On food and cooking - Meat 4
On food and cooking - Meat 4
사후강직 (Rigor Mortis)
타이밍, 자세, 온도의 중요성
동물이 도축된 직후, 짧은 시간 동안 근육은 이완된 상태에 있다. 이 시점에서 즉시 고기를 절단해 조리하면 특히 부드러운 고기를 얻을 수 있다. 그러나 곧이어 근육은 ‘사후강직(rigor mortis)’이라 불리는 수축 상태에 들어가며, 이 시점에 고기를 조리하면 매우 질겨진다.
소에서는 약 2.5시간 후, 양·돼지·닭에서는 1시간 이내에 사후강직이 시작된다. 이는 근섬유가 에너지를 소진하고, 세포의 제어 체계가 기능을 잃으면서 근육 내 단백질 필라멘트들이 수축 반응을 일으키고 서로 고정되기 때문이다.
도축 후 도체는 일반적으로 중력에 의해 근육이 길게 늘어나도록 매달아 둔다. 이렇게 하면 단백질 필라멘트가 과도하게 겹쳐지지 않아, 섬유가 단단하게 뭉쳐 결합되는 것을 방지할 수 있다. 그렇지 않으면 단백질 구조가 강하게 응집되어 고기가 심하게 질겨진다.
시간이 지나면, 근육 내 단백질 분해 효소들이 작용하여 액틴(actin)과 미오신(myosin) 필라멘트를 고정하는 구조를 조금씩 파괴하기 시작한다. 이 시점에서도 필라멘트는 여전히 고정되어 있어 근육 자체는 늘어나지 않지만, 전체적인 근육 구조는 점차 약해지며 고기의 조직감이 부드러워지기 시작한다. 이것이 바로 ‘숙성(aging)’의 시작이다. 이 변화는 소고기에서는 약 하루 후, 돼지고기와 닭고기에서는 몇 시간 후부터 눈에 띄게 나타난다.
사후강직 중의 필연적인 질김은 온도 관리가 부실할 경우 더 악화될 수 있으며, 이는 유통 고기에서 과도한 질김의 주요 원인이 될 수 있다.
고기 숙성(Aging)
치즈나 와인과 마찬가지로, 고기 역시 일정 기간의 숙성 과정을 거치며 화학적으로 서서히 변화함으로써 풍미가 깊어진다. 또한 조직도 더 부드러워진다.
19세기에는 소고기나 양고기의 큰 덩어리를 상온에서 며칠, 혹은 몇 주간 두었고, 외부가 부패할 정도까지 방치되기도 했다. 프랑스에서는 이를 **‘부패(mortification)’**라 불렀으며, 유명 셰프 **앙토냉 카렘(Antonin Carême)**은 이 과정은 “가능한 한 멀리까지 진행되어야 한다”고 말한 바 있다. 하지만 현대 소비자들의 취향은 과거보다 훨씬 덜 숙성된 고기를 선호한다.
미국에서는 대부분의 고기가 도축장에서 시장까지 이동하는 며칠간의 유통 시간 동안만 자연스럽게 숙성되며, 이것으로 충분하다고 여긴다. 닭고기의 경우 하루 이틀의 숙성으로도 충분하며, 돼지고기와 양고기는 약 일주일간의 숙성으로 향미가 좋아진다. 다만, 돼지고기와 가금류는 불포화지방산이 많아 산패가 빠르게 진행되므로 숙성 기간이 길지 않다.
반면 소고기의 향미와 질감은 최대 한 달까지 계속해서 향상된다. 특히 **3438℉(13℃), 상대 습도 70~80%의 조건에서 진공포장 없이 ‘건식 숙성(dry-aging)’**할 경우 더욱 두드러진다. 이 온도는 미생물 증식을 억제하며, 적절한 습도는 수분을 서서히 증발시켜 고기의 밀도를 높이고 풍미를 응축시킨다.
근육 효소가 만드는 풍미
고기의 숙성은 주로 근육 내에 존재하는 효소들에 의해 진행된다. 도축 이후 세포 내 제어 체계가 중단되면, 효소들은 무차별적으로 다른 세포 분자들을 분해하기 시작한다. 이 과정에서 큰 분자들은 작은 단편으로 나뉘며, 이는 풍미 형성에 기여한다.
단백질은 감칠맛 나는 아미노산으로, 글리코겐은 달콤한 포도당, 에너지원인 ATP는 감칠맛 성분인 **IMP(이노신산)**으로 분해된다. 또한 지방 및 세포막의 지질 성분은 향기로운 지방산으로 전환된다. 이 모든 분해 산물은 숙성 고기 특유의 고소하고 육즙 가득한 풍미를 만들어낸다.
이러한 분해물은 조리 중에도 서로 반응하여 새로운 향기 분자를 만들어내며, 고기의 향미는 더욱 깊어진다.
효소 작용은 연도도 높인다
효소는 고기의 조직을 부드럽게 만드는 데도 큰 역할을 한다. 예를 들어, **칼페인(calpain)**이라는 효소는 수축 필라멘트를 지탱하는 단백질을 약화시키며, 카텝신(cathepsin) 계열 효소는 수축 단백질뿐 아니라 다양한 지지 단백질을 분해한다.
