마이야르 반응에 대한 소개: 브라우닝, 아로마, 풍미의 과학

마이야르 반응에 대한 소개: 브라우닝, 아로마, 풍미의 과학

화학적 과정과 요리에서의 역할에 대해 자세히 살펴보세요.

An Introduction to the Maillard Reaction: The Science of Browning, Aroma, and Flavor
A close look at the chemical process and its role in cooking.

마이야르 반응은 빵을 구수하고 맥아 향이 나게 하고, 버거를 그을린 듯한 맛이 나게 하며, 커피를 진하고 강렬한 맛이 나게 하는 갈색의 복합적인 풍미를 만들어 냅니다. 오늘 밤 요리를 계획하고 있다면, 마이야르 반응을 이용하여 생재료를 더 나은 감각적 경험으로 변화시킬 수 있을 것입니다.

 

“조리법의 노예가 되는 것과 조리법을 자유롭게 만드는 것의 차이입니다”

그러나 마이야르 반응은 단순히 음식의 맛을 좋게 만드는 것만이 아닙니다. 표면적인 수준에서라도 이 반응을 이해하는 것은 요리의 화학적, 물리적 과정을 이해하는 관문이 됩니다. 변수를 파악하고 조작하는 방법을 배우는 것은 요리 실력을 향상시키는 가장 좋은 방법 중 하나입니다. 조리법에 종속되는 것과 조리법을 자유롭게 활용하는 것의 차이입니다.

좋은 소식은 마이야르 반응이 어디에나 존재한다는 것입니다. 즉, 연습하고 배울 기회가 많다는 뜻입니다. 우리는 그것을 너무 자주 사용하기 때문에 그것이 존재한다는 것을 잊기 쉽지만, 그것이 없으면 확실히 알아차릴 것입니다. 구운 것이 아니라 삶은 맛이 나는 스테이크나 볶음 요리가 찜 요리의 맛이 나는 것을 상상해 보십시오. 각각은 마이야르 반응의 잠재력을 활용하지 못하는 기회를 나타냅니다.

그렇다면, 마이야르 반응이란 무엇일까요?

마이야르 반응은 복잡합니다. 사실, 과학자들이 이 반응이 실제로 무엇인지 파악하기 시작한 것은 불과 몇 년 전의 일입니다. 아직 완전히 이해하지는 못했지만, 기본적인 사실은 알고 있습니다: 마이야르 반응은 음식에 들어 있는 단백질과 당이 열에 의해 변형되어 새로운 맛, 향, 색을 만들어낼 때 발생하는 여러 개의 작은 동시 화학 반응입니다.

실질적으로, 마이야르 반응은 음식을 더 맛있게 만들어서 스테이크를 먹거나, 커피를 마시거나, 맥주를 마시도록 유도합니다.* 이 땅을 배회하는 다른 모든 잡식 동물들과는 달리, 우리는 더 이상 생 소 어깨살을 특별히 맛있게 여기지 않습니다. 그러나 그 근육을 갈아서 패티를 만들고, 그 패티를 납작한 철판에 구우면, 우리는 그 블록 주위에 열렬히 줄을 서서 기다릴 것입니다. 그 이유는 우리가 음식을 접할 때 두 가지 중요한 신호에 반응하도록 진화했기 때문입니다. 첫 번째는 “영양” 신호로, 이 신호는 음식에 소화하기 쉬운 칼로리, 비타민, 미네랄이 풍부하게 함유되어 있다는 것을 알려줍니다. 두 번째는 “일반적인 무해성” 신호로, 이 신호는 음식으로 인해 죽지 않을 것이라는 것을 알려줍니다. 마이야르 반응은 진화론적으로 이 두 가지 신호를 하나의 초(超)신호로 결합하는 방법이며, 조리된 음식의 구운 맛이나 갈색으로 익힌 맛에 특화되어 있습니다.

 

 

*예, 맥주도 맥주를 끓이기 전에 곡물을 볶으면 마이야르 반응을 겪습니다.

우리가 추구하는 요리의 본질은 음식을 일정 시간 동안 열을 가하는 과정입니다. 모든 것이 잘 되면, 여러분은 배가 고파질 것입니다. 예를 들어, 햄버거는 단백질, 당, 물과 같은 기본 구성 요소로 이루어져 있습니다. 마이야르 반응은 열과 시간이 가해지면 이러한 단백질과 당에 일어나는 반응입니다.

