건강한 아이스크림의 비밀
이눌린 -1
건강한 아이스크림을 생각하면 어떤 아이스크림이 떠오르시나요?
방부제와 첨가제가 들어가지 않은?
지방함량이 적은?
설탕량이 적은?
아이스크림에서 지방(유지방)은 부드럽고 크리미한 텍스처를 만들어주고 풍부하게 맛을 품고 있을 수 있습니다. 또한 설탕은 제품의 어는 점을 낮추어 차가운 아이스크림이 돌덩이처럼 딱딱해지는 것을 방지하며 당연히 달달한 맛에도 기여를 합니다. 지방량과 설탕량이 적은 아이스크림은 얼음 알갱이가 서걱서걱 씹히거나 빙수같은 느낌이 나는 것을 상상하면 되겠네요.
하지만 건강에 덜 이롭다는 이유로 지방과 설탕을 쏙 빼버리면 아이스크림을 즐길 이유가.....
이번에는 아이스크림 제조에서 이눌린의 역할과 왜 이눌린이 건강한 아이스크림의 재료가 될 수 있는지에 대해 알아보도록 합니다.
아래 글을 https://icecreamscience.com/why-is-inulin-used-in-ice-cream/ 을 참고하여 작성하였고 추가 설명을 단 부분은 *로 표시하였습니다.
이눌린Inulin이란?
이눌린은 자연적으로 많은 식물에 존재하는 프룩토-올리고당이다. 대표적인 이눌린 함유 식품에는 치커리, 아가베, 마늘, 양파, 바나나, 돼지감자, 아스파라거스 등이 있다. 우리나라에서는 우엉과 돼지감자에 풍부해서 건강식으로 인기가 많다.
치커리Chicory는 쌍떡잎 식물의 일종으로 꽃상추가 치커리과에 속한다.
업계에서 사용되는 이눌린은 대부분 치커리 뿌리 섬유질에서 추출한 식이섬유를 가루 형태로 만든 것인데 제과 및 당과에 널리 활용된다.
이름이 이눌린이라는 낯선 모양이어서 무슨 화학 재료라고 생각할 수도 있겠지만 100% 자연 재료이다.
이눌린은 기본적으로는 치커리 뿌리에서 추출하지만 몇몇 국가에서는 다른 식이섬유로 만들기도 하는데 예를 들어 남아메리카에서는 블루 아가베로 이눌린을 만든다. 여전히 가장 널리 사용되는 것은 치커리 뿌리 추출 이눌린이다. 흔히 사용되는 이눌린은 고운 입자의 흰 가루 형태를 띄고 있다.
이눌린Inulin
1. 이눌린은 자연적으로 다양한 채소와 박테리아, 버섯(효묘류) 등에 존재하는 당식이섬유이다.
2. 인간은 자연스럽게 식품으로부터 이눌린을 섭취해왔으며 평균 하루 섭취량은 유럽 기준 3g~11g, 미국 기준 1~4g 정도이다.
3. 이눌린은 식품 또는 재료로 분류되며 첨가물로 분류되지 않는다.
4. 이눌린의 등급으로는 (가) 자연 이눌린, (나) 단쇄사슬(짧은사슬) 올리고프룩토스, (다) 긴사슬 고효능 이눌린(HP; High Performance)가 있으며 이들은 polymerisaion(중합반응)에 의해 차이점이 생긴다.
(*중합반응은 단위체라 불리는 간단한 분자들이 서로 결합하여 거대한 고분자 물질을 만드는 반응이다. -위키백과)
(가) 자연 이눌린 Native or Standard Inulin(ST-inulin)
- 중합반응 범위 2~65이며 평균 10이다.
- 흰색, 무맛, 무취의 가루형태이다.
- 자연 이눌린에는 6~10%의 설탕이 글루코스(포도당), 프룩토스(과당), 수크로스(자당)의 형태로 존재하며 따라서 약간의 단맛이 있는데 일반 설탕의 10분의 1정도의 단맛을 지닌다.
(나) 짧은사슬 올리고 프룩토스
- 올리고 프룩토스(올리고 과당)는 (가) 자연 이눌린의 부분적 효소 가수분해로 얻어지며 이눌린의 하위그룹이다.
- 중합반응 범위 2~10이며 평균 4이다.
- 시럽 형태나 건조 중량(dry matter) 75% 형태로 상용화 되어있다.
- 일반 설탕의 30~50% 정도의 단맛을 지닌다.