카텝신은 특히 결합조직 내 콜라겐의 교차결합을 약화시키는 데도 관여하는데, 그 결과는 두 가지다. 첫째, 조리 중 더 많은 콜라겐이 젤라틴으로 녹아내려 고기가 더 부드럽고 촉촉해진다. 둘째, 가열 중 결합조직이 고기를 압박하는 힘이 약해져 수분 손실이 줄어든다.
효소의 활성은 온도에 따라 다르다. 칼페인은 약 **40℃(105℉)**에서, 카텝신은 **50℃(122℉)**에서 변성되어 효능을 잃는다. 그러나 이 온도 미만에서는 온도가 높을수록 작용 속도가 빠르다.
이러한 특성을 활용하면, 조리 중에도 **일부 ‘가속 숙성’**이 가능하다. 예를 들어 고기 표면을 고온으로 빠르게 데쳐 미생물을 제거한 후, 저온에서 천천히 익히는(예: 브레이징, 저온 오븐 구이) 방식은 내부의 숙성 효소가 몇 시간 동안 활발히 작용할 수 있게 해준다.
실제로 무게 23kg(50파운드)의 대형 쇠고기 덩어리를 10시간 이상 저온(50~55℃)에서 천천히 익히는 방식은, 동일 부위를 빠르게 익힌 경우보다 훨씬 부드러운 결과를 얻을 수 있다.
플라스틱 포장 및 주방에서의 고기 숙성
숙성이 고기의 품질에 기여하는 바가 있음에도 불구하고, 현대 육류 산업은 일반적으로 숙성을 회피한다. 그 이유는 냉장 보관을 위해 자산을 장기간 묶어 두어야 하며, 증발로 인해 고기 원래 무게의 약 20%가 손실되고, 마른 표면이나 산패된 부분, 곰팡이가 핀 외부를 제거하는 번거로운 작업이 필요하기 때문이다.
오늘날 대부분의 고기는 도축 직후 포장 공장에서 소매용 부위로 분할되며, 플라스틱으로 밀봉되어 즉시 시장으로 운송된다. 도축 후 판매까지 걸리는 평균 시간은 4~10일이다. 이러한 고기는 종종 '습식 숙성(wet aging)'이라고 불리는 과정을 거치는데, 플라스틱 포장 상태에서 며칠 또는 몇 주간 보관되며, 산소 노출은 차단되고 수분은 유지되는 상태에서 고기 내 효소들이 작용한다. 습식 숙성 고기도 일정 수준의 풍미와 연도를 얻을 수 있으나, 건식 숙성처럼 풍미가 농축되지는 않는다.
소비자도 주방에서 고기를 숙성시킬 수 있다. 고기를 필요 시점보다 며칠 일찍 구입하여 냉장고에 보관하면 자연스럽게 일정 수준의 숙성이 이루어진다. 이때는 단단히 포장하거나, 일부 수분 증발과 풍미 농축을 위해 포장을 느슨하게 하거나 벗겨둘 수도 있다. 단, 느슨한 포장은 표면이 건조해지거나 외부 냄새를 흡수하게 만들며, 일부 표면을 제거해야 할 수도 있다. 이 방식은 스테이크나 갈비보다 **덩어리 구이용 고기(로스트)**에 더 적합하다. 또한 앞서 설명했듯, 저온 조리를 활용하면 몇 주간의 숙성과 유사한 효과를 몇 시간 만에 얻을 수도 있다.
절단 및 포장 방식의 변화
20세기 후반까지는 도축장에서 동물 도체를 큰 부위(반 마리 또는 4분할)로 나눈 뒤, 이를 소매 정육점에 공급하여 정육사가 구이용, 스테이크, 갈비 등의 표준 부위로 손질하는 방식이 일반적이었다. 이 고기들은 판매 직전까지 포장되지 않거나, 단순히 정육 포장지로 느슨하게 감싸는 정도에 그쳤다. 이렇게 공기에 지속적으로 노출된 고기는 산소화되어 선명한 붉은색을 띠고, 시간이 지날수록 천천히 건조되며 풍미가 응축되기도 한다. 하지만 외부는 변색되거나 풍미가 나빠질 수 있어 일부 절단이 필요하다.
현대의 도축 및 정육 방식은 이와 다르다. 고기를 도축장에서 바로 소매용 부위로 손질한 후, 공기 접촉을 막기 위해 진공 포장을 하고, 이 상태로 슈퍼마켓에 납품한다. 진공 포장은 생산 효율이 높고, 건조나 트리밍에 따른 무게 손실 없이 수주간 보관이 가능하다. 예를 들어, 소고기는 최대 12주, 돼지고기와 양고기는 6~8주까지 신선하게 유지된다. 이후 진열용으로 다시 포장된 고기는 보통 수일간 매장 진열대에서 판매된다.
신중히 취급되고 적절히 포장된 고기는 촉감이 단단하고, 수분이 적절하며, 색상이 균일하고, 냄새는 순하고 신선해야 한다.
