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환경과 건강

[화학상식]치즈의 화학

치즈의 화학

발효가 빚어낸 오묘하고 쫀득한 맛

 

 

 

 

 

요즈음에는 치즈와 치즈로 만든 음식이 낯설지 않다. 식품점의 한구석에 국내산 치즈는 물론 많은 종류의 외국산 치즈

 

가 놓여있는 것을 볼 수 있다. 더구나 젊은 층을 중심으로 피자와 스파게티가 인기를 끌면서 점차 치즈광들도 생겨난

 

듯 하다. 치즈의 종류는 전세계적으로 헤아릴 수 없이 많다. 냄새가 거의 없어 먹기 편한 것부터 정말 구린 냄새가 나는

 

치즈도 있다. 냄새가 지독한 치즈는 익숙한 사람이 아니고는 먹기가 쉽지 않다. 그렇지만 묵은 김치 혹은 신 김치의 독

 

특한 향을 즐기는 사람들처럼 치즈 특유의 냄새와 맛에 푹 빠진 사람들도 당연히 있을 수 있다.

 

이번에는 치즈와 관련된 화학에 대해 생각해 본다.

 

 

 치즈특유의 꿉꿉한냄새는 우유에 들어있는 펩타이드와 작은지방산 때문

 

치즈 특유의 냄새는 치즈의 단백질 혹은 지방이 분해되어 생성된 크기가 작은 분자들 때문에 나는 것이다.

 

그런 냄새는 수 많은 종류의 분자들이 혼합되어 만들어진 것이기에 냄새의 원인을 특정한 분자로 한정할 수는 없다.

 

냄새 분자 중에는단백질의 분해로 만들어진 각종 아미노산은 물론 작은 펩타이드들도 포함된다. 또한 지방의 분해로

 

형성된 분자량이 작은 지방산들인 뷰티르산(butyricacid), 카프로산(caproicacid),아이소발레르산(isovalericacid)도 있다.

 

황을 포함하는 메틸머캡탄(methylmercaptan), 황화수소 등도 강한 냄새와 맛의 원인이 된다. 이런 분자들은 낮은 농도

 

에서는 사람들이 선호하는 치즈 특유의 향과 맛이 나겠지만, 숙성이 지나쳐서 혹은 효소의 특성으로 인해서 높은 농도

 

로 존재하면 그야 말로 참기 어려운 냄새를 풍긴다. 화학물질 중에는 동일한 분자이지만 농도에 따라서 화장실 혹은

 

향수 냄새를 일으키는 녀석도 있다. 예를 들어 뷰티르산은 탄소 4개로 구성된 지방산이며, 냄새가 좋지 않다. 버터가

 

산화되어 부패될 때 발생하는 냄새를 분석해보면 이것의 농도가 높다. 우유의 지방들은 자연히 치즈에 포함되고, 숙성

 

되므로 냄새가 강한 지방산 분자들로 변할 것임에 틀림없다. 상한 우유의 자극적인 냄새를 맡아 본 사람이면 무엇을

 

말하는지 금방 알 수 있을 것이다. 냄새는 분자량이 작고 휘발성이 높은 향기롭지 못한 지방산들이 코의 냄새 수용체

 

와 결합되고 우리 뇌가 인식한 결과다. 인간 혹은 동물 똥 냄새의 범인으로 여겨지는 화합물 중에는 메틸머캡탄(혹은

 

메테인싸이올(methanethiol: CH3SH)이라고도 부른다)도 있다. 그것은 심한 입 냄새나 방귀 냄새에 간혹 포함되어 있는

 

분자다. 대개 황이 포함된 유기화합물은 냄새가 별로다. 지독한 냄새가 나는 스컹크의 방귀에도 황을 포함하는

 

유기화합물 분자들이 다량 포함되어 있다. 스컹크 방귀에는 달리는 자동차 안에 있는 사람들이 맡을 수 있을 정도로

 

냄새가 지독한 황 유기화합물이 많이 들어 있다.