- 아이스크림 제조에서 저칼로리 설탕 대체제 위주로 사용된다. (SUGAR REDUCTION)
- 대체시 얼음 알갱이들이 더욱 작았으며 오버런(아이스크림에 포함된 공기량)은 증가했고 공기 입자의 크기는 감소했다. 크리미한 부드러움은 증가하였고 얼음의 서걱이는 식감은 감소하였다. 하지만 100% 설탕을 사용한 아이스크림에 비해 더욱 단단하였다고 보고되었다.
(다) 긴사슬 이눌린
- 긴사슬 이눌린은 물리적 분리 기술을 통해 생산된다.
- 중합반응 범위 11~60이며 평균 25이다.
- 단맛을 지니지 않는다.
- 훌륭한 저칼로리 지방 대체제로 사용된다. (FAT REDUCTION)
- 물이나 우유에 혼합시 겔화 같은 형성을 보이며 이는 부드럽고 크리미한, 마치 풍부한 지방감이 혀에 닿는 것과 같은 질감을 형성한다. 식품 지방의 100%까지 대체 가능하다. (와우)
- 이 겔 형성은 물 속의 불용성 이눌린 미립자 결정체들의 토루스(torus 또는 tori-dimensional: 원이 축을 기준으로 3차원 공간을 회전하며 생기는 형태로 도넛 고리같이 생겼다. 원과 축의 사이가 좁아질수록 형태는 구형이 된다) 연결고리로 이루어져있는데 이 형성으로 인해 많은 양의 수분이 묶이게 되고 이는 부드럽고 크리미한 텍스처를 부여한다.
- 고효능 이눌린(HP; High Performance)이 긴사슬과 무거운 분자 무게를 지니면 완벽한 지방 대체제가 된다. (*즉, 생크림이나 우유를 사용하지 않고 물과 이눌린을 사용하여 아이스크림 질감을 낼 수 있음)
- 이와 같은 원리로 5%의 자연 이눌린(중합반응 12~13)을 사용하여 요거트 아이스크림의 지방량을 10%에서 5%로 감소시킬 수 있었다(50% 감소한 것). 연구 결과에서 이는 고지방 함량 제품과 유사한 식감을 보고하였다.
- 저지방 아이스크림의 단단함 감소에 기여한다.
- 저지방 아이스크림의 낮은 지방 함량은 아이스크림을 더욱 단단하게 굳게 한다. 지방량이 감소했기 때문에 어는 물의 양이 증가하기 때문이다.
- 저지방 아이스크림에 올리고 프룩토스와 함께 자연 이눌린과 긴사슬 이눌린을 첨가하면 어는점을 낮추어준다(0도씨와 아이스크림 속의 수분이 얼기 시작하는 온도의 차이점). 따라서 얼어있는 물 알갱이의 양이 적어지고 결과적으로 부드러운 식감을 지니게 된다.
- 올리고 프룩토스는 자연 이눌린과 긴사슬 이눌린보다 어는 점을 더욱 낮출 수 있기 때문에 더욱 부드러운 아이스크림을 만들 수 있다.
- 올리고 프룩토스와 기본 이눌린, 고효능 이눌린은 저칼로리 식품이다. 지방은 그램 당 9.45kcal, 설탕(자당, 수크로스)은 그램 당 4kcal 인 것에 반해 이눌린과 올리고 프룩토스는 그램 당 2kcal로 수용되었다. 따라서 아이스크림 제조에 이들을 사용하여 지방과 설탕 함량을 대체하면 칼로리를 낮출 수 있다.
- 아이스크림 질감(점도) 향상에 기여한다.
- 아이스크림의 점도(viscocity)가 높아질수록 먹었을 때 더욱 크리미하다고 인지하게 된다.
- 몇몇 연구에서 아이스크림 믹스에 이눌린을 첨가하면 점도가 증가하는 것을 발견했다. 이는 올리고 프룩토스와 이눌인이 물을 흡수해 불어나며 물을 가두기 때문이다. (*비슷하게 젤라틴을 불리면 물을 흡수하며 불어나고 흐르는 물대신 점도가 생긴 젤이 형성되는 것을 상상하면 된다)
- 긴사슬 고효능 이눌린(HP)은 올리고 프룩토스나 자연 이눌린보다 더욱 점도를 증가시킨다.
- 연구 결과에서 이눌린으로 5% 지방 함량 요거트 아이스크림에 각각 5%, 7%, 9% 이눌린을 추가한 요거트 아이스크림의 점도가 이눌린을 사용하지 않은 10% 지방 함량 요거트 아이스크림보다 훨씬 점도가 높았다.