고기의 부패와 보관
신선한 고기는 매우 불안정한 식품이다. 살아 있는 근육이 고기로 전환된 순간부터, 그 조직은 화학적·생물학적으로 변화를 시작한다. 고기 전체에 존재하는 효소가 풍미와 연도를 생성하는 과정, 즉 ‘숙성’이라 부르는 변화는 바람직한 것이다. 그러나 고기 표면에서 발생하는 변화는 대부분 바람직하지 않다. 공기 중의 산소와 강한 빛은 고기의 색을 탁하게 만들고, 불쾌한 향을 유발한다. 또한 고기는 인간뿐 아니라 미생물에게도 매우 영양가 높은 먹이다. 기회만 주어진다면, 박테리아는 고기 표면에서 급속히 번식할 수 있으며, 이는 보기에도 나쁠 뿐 아니라 위험하기도 하다. 어떤 부패 미생물은 독소를 만들어내거나 사람의 몸 안에 침입할 수 있기 때문이다.
고기의 부패
지방 산화와 산패
고기가 가장 많이 겪는 화학적 손상은 지방의 산화이다. 산소와 빛의 작용으로 인해 지방이 작은 냄새 분자로 분해되면서 산패 취기를 형성한다. 산패된 지방은 건강에 반드시 해롭지는 않지만, 불쾌한 냄새로 인해 고기의 숙성과 저장 기한을 제한하게 된다. 특히 불포화지방산이 산화에 가장 민감하기 때문에, 어류, 가금류, 야생 조류의 고기는 다른 고기에 비해 훨씬 빠르게 상한다. 반면, 쇠고기 지방은 포화지방 비율이 높고 안정적이어서 가장 오래 보관할 수 있다.
지방 산화는 완전히 막을 수는 없지만, 신중한 취급으로 지연시킬 수 있다. 생고기는 산소 차단 능력이 뛰어난 플라스틱(예: 사란 랩, 폴리비닐리덴 클로라이드)으로 단단히 포장하고, 그 위에 알루미늄 포일이나 종이로 한 번 더 싸서 빛을 차단하며, 냉장고나 냉동고 중 가장 차가운 곳에 보관한 후 가능한 한 빨리 사용하는 것이 좋다. 다진 고기는 표면적이 넓어 산소 노출이 심하므로, 조리 직전에 직접 갈아 쓰는 것이 바람직하다. 조리된 고기의 산패를 늦추기 위해서는 소금 사용을 최소화하는 것이 좋으며, 산화 방지 효과가 있는 재료를 활용하는 것도 도움이 된다. 지중해 요리에 자주 쓰이는 허브, 특히 로즈마리가 대표적이다. 또한 팬에 고기 표면을 갈색이 되도록 구우면 항산화 화합물이 형성되어 지방 산화를 지연시키는 효과가 있다.
박테리아와 곰팡이에 의한 부패
건강한 가축의 통근육에는 일반적으로 미생물이 존재하지 않는다. 고기를 부패시키는 박테리아와 곰팡이는 도축 및 가공 과정에서 주로 동물의 가죽이나 가공 장비를 통해 고기 표면에 유입된다. 가금류와 어류는 피부가 그대로 있는 상태로 판매되기 때문에 특히 부패에 취약하며, 세척을 해도 많은 박테리아가 살아남는다.
이들 미생물 대부분은 인체에 큰 해를 끼치지는 않지만, 불쾌한 냄새를 유발한다. 박테리아와 곰팡이는 고기 표면의 세포를 분해하고 단백질과 아미노산을 변질시켜 비린내, 스컹크 냄새, 썩은 달걀 냄새를 유발하는 분자로 바꾼다. 고기의 부패 냄새가 유독 더 고약하게 느껴지는 이유는, 고기에는 이러한 악취 분자를 생성할 수 있는 단백질이 풍부하게 포함되어 있기 때문이다.
냉장 보관
선진국에서는 고기를 보존하는 가장 일반적인 가정용 방법이 냉장 보관이다. 냉장은 준비 시간이 거의 들지 않고, 고기의 신선한 상태를 크게 변화시키지 않는다는 점에서 큰 장점이 있다. 온도가 낮아질수록 박테리아와 고기 자체의 효소 활동이 둔화되므로, 고기를 냉장하면 유통기한이 연장된다. 그럼에도 불구하고 부패는 계속 진행되며, 고기는 얼음점(섭씨 0도 또는 화씨 32도)에 가까운 온도에서 가장 잘 보관된다.
냉동 보관
냉동은 고기와 기타 식품의 저장 수명을 크게 연장시킨다. 생물학적 작용을 완전히 정지시키기 때문이다. 생명활동은 액체 상태의 물을 필요로 하며, 냉동은 식품 내 액체 수분을 얼음 결정 상태로 고정시켜 이를 차단한다. 잘 냉동된 고기는 수천 년 동안도 보존될 수 있으며, 실제로 시베리아 북부 얼음 속에서 발견된 15,000년 전의 매머드 고기가 이를 입증한다. 고기는 가능한 한 낮은 온도로 유지하는 것이 이상적이며, 가정용 냉동고의 권장 온도는 –18도(화씨 0도)이다. 실제 가정용 냉동고는 –9도에서 –12도 사이로 운용되는 경우가 많다.
