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주방의 화학

효모 발효빵, 발포제로 부풀린 빵

요리의 종류에 따라 이산화탄소 기체가 발생하는 화학반응이 일어나는 경우가 있으며, 빵이나 과자를 만들 때 이산화탄소는 이들을 부풀어 오르게 하는 역할을 한다. 고대 이집트 분묘나 폼페이 유적에서 발견된 빵 조각들에 효모가 함유되어 있는 것으로 보아 빵을 부풀리기 위하여 효모를 아주 오래전부터 사용하였다는 것을 알 수 있다. 효모가 포도당을 분해할 때 이산화탄소가 발생하여 빵이 부풀어 오른다.

C6H12O6 → 2CO2 + 2C2H5OH

빵을 구울 때 이산화탄소가 더욱 팽창하여 가볍고 부드러운 빵을 만드는 것이다.

이산화탄소는 요리할 때 다른 과정으로도 만들어진다. 예를 들면 식용소다 (염기성인 수소탄산소듐, NaHCO3)는 반죽 속의 산성 재료와 반응하여 이산화탄소를 발생시킨다.

NaHCO3 + H+ → Na+ + H2O + CO2(g)↑

베이킹파우더에는 수소탄산소듐과 가수 분해되어 산을 만드는 염이 혼합되어 있다. 이러한 염에는 일수소주석산포타슘 (KHC4H4O6), 이수소인산칼슘[Ca(H2PO4)2?H2O) 그리고 피로인산소듐 (Na2H2P2O7) 등이 속한다. 흰색의 분말인 이 염들의 모양은 조금씩 다르지만 수소탄산소듐과 반응하면 이산화탄소를 만든다.

KHC4H4O6 + NaHCO3 → KNaC4H4O6 + H2O + CO2(g)↑

김치의 화학

추운 겨울철에는 신선한 채소를 먹기 힘들므로 사람들이 여러 음식을 고안하였다. 그들 음식의 대부분은 채소를 소금이나 식초로 절인 것이다, 예를 들면 피클, 단무지 등이 있다. 그러나 우리나라의 김치는 상당히 독특한 방법으로 만든다. 물론 고추가 도입되어 사용되기 전까지는 지금의 백김치처럼 소금에 절여서 먹었겠지만 고추가 도입된 후에는 요즈음처럼 빨갛고 맛있는 김치가 등장하였다. 한편 김치의 주종은 무였지만 중국에서 배추가 들어와 대량으로 재배되기 시작한 후로는 배추김치가 주종이 되었다.

김치를 담그기 전에 배추나 기타 채소를 소금으로 절이면 삼투압 현상에 의하여 채소에 있던 물이 밖으로 나오게 되어 윤이 나고 뻣뻣하였던 채소가 연해지게 된다. 그 후에 고추를 비롯한 각종 양념을 첨가하면 이들 양념이 채소 속으로 침투하여 발효하게 되므로 김치 특유의 맛이 나게 되는 것이다. 특히 고추는 입맛을 좋게 할 뿐만 아니라 항암작용도 가지고 있다니 조상들의 지혜가 놀랍기만 하다.

예로부터 김장김치는 포기 째 담근 후 식사 때마다 먹을 만큼 꺼내어 칼로 썰어 먹었다. 이렇게 하는 이유는 무엇일까?

김치는 젖산 발효에 의하여 익고 이 때 만들어진 산이 무쇠 칼의 철과 반응하여 우리 몸에 필요한 Fe2+를 만든다. Fe2+를 공기 중에 방치하면 몇 시간이 지나지 않아 녹의 성분인 Fe3+로 산화되어 녹물 냄새가 나므로 김치는 반드시 먹을 만큼만 식사 직전에 썰어 놓아야 한다.

된장과 숯

가끔 된장에 항암작용이 있다는 연구기관의 연구 결과가 신문 방송을 통해 발표된다. 또한 숯을 넣은 재래식 된장이 공장에서 대량으로 생산된 제품보다 항암 효과가 월등히 높은 것으로 보고되고 있다. 필자가 어릴 때에는 가을에 콩으로 메주를 만들어 방 천장에 매달아 건조시킨 후 간장과 된장을 만들어 먹은 기억이 난다. 처음 만든 메주는 그 자체로도 맛이 있기 때문에 야금야금 떼어 먹다 설사를 한 기억이 새롭다.

그렇다면 된장을 만들 때 숯을 넣으면 좋은 이유가 무엇일까? 된장은 모두 알고 있듯이 발효식품이다. 발효가 일어나게 하려면 발효를 돕는 미생물이 필요하게 된다. 숯에는 크기가 1μm 정도인 구멍이 많이 존재하고 이 구멍에 의하여 부패를 일으키는 곰팡이 등의 비교적 큰 미생물은 제거되는 반면에 발효를 돕는 미생물은 숯의 구멍에 서식하게 된다고 한다.

또한 숯의 주성분인 탄소가 환원 작용을 하여 된장의 부패를 방지한다. 그리고 숯에 소량 존재하는 미네랄 성분과 된장 제조 시 첨가되는 천일염에 의하여 인체에 필요한 미네랄이 공급된다.