2023년도 1학기 방송통신대 조리과학 중간과제물

1. 전분의 호화와 젤화 원리를 설명하시오(10점)
전분은 다당류 중 하나로, 식물의 뿌리, 줄기, 열매 등에 존재하는 탄수화물입니다. 전분의 화학 구조는 긴 선형 구조를 갖는 아미로스와 분기 구조를 갖는 아미로펙틴으로 이루어져 있습니다.

 

전분은 물과 함께 가열하면 젤 상태로 변화하게 됩니다. 이는 전분 분자들 사이에 수소 결합이 형성되면서 생기는 것입니다. 이러한 수소 결합은 물 분자들과 전분 분자들 간의 결합을 강화시키고, 분자 간 거리를 가깝게 유지시킵니다.

전분이 물과 함께 가열되면, 전분 분자들이 서로 뒤섞이면서 젤 상태를 형성합니다. 이 젤 상태에서 전분 분자들은 고체와 유체 상태 사이의 특징을 갖게 됩니다. 즉, 전분 분자들은 일정한 형태를 유지하면서 물 분자들과 자유롭게 움직일 수 있게 됩니다.

이러한 젤 형태의 전분은 요리에서 다음과 같은 영향을 미치며, 아래와 같습니다.

1) 끈기와 질감 개선: 전분 젤은 요리에 끈기와 질감을 추가합니다. 예를 들어, 전분 젤을 사용하여 소스나 스튜를 더 끈기 있게 만들 수 있습니다.

2) 안정성 개선: 전분 젤은 요리에서 안정성을 개선합니다. 예를 들어, 케이크 반죽에 전분 젤을 추가하면 구조를 유지하면서 더 많은 습기를 유지할 수 있습니다.

3) 투명도 개선: 전분 젤은 투명도를 개선하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 푸딩이나 프룻젤리 등 투명한 디저트에서 전분 젤을 사용하여 투명도를 높일 수 있습니다.

4) 물리학적 속성 조절: 전분 젤은 요리에서 물리학적 속성을 조절하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 전분 젤을 사용하여 요리의 거품을 안정화하거나, 특정 온도에서 요리재료를 굳게 만들 수 있습니다.

5) 전분 젤은 요리에서 마무리 작업에도 사용됩니다. 예를 들어, 구운 케이크나 파이 위에 전분 젤을 뿌려서 광택을 높일 수 있습니다.

2. 서로 다른 전분(감자전분, 고구마전분, 쌀전분, 옥수수전분 등) 2종을 선택하고 다음의 실험방법에 따라 조리하면서 호화 및 젤화 특성을 비교한 다음 차이가 발생하는 원인을 고찰하시오.(20점)

[실험준비물]
냄비, 저울, 종이컵, 주걱, 시계, 자, 숟가락 등

[실험방법] 
1) 냄비 2개를 준비한다.
2) 냄비에 전분을 각각 15g씩 넣고 물을 200mL 첨가하여 풀어준다. 
3) 중불에서 주걱으로 저어가며 가열한다.
4) 전분용액이 투명하고 묽어지는 호화개시시간을 확인하고 최대로 걸쭉해진 최대 점도시점의 시간을 확인하여 기록한다. 
5) 전분용액을 종이컵에 넣어 높이를 측정하고 젤이 될 때까지 식힌 후 다시 높이를 측정하여 변화를 기록한다. 
6) 젤의 투명도, 탄력성, 단단한 정도를 비교하여 기록한다. 

 

선택 : ​감자전분과 고구마전분
​감자전분과 고구마전분은 화학적 구조나 특성이 다르기 때문에 호화 및 젤화 특성에서 차이가 발생할 수 있습니다.

호화 특성에서는 감자전분이 고구마전분보다 더 빠르게 호화되는 경우가 많습니다. 이는 감자전분이 물에 녹는 속도가 빠르기 때문입니다. 또한, 감자전분이 더 적극적으로 수분을 흡수하고 물과 결합하기 때문에 고구마전분보다 더 높은 점도를 가지는 경우도 있습니다.