냉동은 고기를 생물학적 부패로부터 사실상 무기한 보호할 수 있다. 그러나 냉동은 물리적으로 조직에 손상을 주는 강력한 처치로, 고기의 품질을 몇 가지 측면에서 저하시킨다.
세포 손상과 수분 손실
생고기가 냉동되는 과정에서, 성장하는 얼음 결정은 부드러운 세포막을 뚫고 손상시킨다. 고기를 해동하면 이 결정들이 녹으면서 세포에 남긴 구멍이 뚫린 채 방치되고, 근육조직은 염분, 비타민, 단백질, 색소 등이 포함된 수분을 쉽게 잃게 된다. 따라서 조리 시에도 일반보다 많은 수분이 빠져나가 건조하고, 밀도가 높으며, 질긴 고기가 되기 쉽다. 이미 가열로 손상된 조직을 가진 조리된 고기는 상대적으로 냉동 피해가 덜하다.
세포 손상과 수분 손실을 최소화하려면 고기를 가능한 한 빠르게 냉동시키고, 낮은 온도로 유지해야 한다. 고기 속 수분이 빠르게 얼수록 결정이 작게 형성되어 세포막을 덜 손상시키고, 낮은 온도에서는 기존 얼음 결정이 커지는 현상이 억제된다. 냉동 속도를 높이기 위해서는 냉동고를 최저 온도로 설정하고, 고기를 작은 조각으로 나눈 뒤, 포장 없이 얼린 다음 포장하는 것이 좋다. 포장은 단열 효과가 있어 냉동 시간을 두 배로 늘릴 수 있다.
지방 산화와 산패
냉동은 물리적 손상 외에도 화학적 변화를 유발하며, 이로 인해 고기의 저장 수명이 제한된다. 얼음 결정이 형성되면서 액체 수분이 제거되면 근육 내 염분과 미량 금속의 농도가 증가하고, 이로 인해 불포화지방이 산화되어 산패 취가 발생한다. 이 과정은 필연적이며, 품질 저하는 어류와 가금류는 수개월 내, 돼지고기는 약 6개월, 양고기·송아지고기는 약 9개월, 쇠고기는 약 1년이 지나면 뚜렷해진다. 다진 고기, 가공육, 조리된 고기의 풍미는 이보다 더 빠르게 악화된다.
냉동 화상 (Freezer Burn)
냉동의 또 다른 부작용은 이른바 '냉동 화상'이다. 이는 저장 중 수주 또는 수개월이 지나면 고기 표면이 갈색 또는 희끄무레해지는 현상이다. 이는 고기 표면의 얼음 결정이 마치 증발처럼 냉동고 내부의 건조한 공기로 직접 승화되면서 발생한다. 수분이 사라진 자리에는 미세한 공극이 형성되어 빛을 산란시키고, 고기 표면이 흰색처럼 보이게 만든다. 이 부위는 실질적으로 ‘동결 건조된’ 고기가 되어 지방과 색소의 산화가 가속화되며, 식감, 풍미, 색이 모두 저하된다.
냉동 화상을 줄이려면 고기를 수분 차단 기능이 뛰어난 플라스틱 랩으로 최대한 밀봉해 싸는 것이 중요하다.
고기의 해동
냉동된 고기는 일반적으로 조리 전에 해동 과정을 거친다. 가장 단순한 방법은 고기를 조리대 위에 그대로 놓아두는 것이지만, 이 방식은 안전하지도 않고 비효율적이다. 고기 표면은 속이 해동되기도 전에 미생물 증식에 적합한 온도까지 상승할 수 있으며, 공기는 물에 비해 열을 전달하는 속도가 약 20분의 1 정도로 매우 느리기 때문이다.
보다 빠르고 안전한 방법은 고기를 포장된 상태로 얼음물에 담가 해동하는 것이다. 이 방법은 고기 표면 온도를 안전하게 낮게 유지하면서도, 열을 효과적으로 내부로 전달해 빠른 해동이 가능하다. 고기 덩어리가 너무 커서 물에 담그기 어려운 경우나 당장 사용하지 않을 경우에는 냉장고에서 천천히 해동하는 것도 안전한 방법이다. 다만, 냉장고 내부의 찬 공기는 열 전달 효율이 매우 낮기 때문에, 큰 고기를 해동하는 데는 며칠이 걸릴 수 있다.
해동하지 않은 고기의 조리
냉동된 고기는 해동 없이 바로 조리할 수도 있다. 특히 오븐 로스팅처럼 상대적으로 조리 속도가 느린 방식은 열이 고기 중심부까지 도달할 시간을 충분히 제공하므로, 겉면이 과도하게 익는 것을 피할 수 있다. 이 경우, 조리 시간은 신선한 고기를 기준으로 할 때보다 약 30~50% 정도 더 길어진다.
