끝에 황 함유 아미노산이 있어서, 다른 글루테닌 사슬 끝에 있는 동일한 아미노산과 강력한 황-황 결합을 형성합니다.

글루텐의 분자구조

 

이때 밀가루에 물을 넣고 반죽을 하게 되면 두 글리아딘, 글루테닌 두 단백질이 섞이면서 단백질의 광범하게 상호 연결된 그물구조가 형성되는데, 이것이 바로 글루텐입니다.

 

<글루텐의 이황화결합>

여기서 화학적으로 조금 더 집중하고 싶은 부분은 글루테닌의 이황화결합입니다.

이황화 결합은 보통 아미노산 시스테인(황(S)을 함유하고 있는 아미노산)들 사이에서 일어나는 결합입니다.

이황화결합은 우리 주변의 음식에서 정말 많이 확인할 수 있는데요,

이황화결합은 단백질 기반 네트워크를 형성하거나 강화하는 데 중요한 역할을 하기 때문에, 다양한 식품과 제품에서 활용됩니다.

 

대표적인 예가 계란입니다. 

계란 속 노른자와 흰자는 시스테인 잔기를 포함하고 있어 서로 이황화결합을 하고 있습니다. 그래서 점성이 존재하죠.

이때 열처리를 하게 되면 이황화결합이 풀리고 재배치되면서 새로운 구조물이 형성이 됩니다. 그래서 생계란이 익으면 새로운 고체화합물이 되는 것입니다.

 

육류, 유제품, 어육가공품(어묵) 등에서도 이황화결합을 자주 볼 수 있으며, 헤어케어제품이나 의료용 접착제에도 많이 발견됩니다. 이황화 결합은 머리카락의 단백질(케라틴) 구조를 형성하는 핵심 요소입니다.

 

이렇듯 이황화결합은 단백질 구조의 안정화, 단백질 변성과 응고 등의 중요한 역할을 합니다. 다른 시각으로 해석하자면 음식의 식감을 결정한다고 볼수도 있겠네요.

 

이러한 글루텐의 힘을 통제하기 위해서는 이황화 결합을 통제할 수 있어야 합니다. 글루텐의 힘을 늘린다면 더 쫀득쫀득하고 말캉말캉한 식감을 유지할 수 있구요, 글루텐의 힘을 줄인다면 더 바삭바삭한 식감을 유지할 수 있겠지요.

 

<글루텐의 힘 통제하기>

글루텐의 힘을 통제하는 방법은 크게 3가지가 있습니다.

 

1. 밀가루의 종류에 변화를 주기

밀가루 안에 있는 글루텐의 양에 따라 강력분(13%이상), 중력분(10~13%), 박력분(10%이하)로 나뉘어집니다. 쫀득쫀득한 제품을 만들고 싶다면 강력분을, 바삭한 식감을 살린 제품을 만들고 싶다면 박력분을 사용하면 됩니다.

 

2. 첨가물 넣기

  1) 물 : 밀가루 반죽 내 수분 비중이 낮으면 글루텐의 발달이 불완전해지며, 질감이 푸석푸석해집니다. 반면 수분 비중이 높으면 말랑말랑하고 촉촉한 식감을 얻을 수 있습니다.

  2) 소금 : 양전하를 띤 나트륨 이온과 음전하를 띤 염화이온이 글루테닌 단백질에서 전하를 띤 일부 구간에 집중적으로 몰려들어 전하를 띤 부분이 서로 반발하지 못하게 함으로써 단백질이 더 가까이 다가갈 수 있게 해줍니다.

  3) 지방과 기름 : 단백질 사슬을 따라 늘어서 있는 소수성 아미노산과 결합해 단백질 사슬의 상호 결합을 방해함으로써 글루텐을 약화시킵니다.

  4) 산 : 산도가 높아질수록 양전하를 띤 아미노산의 수가 증가하고, 그리하여 사슬들끼리 반발하는 힘이 증가되어 글루텐의 그물구조가 약해집니다.

 

3. 치대기

밀가루 반죽을 할때 자주 조물딱 거리는 과정을 치대기라고 하죠. 치대기를 하면 밀가루 안에 있는 글루텐들이 서로 이황화결합, 수소결합, 소수성 상호작용 등 다양한 화학적 결합이 강화되며, 글루텐의 네트워크가 완성됩니다. 적절한 치대기는 빵 반죽의 안정성을 높이고 최적의 식감을 만들어내지만, 과하면 탄성이 약해져서 식감을 죽일 수 있으니 조심해야 합니다. 

 

 

 

 

글루텐은 밀가루 속 단백질로서 빵의 식감을 결정하는 매우 중요한 요소이며 단백질 속 이황화결합이 핵심임을 알았습니다. 하지만 인터넷을 검색하면 글루텐에 대해 '나쁘다/ 그렇지 않다' 와 같은 의견들이 무성한 것을 볼 수 있습니다.

다음 시간에는 여러 의견들을 살펴보는 게시글을 작성해보도록 하겠습니다.