 

 

치즈는 동물의 젖을 발효한 것

 

치즈는 각종 동물의 젖으로 만든다. 우유를 비롯한 젖에 포함된 단백질과 지방, 각종 영양소가 치즈에 포함된다. 치즈

 

는 우유 단백질인 카제인(casein)이 뭉쳐진 흰색의 고체 침전물을 틀에 넣어 모양을 만든다. 마치 콩 단백질의 응고제

 

를 사용해서 흰색의 고체 침전물로 만든 두부와 제조과정이 닮아 있다. 다만 치즈의 경우에는 저온 살균과정을 거치고

 

효소인 레닛(rennet)을 첨가한다. 레닛은 본래 어린 송아지의 4번째 위에서 얻는 단백질 분해효소가 포함된 액체를 일

 

컫는다. 첨가된 효소의 작용과 숙성과정에서 생성되는 화학물질의 종류와 양이 치즈의 향과 맛을 결정하는 것이다. 치

 

즈를 만들 때 첫 번째로 하는 일은 우유에 젖산균(lactobacilli)을 넣는 것이다. 젖산균이 발효과정에서 우유의 젖당을

 

젖산(lacticacid)으로 변경시키면서 우유 전체의 pH가 낮아진다. 그 결과 단백질의 침전물이 형성된다. 침전될 때 지방

 

을 비롯한 무기물질도 동시에 섞이게 된다. 우유에 식초만 첨가하여 pH를 낮추어도 침전물을 만들 수 있다. 그러나 레

 

닛을 첨가하면 응어리(curd)가 더 단단해지고 쫀득거리는 맛의 치즈가 만들어진다.

 

더구나 레닛은 약산성 조건에서도 응어리가 생성이 되고, 또한 맛과 향을 만들어내는 박테리아가 응어리에 서식하면

 

서 활동하기 좋은 조건을 만들어 준다. 단순히 식초만을 첨가하여 만든 치즈와 레닛으로 만든 치즈는 그래서 질감과

 

향이 다르다. 복합효소인 레닛에는 우유 단백질인 카제인(casein)을 분해하는 효소인 키모신(chymosin)이 들어있다. 키

 

모신은 카제인을 구성하고 있는 수 많은 종류의 펩타이드 결합 중에서도 페닐알라닌(phenylalanine)과 메싸이오닌

 

(methionine)이 연결된 펩타이드 결합만을 끊는 특별한 능력이 있다. 메싸이오닌 역시 황을 포함한 필수 아미노산이므

 

로 냄새에 기여할 것으로 예상할 수 있다. 알다시피 단백질은 여러 종류의 아미노산들이 펩타이드 결합을 통해서 형성

 

된 거대 분자다. 흥미로운 사실은 키모신으로 결합이 끊어진 한 뭉치의 분자 그룹은 친수성 성질을, 다른 뭉치의 분자

 

그룹은 소수성 성질을 띤다는 점이다. 물이 많은 분위기에서 소수성 분자 뭉치들은 활발한 상호작용으로 뭉치고, 덩어

 

리져서 결국은 침전이 된다. 한편 친수성 분자 뭉치들은 물에 녹아서 유장(whey)에 남는다. 유장을 걷어내고 침전물을

 

틀에 붓고 모양을 만들어 숙성을 시키면 독특한 맛과 향의 치즈가 만들어 진다. 숙성과정에서 별도의 박테리아 효소를

 

첨가하여 치즈의 풍미를 증가시키기도 한다. 피자를 비롯해서 라자니아(lasagna), 샐러드에 많이 이용되는 모짜렐라

 

(mozzarella) 치즈는 향과 맛이 순해서 치즈를 처음 먹는 사람들도 거부감이 별로 없다. 모짜렐라는 이탈리아에서 물소

 

의 젖으로 제조한 것을 정통으로 삼는다. 이 치즈는 물을 많이 함유하고 있어서 먹기에도 좋고 부드러운 느낌이 혀로

 

전해진다. 젖당분해효소가 부족한 사람들은 치즈를 먹은 후에 속이 거북할 때가 있다.

 

그것은 분해되지 않고 치즈에 남은 젖당(lactose)때문이다.