방사선 조사(Irradiation)
이온화 방사선은 DNA와 단백질 같은 생물학적으로 섬세한 구조를 손상시키기 때문에, 식품 내 부패 및 병원성 미생물을 사멸시켜 저장 기간을 연장하고 식품의 안전성을 높이는 역할을 한다. 실험 결과에 따르면, 낮은 수준의 방사선 조사는 대부분의 미생물을 제거하고, 적절히 포장된 냉장육의 유통기한을 두 배 이상 연장할 수 있다. 다만, 방사선에 노출된 고기에서는 금속성, 황 냄새, 염소 냄새 등이 나는 특유의 향미가 발생할 수 있으며, 이는 거의 감지되지 않을 수도 있고 매우 불쾌할 수도 있다.
1985년부터 미국 식품의약국(FDA)은 육류에 대한 병원균 억제를 목적으로 방사선 조사를 승인해왔다. 처음에는 돼지고기의 선모충(trichinosis), 이후 닭의 살모넬라균, 쇠고기의 장출혈성 대장균(E. coli)에 대한 대응책으로 승인되었다. 방사선 처리는 특히 다진 고기와 같은 대량 생산 육류에 있어 매우 유용한 보증 수단이다. 왜냐하면 오염된 단 하나의 도체(carcass)가 수천 파운드의 고기를 오염시켜 수천 명의 소비자에게 영향을 미칠 수 있기 때문이다.
그러나 소비자의 경계심으로 인해 방사선 처리의 활용은 여전히 제한적이다. 수십 년에 걸친 실험 결과에 따르면, 방사선 조사된 고기는 섭취해도 안전하다. 하지만 한 가지 반대 의견은 충분히 합리적이다. 만약 고기가 E. coli 감염을 일으킬 정도로 많은 분변에 오염되었다면, 방사선 처리는 박테리아를 사멸시켜 고기를 3개월간 섭취 가능한 상태로 만들 수 있다. 그러나 이 고기는 여전히 ‘오염된 고기’이며, 고기의 질이 뛰어나다고 볼 수는 없다.
많은 소비자는 단순히 병원균이 없는 것과 장기 보관 가능 여부만으로 고기의 품질을 평가하지 않는다. 매일 먹는 식품에서 영양과 기쁨을 얻고자 하는 사람은, 가능한 한 최근에 생산된 고기, 신중하게 사육된 고기, 지역에서 정성스럽게 유통된 고기를 선호한다. 그리고 이 고기는 며칠 이내에 즐기는 것이 가장 맛있다.
신선한 고기의 조리: 원리
고기를 조리하는 목적은 네 가지다. 고기를 안전하게 섭취할 수 있도록 만들고, 더 쉽게 씹고 소화할 수 있도록 하며(변성된 단백질은 소화 효소에 더 잘 분해된다), 풍미를 강화하기 위함이다. 안전성에 대한 내용은 본문 124페이지부터 자세히 다루며, 이곳에서는 조리 중 고기에서 일어나는 물리적·화학적 변화, 그 변화가 맛과 식감에 미치는 영향, 그리고 고기를 잘 익히는 데 따르는 과제를 설명한다. 이러한 변화들은 152페이지 요약 상자에 정리되어 있다.
열과 고기 맛
생고기는 감칠맛은 있지만 향은 거의 없다. 소금, 감칠맛을 내는 아미노산, 약간의 산미를 혀에 전달하지만, 향기 성분은 미미하다. 조리를 통해 고기의 맛이 진해지고 향이 형성된다. 근섬유에 물리적인 손상이 가해지면 조직 내 체액이 더 많이 방출되어 혀를 자극하는 성분도 증가한다. 이런 체액 방출은 고기를 약간만 익혔을 때, 즉 '레어' 상태일 때 가장 크다. 온도가 올라가면서 고기가 건조되면 물리적인 변화는 화학적 변화로 넘어가며, 세포 내 분자들이 분해되고 상호 작용해 새로운 분자를 형성한다. 이 분자들은 고기 특유의 향뿐만 아니라 과일 향, 꽃 향, 견과 향, 풀 향 등을 만들어낸다(에스터, 케톤, 알데하이드 등).
고온에서의 표면 갈변
고기가 물의 끓는점 이상으로 가열되지 않으면 맛은 대부분 단백질과 지방의 분해 산물에 의해 결정된다. 하지만 굽기, 브로일링, 튀김 등의 조리법은 고기 표면을 건조시켜 높은 온도에 도달하게 만들고, 마이야르 반응(갈변 반응)을 유도하여 훨씬 강렬한 풍미를 가진 크러스트를 형성한다. 갈변 반응으로 생성되는 향 성분은 일반적으로 탄소 고리에 질소, 산소, 황 원자가 붙어 있는 구조다. 이들 중 다수는 일반적인 ‘구운 냄새’를 가지며, 일부는 풀 향, 꽃 향, 양파 향, 향신료 향, 흙 향 등을 낸다. 지금까지 로스트 고기에서 수백 가지 이상의 향기 성분이 발견되었다.
열과 고기 색
조리 중 고기는 두 가지 방식으로 외관이 바뀐다. 처음에는 단백질이 물에 부유하는 느슨한 구조를 이루고 있어 반투명하다. 고기가 약 50도(섭씨)에 도달하면, 열에 민감한 미오신(myosin)이 변성되어 덩어리로 응고되면서 빛을 산란시켜 흰색 불투명 상태가 된다. 이로 인해 붉은 고기 색은 실제 색소가 변성되기 전에도 빨간색에서 분홍색으로 변한다.