- 짧은사슬 이눌린과 긴사슬 이눌린을 50:50으로 섞어 5.5%의 지방 대체로 사용한 지방량 0.1% 미만의 저지방 디저트가 원래 디저트(지방량 2.8%)보타 더 부드럽고, 진하고 높은 점도를 나타내었다. (와우)
- 하지만 지방 감소 아이스크림(지방량 6%)과 저지방 아이스크림(지방량 3%)에 긴사슬 이눌린 4%를 첨가한 것은 이눌린 없는 기본 아이스크림(지방량 10%)보다 점도가 낮은 것으로 보고되었다. (*점도가 낮으면 더 묽음)
- 오버런 증가와 녹는점에 저항 향상.
- 오버런은 크림이 얼마나 공기를 포집하고 있는지를 나타내는 것이다.
- 대부분의 아이스크림 연구에서 이눌린은 눈에 띄게 오버런과 그에 관련된 요소들을(녹는 저항, 기포 안정성, 모양 유지) 향상시키는 것으로 밝혀졌다.
- 오버런 수치가 높으면 점도가 높은데 이는 공기 입자를 더욱 효과적으로 포집하며 더욱 작게 형성시킨다.
- 보관 기간 증가에 기여. (*이눌린은 당섬유질이라 물을 가두는 능력이 있어서 보관 기간을 늘릴 수 있다.)
- 얼음 입자의 크기는 아이스크림이 얼마나 부드럽고 크리미한지에 핵심적인 요소이다.
- 아이스크림이 부드럽고 크리미하려면 얼음 입자가 10~20 마이크론 정도로 작아야한다.
(마이크론은 초콜릿 입자 크기에 대한 글에서 설명하였으니, 궁금하신 분은 아래 링크를 참고해주세요.)
- 아이스크림의 얼음 입자가 10~20 마이크론보다 큰 경우 거친 얼음 알갱이를 씹는다고 느껴진다.
- 판매자가 아이스크림을 제조자에게서 받고 보관하고, 또 소비자가 구매 후 이동하고 다시 보관하는 과정에서 얼음과 유당의 크기가 커지는고 재결정화 현상이 일어난다. 이 경우 아이스크림이 부드럽지 않고 거칠거나 서걱인다고 느낄 것이다. (*녹은 아이스크림 다시 얼리면 그 부분은 거칠고 부드럽지 않음)
- 아이스크림 속의 입자들의 크기가 전부 동일한 것이 아닌데, 온도가 올라가면 작은 입자들은 녹아 사라지고 다시 차가워졌을때 크기가 큰 입자들에 재결정화가 일어나기 때문이다.
- 제품의 점도에 따라 수분의 이동 능력(퍼지는 능력)이 달라진다. 예로 녹아있는 액체 상태에서 물은 쉽게 이동하지만 점도가 높은 상태에서 물의 이동 능력은 저하된다. 높은 점도에서 물의 이동 능력이 낮을 때 얼음 결정의 성장은 느려진다.
- 올리고 프룩토스와 이눌린은 물을 잡아두는 능력이 있기 때문에 점도가 높아지고 물의 이동 능력이 저하된다. 이는 얼음 결정의 성장을 저하시키고 따라서 보관 기간의 향상을 기대할 수 있다. 긴사슬 고효능 이눌린이 올리고 프룩토스보다 보관 기간 향상에 더 큰 잠재력이 있다고 밝혀졌다.
이눌린은 자연적으로 얻어지는 당식이섬유로 매우 많은 이점이 있으며 특유의 성질 덕분에 제과, 제빵, 당과 제조에도 널리 사용됩니다.
예를 들어 머랭 쿠키를 만들 때도 설탕 대신 이눌린을 사용할 수 있는데 설탕의 역할을 대신 하면서 당도를 엄청나게 감소시킬 수 있다는 장점이 있습니다. 대신 비용이 증가한다는 점을 감수해야하니 100% 대체할 수는 없겠지요.
이눌린에 관한 이야기가 길어져서 여러편으로 나눠서 발행해보도록 하겠습니다.
이눌린이 아직도 멀게 느껴지시나요?
여러분은 오늘도 마늘, 양파, 바나나, 사과, 상추 등을 통해 자연스럽게 이눌린을 섭취하셨습니다.
참고 원문: https://icecreamscience.com/why-is-inulin-used-in-ice-cream/