간단히 말해서, 적절한 열, 습기, 시간이 주어지면, 그 특정한 당과 단백질은 마치 시보레 뒷좌석에서 음란한 연인처럼 행동하면서, 9개월 후 완전히 새로운 창조물이 등장할 때까지 빠르게 엉켜서 뜨거운 엉망이 됩니다. 단백질과 당의 경우, 몇 달이 아니라 몇 분 만에 완성됩니다. 아이 대신에 점점 더 복잡한 맛과 향의 분자가 만들어지고, 멜라노이딘이라는 새로 형성된 식용 색소 분자가 더 어두운 색을 냅니다.

 

 

열, 습기, 시간

마이야르 반응을 일으키기 위해서는 무엇보다도 열이 필요합니다. 상온에서 일주일 동안 카운터에 방치된 스테이크는 분명 화학적인 변화를 겪을 것입니다. 그러나 마이야르 반응은 그 중 하나가 아닐 것입니다.

하지만 그 스테이크는 단순히 열만 가하면 되는 것이 아니라, 표면이 갈색으로 변하려면 상대적으로 높은 수준의 열이 필요합니다. 해수면에서 100°C(212°F)를 넘지 않는 끓는 물은 충분히 뜨겁지 않습니다. 그래서 삶은 스테이크는 짙은 갈색이 아니라 회색으로 변해, 아무도 입맛을 돋우지 못합니다.

 

마이야르드 반응은 낮은 온도와 더 많은 물에서 일어날 수 있습니다. 닭고기나 소고기, 야채 육수를 8~12시간 동안 끓이면, 여전히 갈색이고 향긋한 액체가 만들어집니다. 이것은 마이야르드 반응이 일어났다는 것을 알려주는 확실한 증거입니다.

그러나 대부분의 사람들은 그렇게 많은 시간 동안 육수를 끓이지 않으며, 스테이크를 끓이는 데 그 정도의 시간이 걸리지도 않습니다. 대신, 우리는 굽고, 튀기고, 굽습니다. 이러한 조리 과정은 몇 시간이 아니라 몇 분 안에 비교적 빠르게 이루어지며, 마이야르 반응이 빠르게 일어나려면 212°F의 한계를 벗어나기 위해 충분한 수분을 제거해야 합니다.

 

뜨거운 프라이팬에 스테이크를 구우면 표면 온도가 300°F(149°C) 이상으로 올라갈 정도로 표면이 충분히 건조됩니다. 이때 마이야르 반응이 본격적으로 시작되어 새로운 풍미, 향, 그리고 반응의 일반적인 이름인 “갈변 반응”을 만드는 특징적인 갈색을 만들어 냅니다.

 

그래서 고기를 요리하기 전에 수건으로 두드려 물기를 제거하거나 냉장고에서 몇 시간 동안 말리는 것이 현명한 방법입니다. 또한, 고기를 소금에 절이는 데는 조리하기 45분 전(소금이 고기에서 수분을 흡수하여 다시 그 소금물을 재흡수함으로써 고기를 더 부드럽고 촉촉하게 만드는 충분한 시간)이나 조리 직전(수분 흡수를 통한 상당한 수분 손실을 피할 수 있도록 하는 충분한 시간) 중 어느 때든 소금을 뿌려야 하는 이유이기도 합니다. 이상적으로, 드라이 브리닝이라는 기법을 사용하면 두 가지를 결합할 수 있는 충분한 시간을 확보할 수 있습니다: 고기를 충분히 소금에 절인 다음, 요리하기 전 최소 하룻밤에서 최대 며칠 동안 냉장고에서 자연 건조시킵니다. 이렇게 하면 표면이 잘 건조되고 깊은 맛이 나는 고기를 얻을 수 있으며, 구워지거나 굽힐 때 최대의 마이야르 효과를 내기에 완벽하게 준비됩니다.

 

 

단백질과 당

열, 습기, 시간은 마이야르 반응을 일으키는 데 핵심적인 요소일 수 있지만, 작용할 단백질과 당이 없으면 단순히 일어나지 않습니다. 단백질은 종이뭉치처럼 구겨진 아미노산의 긴 사슬입니다. 그 중 일부는 마이야르 반응에 취약합니다. 즉, 설탕과 결합하는 것을 정말 좋아한다는 의미입니다. 그러나 어떤 설탕이든 괜찮은 것은 아닙니다. 전분이나 식용 설탕과 같은 복합 당의 분자는 너무 커서 마이야르 단백질과 반응할 수 없습니다. 대신, 이러한 단백질은 특정 습도와 온도에서 아미노산을 끌어당기는 본질적으로 단순한 당인 “환원당”을 필요로 합니다.