그다음 약 60도(섭씨)에서 미오글로빈(myoglobin)이 변성되어 황갈색의 헤미크롬(hemichrome)으로 전환되며, 이로 인해 고기의 색이 분홍색에서 갈색-회색으로 변하게 된다.
미오글로빈의 변성은 근섬유 단백질의 변성과 병행하여 진행되기 때문에, 고기의 색을 통해 익힘 정도를 판단할 수 있다. 거의 익지 않은 고기와 육즙은 붉고, 중간 정도로 익힌 고기와 육즙은 분홍색, 완전히 익힌 고기는 갈색-회색이며 육즙은 맑다. (붉은 미오글로빈은 육즙 속으로 빠져나올 수 있지만, 변성된 갈색 미오글로빈은 세포 내 응고된 단백질과 결합해 조직 내에 남는다.)
하지만 미오글로빈은 특정한 조건에서 예상과 다른 색을 보이기도 한다. 예를 들어, 오래 빛에 노출되었거나 냉동된 고기는 미오글로빈이 이미 변성되었기 때문에 실제로는 덜 익었어도 갈색으로 보일 수 있다. 따라서 고기의 색만으로 익힘 상태를 판단하는 것은 정확하지 않을 수 있다. 고기를 병원균 사멸 온도까지 안전하게 익히는 것이 중요하다면, 정확한 온도계를 사용해 내부 온도가 70도(섭씨) 이상에 도달했는지 확인해야 한다.
이 이미지는 고기의 색을 결정하는 미오글로빈(myoglobin)의 화학적 구조와 그에 따른 색 변화를 보여주는 것입니다. 중심에는 철(Fe) 원자가 있고, 여기에 결합된 리간드에 따라 색이 달라집니다. 다음은 각 구조와 색의 의미를 설명한 것입니다:
- O₂ 결합 (Red)
- 구성: 철(Fe²⁺) + 산소(O₂)
- 색: 밝은 빨강
- 상태: 산화된 상태의 미오글로빈 (Oxymyoglobin)
→ 신선한 고기에서 볼 수 있는 선홍색, 산소에 노출되었을 때 형성됨.
- H₂O 결합 (Brown)
- 구성: 철(Fe³⁺) + 물(H₂O)
- 색: 갈색
- 상태: 메트미오글로빈 (Metmyoglobin)
→ 오래된 고기나 산소에 너무 오래 노출되어 산화된 상태.
- NO 결합 (Pink)
- 구성: 철(Fe²⁺) + 일산화질소(NO)
- 색: 분홍색
- 상태: 니트로소미오글로빈 (Nitrosomyoglobin)
→ 훈연육(예: 햄, 소시지)에서 보이는 색, 질산염 처리된 고기에서 생성됨.
- CO 결합 (Pink)
- 구성: 철(Fe²⁺) + 일산화탄소(CO)
- 색: 분홍색
- 상태: 카르복시미오글로빈 (Carboxymyoglobin)
→ 일산화탄소를 이용해 고기의 신선한 색을 유지시키는 포장 처리에서 사용됨.
익힌 고기와 훈제 고기의 색소
왼쪽에서 오른쪽 순서로 살펴보면, 생고기에서는 산소를 운반하는 미오글로빈이 붉은색을 띤다. 익힌 고기에서는 산화되고 변성된 형태의 미오글로빈이 갈색을 띤다. 질산염(nitrite)으로 훈제한 고기(예: 콘비프나 햄)에서는 미오글로빈이 질산염의 산물인 산화질소(NO)와 결합하여 안정적인 분홍색 형태를 이룬다. 한편, 훈제하지 않은 고기를 숯불이나 가스오븐에서 조리할 경우, 일산화탄소(CO)가 소량 축적되어 또 다른 안정적인 분홍색 형태가 만들어진다.
열과 고기 조직감(텍스처)
식품의 조직감은 물리적 구조에 의해 형성된다. 손으로 만졌을 때의 느낌, 고체와 액체 성분의 균형, 그리고 치아로 얼마나 쉽게 조각을 내어 씹을 수 있는지가 조직감을 결정짓는다. 고기에서 가장 중요한 조직 구성 요소는 수분(무게의 약 75%)과 그 수분을 가두거나 흘려보내는 섬유질 단백질과 결합조직이다.
생고기와 익힌 고기의 조직감
생고기의 조직감은 약간 미끄럽고 저항감 있는 무른 질감이다. 고기는 쫄깃하면서도 부드러워서, 씹을 때 자르기보다는 눌려서 뭉개지는 느낌이 난다. 수분은 표면의 미끄러움으로 느껴지며, 씹는 과정에서 많은 즙이 나오지는 않는다.