 

 

곰팡이가 들어간 치즈도 있다고 

 

한정적으로 얻을 수 있는 효소인 레닛만을 사용한다면 대량의 치즈 생산이 쉽지 않을 것이다. 왜냐하면 송아지에서 얻

 

을 수 있는 레닛의 양은 제한적이기 때문이다. 다행히 사람들은 식물, 곰팡이, 심지어 미생물로부터 레닛을 대체할 수

 

있는 효소를 찾았다. 더구나 호기심 많은 이들은 겨드랑이 땀에 기생하는 박테리아를 사용해서 시험적으로 치즈를 만

 

들어 내기도 했다. 오래 전부터 여러 종류의 치즈 효소를 발견하였기에 그렇게 다양한 치즈를 만들 수 있었다. 식물성

 

효소로 생산한 치즈는 채식주의자들은 물론 코셔(kosher) 음식에도 사용될 수 있다. 코셔 음식은 전통적인 유대교의 교

 

리에 따라 조리되는 음식으로 만들기가 까다롭기로 유명하다. 근래에는 유전공학을 이용하여 어린 송아지의 것과 동

 

일한 키모신을 대량으로 생산하기도 한다. 그것은 효모균(yeast)과 박테리아를 매개체로 이용하여 생산하는 것으로 알

 

려져 있다. 그 결과 품질이 균일한 맛과 향의 치즈를 지속적으로 생산할 수 있는 것이다.

 

 

치즈는 우유보다 장기 보관과 운반이 편리하다. 또한 곰팡이균 혹은 박테리아의 종류에 따라 다양한 맛과 향은 물론

 

모양도 다른 치즈가 만들어 진다. 기온이 비교적 낮은 동굴에서 치즈를 보관할 때 옮겨 붙은 공기 중에 떠돌던 곰팡이

 

포자에 의해서 새로운 모습의 치즈가 형성되기도 하였다. 치즈 보관 숙성과정에서 효소는 단백질의 크기, 지방의 분해

 

정도를 다르게 만들기 때문에 치즈의 질감과 맛이 달라질 수 있다. 특정한 지역에만 있는 미생물에 의해서 발효가 된

 

치즈는 그 지역만의 특별한 치즈가 된다. 부리(Brie)치즈의 종류만 해도 수도 없이 많으며, 나라마다 같은 부리치즈지만

 

맛이 약간씩 다른 이유이기도 하다. 부리 치즈는 허연색 껍질도 곰팡이가 주성분이다.

 

껍질이 형성되면서 치즈 내의 수분도 덜 증발하여 촉촉한 맛을 유지할 수 있다. 또한 공기와의 접촉이 덜해서 오랫동

 

안 보관할 수 있는 장점도 있다.
 

 

골다공증에 좋은치즈, 살찌게 하는 치즈

 

치즈에는 단백질과 지방은 물론 칼슘이 포함되어 있다. 우유에 있는 칼슘이 치즈에는 농축되어있으므로 같은 무게의

 

우유에 비해 칼슘의 비율이 높다. 그렇지만 치즈에 들어있는 많은 양의 지방은 오히려 건강에 좋지 못한 영향을 미칠

 

수 있다. 지방이 30 퍼센트 이상 포함된 치즈도 있으니 말이다.

 

“프랑스 역설”이란 프랑스 남부 지역의 사람들이 치즈의 포화지방을 비교적 많이 섭취하지만 심혈관 질환 발병률이 낮

 

은 것을 말한다. 그곳 사람들은 음식은 물론, 치즈를 안주로 포도주를 많이 마시지만, 적색 포도주의 건강에 좋은 화학

 

물질이 포화지방의 나쁜 효과를 상쇄하는 것이라는 분석을 내놓기도 한다. 많은 사람들은 단순히 돈을 주고 치즈를 구

 

입해서 먹고 즐긴다. 그러나 알고 보면 치즈는 수많은 사람들의 협동작업과 수많은 자연산 화학반응이 어우러진 맛난

 

결과물인 것이다.

 

 

출처 네이버 화학상식
링크 http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3580643&cid=58949&categoryId=58983