 

이것이 중요한 점입니다: 마이야르 반응은 제한된 단백질과 당 분자 세트에서 시작되며, 시간이 지남에 따라 결합과 혼합이 진행되면서 점점 더 많은 새로운 분자가 방정식에 추가됩니다. 생각해 보면 일종의 근친상간 분자 난교라고 할 수 있습니다. (맛있어요! 그리고 또… 맛있어요!) 이 무차별적인 분자들은 음식 표면에서 초당 수십억, 수조 번씩 섞이고 섞이며 성장하고 재조합하며 향과 맛을 만들어 냅니다.

 

이 엔진은 온도, 시간, pH 등의 요인에 영향을 받습니다. 이 모든 요소는 가정에서 요리하는 사람들이 조절할 수 있는 요소입니다. 풍미와 향을 더 많이 내고 싶다면 베이킹소다를 사용하여 pH를 조금만 올리면 됩니다. 바삭하고 갈색의 빵 껍질을 원하시나요? 약간의 산을 사용하여 pH를 낮추거나 온도를 높이면 됩니다. 두 가지 모두를 원하시나요? 지방을 사용하면 두 가지 장점을 모두 누릴 수 있습니다.

 

 

그런데… 왜 우리는 그것을 좋아할까요?

잠깐 겸손한 감자에 대해 생각해 봅시다. 대부분의 사람들은 생감자가 꽤 보기 싫다고 생각할 것입니다. 물론 생감자를 먹을 수는 있고, 먹어도 해롭지는 않습니다. 결국 생감자는 농축된 전분 덩어리일 뿐이고, 전분은 생존에 필수적인 에너지이기 때문입니다. 그러나 진화의 우여곡절 덕분에 우리 인간은 더 이상 생감자를 효율적으로 소화할 수 없습니다. 우리의 소화기관은 감자의 복잡한 전분을 단순한 전분으로 분해하는 데 어려움을 겪을 것이고, 감자 안에 숨겨진 많은 영양소를 추출하지 못할 것입니다. 요리는 전분을 분해하고 그 영양소를 풀어내어 우리 몸에 흡수되는 능력을 향상시킵니다.

 

감자를 썰어서 구우면 일련의 과정이 일어납니다. 먼저, 노출된 표면의 물이 대부분 끓어오르면서 전분이 푹신한 덩어리로 뭉쳐지고, 더 단순한 당으로 분해됩니다. 물이 없어지면서 표면의 열이 증가하면, 단백질과 분해된 당이 더 많이 분해된 다음 재결합하기 시작합니다. 익숙한 연한 갈색이 각 감자 덩어리의 표면에 나타납니다. 이제 익은 감자 표면에서 생성된 다양한 단백질-당 분자 중 일부가 팬 위의 뜨거운 공기로 올라가 코를 자극합니다. 구운 감자 냄새는 몸에 필요한 영양소를 제공할 수 있고 쉽게 사용할 수 있는 음식이 있다는 것을 알려줍니다. 한 입 베어 물면 입안에서 맛있다는 것을 확인하게 됩니다.

 

지금 뒤에서 어떤 분들이 “잠깐만요, 제가 제일 좋아하는 감자 으깬 감자는 전혀 마이야르 반응이 일어나지 않는데요!”라고 말하는 것을 볼 수 있습니다. 중요한 지적입니다: 삶거나 찐 감자는 비교적 짧은 조리 과정에서 많은 양의 물이 존재하기 때문에 마이야르 반응이 일어나지 않지만, 맛있는 결과를 만들어 낼 수 있습니다. 하지만 저는 이 감자가 버터와 같은 다른 풍미와 향의 원료와 섞일 때 비로소 정말 맛있어 진다고 주장하고 싶습니다. 버터의 주요 풍미 분자는 부티르산이라고 불리며, 부티레이트는 고기를 구울 때 마이야르 반응에 의해 생성되는 주요 향기 분자이기도 합니다. 거의 항상, 그 길은 마이야르 반응으로 돌아갑니다.

 

 

마이야르 반응은 마이야르 반응 그 이상입니다.

