우유관련 정보

물리적, 화학적, 미생물적 변화

가열에 의한 변화





우유피막은 40℃에서 가열하면 생긴다. 이는 수분이 증발하여 우유성분이 농축됨과 동시에 표면과 공기 경계면에서 표면장력에 의해 단백질 변성하여 응고하기 때문이다. 이 응고는 영양이 풍부한 탈지유와 유당을 포함하고 있어 그대로 먹어도 문제는 없다.



단백질은 20종류의 아미노산이 수백개, 경우에 따라서는 수천개가 일렬로 결합되어 마치 목걸이와 같은 형태를 하고 있다.아미노산 목걸이는 자연상태에서 일정한 입체구조를 가지고 있다. 단백질의 성질과 작용은 대부분 입체구조에 의존한다. 단백질은 가열하거나,산 혹은 알칼리와 만나거나, 동결하면 입체구조가 변화한다.
이를 단백질 변성이라 한다. 앞에서 기술한 표면장력에 의한 변성도 그 하나이다. 식품을 가열하거나 식초 등을 가하는 것이 단백질 변성을 잘 이용한 것이라 하겠다. 물론 단백질 종류에 따라 변성 구조나 변성정도의 차이는 있다.

단백질의 영양가는 구성 성분인 아미노산, 특히 필수 아미노산 함량과 비율에 따라 결정된다. 단백질 변성은 입체구조만 변화할 뿐 구성 아미노산은 변화하지 않는다. 따라서 변성자체는 단백질 영양가를 변화시키지 않음이 분명하다. 우유 단백질의 약 80%는 카제인이고 카제인은 150℃까지 가열해도 변성되지 않는다. 나머지인 훼이 단백질은 가열시간에 따라 다르지만 60℃이상이 되면 변성된다. 그렇지만 변성된다 해도 훼이 단백질은 카제인 입자에 결합한 상태로 변성되기 때문에 달걀을 삶았을 때와 같이 육안적인 변성은 일어나지 않는다.

가열시간이 길거나 온도가 높을수록 가열취는 강해진다. 가열취는 어느 정도까지는 향기와 농후감을 주기도 하지만 지나치게 강하면 신선미에 손상을 입히기도 한다. 가열취 주체는 산화수소와 메칠머컵탄(methyl mercaptane) 등의 휘발성유황화합물로서 지방구 막을 구성하는 단백질과 β락토글로브린 등 훼이단백질에 포함되어 함류(含硫)아미노산이 분해되면서 생겨난다. 살균으로 인한 가열취는 시간이 지남에 따라 약해지는 것을 알 수 있다.

무당연유와 같이 115 ~ 120℃에서 15분간 가열하면 육안으로 확실히 구분되는 갈색(褐色)화가 일어난다. 이 갈색화는 우유 속 유당과 단백질 아미노산, 특히 라이신의 반응으로 멜라노이딘 이라는 갈색물질 생성에 의한 것으로서 메일라드반응으로 부른다. 우유 살균에 이용하는 통상의 온도와 시간은 육안으로 알 수 있는 갈색화는 일어나지 않는다. 갈색물질이 되기 전 중간생성물로 하이드로오키시메칠풀후랄 등이 있어 이 물질에 대한 수 많은 연구가 이루어 졌다. 하지만 실제로 우유의 살균이나 멸균에 이용하는 조건에서는 특별한 우려는 없다는 결론이다. 또한 이 반응에는 필수아미노산인 라이신이 관여하므로 그만큼 리징의 유효성을 잃게 된다. 그렇지만 우유는 충분한 라이신을 포함하고 있어 일부 라이신이 손실된다 해도 우유 단백질 영양의 손상을 발생하지 않는다.

우유 속 칼슘의 1/3은 용해형태로, 2/3는 콜로이드로 존재한다. 콜로이드란 보통 광학현미경으로는 보이지 않는 미세 입자로 분산되어 있어 우유는 콜로이드형태의 칼슘을 불용성(不溶性)칼슘이라고도 하며, 카제인에 결합한 칼슘과 인산칼슘 형태가 이에 해당한다. 용해상(溶解相)으로 존재하는 칼슘의 1/4(모든 칼슘의 약 8%)은 칼슘이온으로 구성되어 있다. 우유를 가열하면 이 칼슘이온의 일부가 인산칼슘이 되어 불용화(不溶化)되므로 콜로이드相으로 이행된다. 그렇지만 인산칼슘은 산성이 되면 용해해버리므로 소화흡수에 영향은 없다. 이와 같이 가열에 의한 칼슘이온 감소는 칼슘의 생체이용성에는 영향을 주지 않는다. 하지만 렌넷 응고에는 영향을 주어 치즈제조에 있어 커드의 단단함을 저하시킨다. 불과 10%도 되지 않는 칼슘의 존재형태가 미묘한 영향을 끼치고 있음이 매우 흥미롭다.

우유 속의 비타민 중 비타민B1, B12, C는 가열살균하면 일부가 파괴된다. 비타민B2와 지용성비타민A, D, E는 가열에 의한 영향을 거의 받지 않는 것으로 알려져 있다.

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