하지만 열을 가하면 고기의 조직감은 크게 변한다. 익는 과정에서 고기는 단단함과 탄성을 가지게 되어 더 쉽게 씹을 수 있게 된다. 수분이 빠져나오면서 고기는 육즙이 풍부해진다. 조리 시간이 길어지면 육즙이 점차 말라가고, 탄성은 점점 마른 뻣뻣함으로 바뀐다. 몇 시간 이상 조리하면 근섬유 다발들이 서로 풀어지기 시작하고, 질긴 고기도 쉽게 부서지게 된다. 이러한 모든 조직감 변화는 섬유질 단백질과 결합조직 단백질이 변성되는 일련의 과정이다.
익힌 고기에서 나타나는 지속적인 색 변화
충분히 익힌 고기는 보통 미오글로빈과 시토크롬 색소가 변성되면서 칙칙한 갈색이나 회색을 띠게 된다. 그러나 두 가지 조리 방식은 완전히 익은 고기에서도 선명한 붉은색이나 분홍색을 유지하게 만든다.
바비큐 고기나 스튜용 고기, 포트로스트, 콩피 같은 요리는 안쪽이 의외로 붉거나 분홍색으로 남아 있을 수 있다. 이것은 고기를 아주 천천히, 부드럽게 가열했을 때 나타나는 현상이다. 미오글로빈과 시토크롬은 다른 근육 단백질보다 약간 더 높은 온도에서도 살아남을 수 있다. 고기를 빠르게 가열하면, 온도가 빨리 올라가면서 근육 단백질이 변성되기 시작하는 시점에 색소들도 동시에 변형되며, 단백질이 색소와 반응해 색이 갈변된다.
그러나 천천히 가열하면, 색소의 변성 온도에 도달하는 데 한두 시간이 걸리고, 그 사이 다른 단백질들은 먼저 변성되고 서로 반응을 마친다. 이때 색소와 반응할 다른 단백질이 부족하므로, 색소는 그대로 유지되고 고기는 붉은색을 유지한다. 오리 콩피를 만들기 위한 소금 절임 단계는 이러한 효과를 더 강하게 만든다.
또한, 나무, 숯, 가스 불 위에서 익힌 고기(예: 바비큐 돼지고기나 소고기, 혹은 가스 오븐에서 조리한 닭고기 등)는 종종 표면에서 약 8–10mm 깊이까지 분홍색 고리(pink ring)를 나타낸다. 이는 나무나 숯, 가스 등의 연료가 연소되면서 극소량(ppm 수준)의 이산화질소(NO₂)가 생성되기 때문이다. 이 NO₂는 고기 표면에서 아질산(HNO₂)으로 변하고, 이것이 근육 조직 안으로 확산되어 산화질소(NO)로 전환된다. NO는 다시 미오글로빈과 반응해 안정적인 분홍색 분자를 생성하는데, 이는 훈제육에서 나타나는 분홍색과 같은 원리다.
초기 육즙 – 근섬유 응고
근섬유를 구성하는 두 가지 주요 수축 필라멘트 중 하나인 미오신은 약 50ºC(120ºF)에서 응고되기 시작한다. 이는 각 세포에 약간의 단단함을 부여하고, 고기에 탄력을 만든다. 미오신 분자가 서로 결합하면서 사이에 있던 수분이 짜내지며, 이는 응고된 단백질 주변으로 모이고, 얇고 탄력 있는 결합조직이 이 수분을 세포 밖으로 밀어낸다. 온전한 근육에서는 육즙이 섬유 외피의 약한 부분을 뚫고 나온다. 스테이크나 찹처럼 얇게 썬 고기는 섬유 절단면을 통해 육즙이 빠져나간다. 이 단계에서 제공된 고기(레어 상태)는 탄력 있고 육즙이 풍부하다.
최종 육즙 – 콜라겐 수축
온도가 약 60ºC(140ºF)로 오르면, 세포 내 더 많은 단백질이 응고되며, 고기는 단단한 단백질 핵과 그 주위를 둘러싼 액체층으로 분리되어 점점 더 단단하고 촉촉해진다. 그러나 6065ºC(140150ºF) 사이가 되면 갑자기 많은 육즙이 빠져나가면서 고기가 눈에 띄게 줄어들고, 질겨지기 시작한다. 이는 세포 내 결합조직의 콜라겐이 변성되며 수축해, 세포 안의 액체에 압력을 가하기 때문이다. 육즙이 대량으로 흘러나오고, 고기 부피는 1/6 이상 줄어들며, 단백질 섬유가 조밀해져 잘 잘리지 않게 된다. 이 온도에서의 고기(미디엄레어 상태)는 육즙이 많던 상태에서 마르기 시작하는 전환기에 해당한다.
완전 연화 – 콜라겐이 젤라틴으로 변함
조리가 더 진행되면, 고기는 점점 더 마르고, 조밀해지고, 단단해진다. 그러다가 약 70ºC(160ºF)가 되면, 결합조직의 콜라겐이 젤라틴으로 녹기 시작한다. 시간이 지나면서 결합조직은 젤리처럼 부드러워지고, 이 조직이 단단히 붙잡고 있던 근섬유는 서로 쉽게 떨어지게 된다. 이때 근섬유 자체는 여전히 뻣뻣하고 마른 상태지만, 더 이상 단일 덩어리를 형성하지 않기 때문에 고기는 더 부드럽게 느껴진다. 또 젤라틴이 자체적으로 육즙 같은 촉촉함을 부여한다. 이것이 바로 슬로우 쿠킹한 고기, 오랜 시간 익힌 스튜나 바비큐 요리에서 느껴지는 기분 좋은 식감이다.