다음에 알아야 할 것은 단백질, 설탕, 물의 구성 요소에 일어날 수 있는 반응은 마이야르 반응만이 아니라는 점입니다. 그리고 이러한 구성 요소의 비율에 따라 마이야르 반응 자체에서 다른 효과를 얻을 수 있습니다.

 

예를 들어, 쿠키 반죽은 스테이크와 같은 구성 요소로 이루어져 있습니다. 이 둘을 구분하는 것은 비율입니다: 스테이크는 단백질 함량이 훨씬 더 높고, 쿠키는 설탕 함량이 훨씬 더 높습니다. 이것은 마이야르 반응이 일어나는 방식뿐만 아니라, 캐러멜화와 같은 다른 관련 반응이 일어나는 정도에도 큰 영향을 미칩니다.

 

캐러멜화는 설탕이 가열되어 가수분해라는 과정에서 물과 반응하기 시작할 때 발생하는 것으로, 분해되어 캐러멜이라는 복합적이고 달콤하고 고소한 약간 쓴 맛이 나는 물질로 재구성됩니다. 저는 캐러멜화를 마이야르 반응의 사촌뻘이라고 생각하고 싶습니다. 단백질 수치가 낮고, 당 수치가 높으며, 온도가 화씨 177도(섭씨 350도) 이상인 경우(오븐에서 구워지는 쿠키 한 덩어리처럼) 캐러멜화가 훨씬 더 두드러지는 요인이 됩니다. 마이야르 반응과 마찬가지로 캐러멜화도 더 어두운 색과 더 복잡한 맛을 만들어 내기 때문에, 이 두 가지가 종종 서로 혼동되는 이유 중 하나입니다.

 

이 반응들은 서로 다르지만 상호 배타적이지는 않다는 점을 명심하십시오. 마이야르 반응과 캐러멜화는 스테이크와 쿠키 모두에서 일어날 수 있고 실제로 일어나지만, 각각에서 뚜렷하게 다른, 종종 서로 보완적인 맛과 향을 만들어 냅니다.

 

스테이크는 근육으로 만들어졌는데, 근육은 대부분 단백질과 물로 구성되어 있고 당분은 비교적 적습니다. 단백질의 농도가 높으면 마이야르 반응이 일어나 풍미 분자가 더 많이 생성되고 방향성 분자는 더 적게 생성됩니다. 반면에 쿠키는 그 반대입니다. 당분이 많고 단백질이 상대적으로 적기 때문에 마이야르 반응으로 인해 방향성 화합물이 더 많이 생성되고 풍미 분자는 더 적게 생성됩니다.

 

반면에, 쿠키에는 설탕이 더 많이 함유되어 있기 때문에, 카라멜라이징이 더 잘 일어나는데, 이 과정에서 마이야르 반응이 만들어내는 풍미가 더해집니다. 한편, 스테이크에는 마이야르 반응으로 만들어지는 향이 부족하지만, 다행히도 살짝 그을린 지방의 향이 그 역할을 대신해, 그렇지 않으면 부족했을 향을 만들어 냅니다. 이 두 가지 과정을 모두 활용할 수 있는 능력은 우리가 더 맛있는 음식을 만들 수 있도록 도와줍니다.

할아버지는 요리법을 따르는 것만으로는 결코 닭고기와 와플의 마법을 얻을 수 없다고 말씀하셨습니다. 물론, 조리법은 각각 따로 만드는 방법을 알려줄 수 있지만, 두 가지를 합치면 더 맛있다는 것을 알려준 것은 실험이었습니다. 마이야르 반응에 대한 지식은 할아버지가 알고 있던 것보다 훨씬 더 옳았음을 보여줍니다. 치킨과 와플은 서로 잘 어울립니다. 서로 다른 종류의 마이야르 반응의 완벽한 조합이기 때문입니다. 와플에서는 향은 높고 맛은 낮은 설탕이 풍부한 마이야르 반응이고, 단백질이 풍부한 닭고기에서는 그 반대입니다. 메이플 시럽을 듬뿍 뿌려 먹으면 과학이 만들어 낸 이상적인 식사가 완성됩니다.

요리도 식용 가능한 과학이라는 것을 다시 한 번 상기시켜 줍니다. 마이야르 반응은 우리의 괴짜적인 기초이고, 레시피는 우리의 실험이며, 여러분은 우리의 과학자로서, 여러분의 생계와 만족, 그리고 궁극적으로 생존이 결과에 달려 있습니다.

 

An Introduction to the Maillard Reaction: The Science of Browning, Aroma, and Flavor