젤화 특성에서는 감자전분과 고구마전분 간에도 차이가 발생할 수 있습니다. 감자전분은 냄비에서 끓이는 동안 젤이 형성되기 시작하는 시점이 빠르고, 젤의 단단함 정도가 높을 수 있습니다. 반면, 고구마전분은 냄비에서 끓이는 동안 시간이 조금 더 걸리며, 젤의 단단함 정도는 덜 하지만 더 탄력적인 특성을 가지기도 합니다.

이러한 차이는 전분의 조성과 특성뿐만 아니라, 실험 조건에 따라 다르게 나타날 수도 있습니다. 따라서 실험 결과는 상대적인 차이를 비교하는 것에 그칠 뿐, 절대적인 차이를 가리키지는 않습니다.

 

선택 : 쌀전분, 옥수수전분

쌀전분과 옥수수전분은 각각 쌀과 옥수수로부터 추출된 전분으로, 이 둘 간에는 조리 시 호화 및 젤화 특성에서 차이가 발생할 수 있습니다. 이 실험에서는 쌀전분과 옥수수전분 간의 차이를 비교하기 위해 위의 실험방법을 사용할 수 있습니다.

차이의 원인은 다음과 같을 수 있습니다.

전분 구성 성분의 차이:
쌀전분과 옥수수전분은 전분 내부에서의 수용성, 가용성, 수분 및 당류 함량 등에서 차이가 있습니다. 이는 호화와 젤화 특성에 영향을 줄 수 있습니다.

당류 성분의 차이:
쌀전분은 아미로스와 아미로펙틴으로 구성된 반면, 옥수수전분은 아미로스와 아미로펙틴 뿐 아니라, 간단한 당류 성분도 함유합니다. 이러한 차이는 전분의 수용성과 분자 구조에 영향을 줄 수 있으며, 따라서 젤화 및 호화 특성에 차이가 발생할 수 있습니다.

분자 크기 및 모양의 차이:
쌀전분과 옥수수전분 간에는 분자 크기와 모양의 차이가 있을 수 있으며, 이는 전분의 젤화 및 호화 특성에 영향을 줄 수 있습니다.

조리 방법:
실험에서 사용된 조리 방법은 쌀전분과 옥수수전분의 젤화 및 호화 특성에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 조리 시간이나 조리 온도가 다르면 전분의 구조나 분자 구성에 변화가 생길 수 있습니다.

따라서, 위의 실험 방법으로 쌀전분과 옥수수전분을 조리하여 호화 및 젤화 특성을 비교하면서, 이러한 차이들을 관찰하고 원인을 파악할 수 있습니다.

 

선택 : 쌀전분, 감자전분

감자전분과 쌀전분은 모두 탄수화물의 일종인 전분으로서 비슷한 화학적 성질을 가지지만, 각각의 특성에는 차이가 있을 수 있다.

호화 특성:
호화는 전분과 물을 섞어 끓이면 전분 입자들이 팽창하여 분산된 상태로 나타나는 현상이다. 쌀전분과 감자전분을 물과 섞어 가열하면 둘 다 호화가 일어나는데, 감자전분은 일반적으로 빠른 호화가 일어나며 더 진하고 걸쭉해진다. 반면 쌀전분은 호화 시간이 더 오래 걸리며, 묽고 부드러운 텍스처를 가진다.
이러한 차이는 감자전분과 쌀전분이 각각 다른 전분 구조를 가지고 있기 때문이다. 감자전분은 매우 작고 둥근 입자를 가지고 있어 물과 잘 혼합되며, 쌀전분은 보다 크고 각진 입자를 가지고 있어 호화가 더 오래 걸리며 덜 끈적거리는 성질을 가진다.

젤화 특성:
젤은 전분과 물을 섞은 혼합물을 냉각하면 전분 입자들이 젤 형태로 결합하여 생기는 것을 말한다. 쌀전분과 감자전분은 젤화 시 특성이 다르다. 쌀전분은 더 단단한 젤을 생성한다.