고기를 가열하면 수분이 빠져나가는 과정
근육 세포 안에는 단백질 섬유가 촘촘히 채워져 있고, 이 섬유 속에는 수분 분자가 결합된 상태로 존재한다. 고기를 가열하면 단백질이 응고되고, 섬유가 수축하면서 그 안에 있던 수분 일부가 밀려 나오고, 단단해진다. 이어서 각 근육 세포를 둘러싼 얇고 탄력 있는 결합조직층이 남은 자유 수분을 세포의 절단면을 통해 밖으로 짜낸다.
고기 조리의 도전: 이상적인 식감을 위한 조건
우리는 일반적으로 고기가 부드럽고 육즙이 풍부하길 원한다. 이상적인 조리법이란 수분 손실과 근섬유의 수축을 최소화하면서도, 질긴 결합조직 콜라겐을 젤라틴으로 잘 전환시키는 방법일 것이다. 하지만 이 두 가지 목표는 서로 충돌한다.
섬유 수축과 수분 손실을 최소화하려면 고기를 빠르게 조리하되 내부 온도가 5560℃(130140ºF)를 넘지 않게 해야 한다. 반면 콜라겐을 젤라틴으로 만들려면 70℃(160ºF) 이상의 온도에서 장시간 익혀야 한다. 따라서 모든 고기에 통용되는 이상적인 조리법은 존재하지 않으며, 고기의 질긴 정도에 따라 조리법을 달리해야 한다.
연한 부위는 육즙이 풍부하게 흐르기 시작하는 온도까지 빠르게 익히는 것이 좋다. 그릴, 팬프라잉, 오븐 로스팅처럼 빠르게 익히는 조리법이 일반적이다. 반면 질긴 부위는 장시간 조리하여 콜라겐을 젤라틴으로 바꾸는 방식이 유리하며, 보통 스튜, 브레이징, 저온 로스트 방식이 적합하다.
연한 고기는 과조리되기 쉽다
연한 고기를 완벽하게 조리한다는 것은, 원하는 내부 온도에 정확히 도달시키는 일로, 매우 어렵다. 두꺼운 스테이크를 미디엄 레어(60ºC/140ºF)로 구워낸다고 가정해보자. 표면은 이미 건조해져 100ºC(212ºF) 이상의 온도에 도달해 있고, 중심부와 표면 사이의 고기는 60~100ºC에 걸친 다양한 온도를 갖게 된다. 즉, 고기의 대부분은 이미 과도하게 익어 있다.
특히 중심부 온도는 몇 분 안에 급격히 올라갈 수 있어서, 단 몇 분만 지나도 미디엄 레어를 넘어 고기 전체가 건조해지기 쉽다. 실제로 두께 2.5cm(1인치) 정도 되는 스테이크나 찹은 중심부 온도가 분당 5℃(10ºF) 이상 증가할 수 있다.
해결책: 2단계 조리법, 단열, 예열 예측
조리 시간의 여유를 확보하고, 더 균일하게 익힌 고기를 얻기 위한 방법은 몇 가지가 있다.
가장 일반적인 방법은 조리를 두 단계로 나누는 것이다. 먼저 높은 온도로 겉면을 갈색으로 굽고, 그 다음 낮은 온도에서 중심부까지 익히는 방식이다. 낮은 온도에서 익히면 표면과 중심부 온도 차이가 작아져 전체적으로 균일하게 익고, 내부가 적정 온도에 도달할 때까지 여유 시간이 확보된다.
또 다른 방법은 고기 표면을 다른 음식 재료로 덮는 것이다. 예를 들어 베이컨이나 지방층, 튀김옷, 페이스트리, 빵 반죽 등이 있다. 이러한 재료는 고기 표면을 직접적인 열로부터 단열해주며, 내부로의 열전달 속도를 늦춰준다.
육즙의 본질
식품 과학자들은 육즙의 주관적인 느낌이 두 단계로 이루어진다고 본다. 첫째는 씹기 시작할 때 느껴지는 직접적인 수분감이고, 둘째는 씹는 동안 점진적으로 느껴지는 촉촉함이다.
처음의 육즙감은 고기 자체에 존재하는 자유 수분에서 오며, 계속되는 촉촉함은 고기 내의 지방과 풍미 성분이 자극하여 침의 분비를 촉진함으로써 만들어진다. 그렇기 때문에, 실제로는 겉면의 육즙이 많이 손실되었더라도, 겉을 잘 시어링한 고기가 더 육즙이 풍부하다고 느껴지기도 한다.
무엇보다도 시어링은 갈변 반응을 통해 풍미를 극대화시키며, 이 강렬한 맛이 우리 침샘을 더욱 자극하여 "육즙이 많다"고 느끼게 만든다.
The Effects of Heat on Meat Proteins, Color, and Texture PAGE254
