오늘은 유화제의 원리에 대해 이해하기 쉬운 설명으로 알아보려고 합니다. 이것은 우리 일상에서 음식부터 화장품, 의약품에 이르기까지 다양하게 활용되고 있습니다. 그럼 어떻게 방식으로 작용하는 걸까요?
이 식품첨가물은 물과 기름 같은 상이한 두 가지 물질을 섞어 하나의 안정된 혼합물을 만들어주는 물질입니다. 일반적으로 물과 기름은 서로 섞이지 않지만, 유화제가 있으면 잘 섞일 수 있습니다.
유화제의 원리
일반적으로 결합될 때 분리되는 두 가지 물질(예: 기름과 물)을 혼합하는 데 사용되는 식품 첨가물이다. 유화제는 물을 좋아하는(친수성) 말단과 기름을 좋아하는(소수성) 말단을 하나 씩 가지고 있다. 혼합할 수 없는 액체에 유화제 분자를 추가하면 오일이 물과 분리되는 소위 계면층을 따라 위치한다.
여기서 유화제는 친수성 말단이 수상을 향하고 소수성 말단이 오일상을 향하도록 위치하여 물과 기름이 서로 미세하게 분산 될 수 있도록 한다. 결국 두 물질이 섞여 안정적이고 균질하며 부드러운 유제를 생성한다.
이는 식품 제조에서 중요한 유화제의 원리가 외관, 맛, 질감 및 저장 수명을 향상 시킨다. 오늘날 마가린, 마요네즈, 크림 소스, 사탕, 포장 가공 식품, 과자 및 다양한 베이커리 제품과 같이 우리가 소비하는 많은 식품은 유화제를 첨가하지 않으면 동일한 특성을 갖지 않는다.
유화제 종류
현재 식품 생산에 사용되는 유화제는 정제된 천연 제품(식물성 또는 동물성 기원)이거나 천연 제품과 구조가 매우 유사한 합성 화학 물질이다. 예를 들어, 초콜릿 제품에 널리 사용되는 레시틴은 대두(기름), 계란, 간, 땅콩 및 밀 배아에서 얻을 수 있다. 또한 널리 사용되는 펙틴은 사과와 배와 같은 과일에서도 자연적으로 발견될 수 있다.
유화제가 사용되는 식품
- 레시틴 -초콜릿 제품
- 카라기난 – 가향 우유, 아이스 커피, 유제품 기반 아이스크림 및 냉동 디저트, 냉장 디저트, 크림
- 구아검 – 유제품, 대두 제품, 수성 냉동 디저트, 샌드위치 필러 및 스프레드, 샐러드 제품
- 잔탄검 – 마요네즈, 샌드위치 필러 및 스프레드, 샐러드 제품, 드레싱 및 식초, 테이블 소스
- 폴리소르베이트 – 고급 베이커리 제품, 우유 및 크림 유사품, 아이스크림, 디저트, 설탕 과자
- 카르복시메틸셀룰로오스를 포함한 셀룰로오스 – 비타민 및 건강 보조 식품, 인공 감미료, 식사 대용 및 기타 음료수, 수성 아이스 캔디, 육류 대체품
- 지방산의 모노 및 디글리세리드 – 유제품 기반 아이스크림 및 냉동 요거트, 마가린, 케이크, 패스트리, 냉동 디저트, 샌드위치 및 랩
- 자당 에스테르 및 수크로글리세리드 – 껌, 식물성 아이스크림, 껌, 젤리, 식물성 음료, 스낵/시리얼/에너지 바
- 지방산의 폴리글리세롤 에스테르 – 케이크, 페이스트리 및 달콤한 제품, 달콤한 비스킷/쿠키, 제빵 재료 및 믹스, 냉동 디저트
- 폴리글리세롤 폴리리시놀리에이트 – 초콜릿 제품, 유제품 기반 냉동 제품, 마가린 및 기타 블렌드
- 스테아로일 락틸레이트 – 고급 베이커리 제품, 아침 시리얼, 디저트, 빵
- 솔비탄 에스테르 – 케이크, 페이스트리 및 과자류, 제빵 재료 및 믹스, 초콜릿 제품
식품에서 유화제의 용도와 활용법
빵의 유화제 용도
유화제 없이 빵을 만드는 것은 가능하지만 그 결과 종종 건조하고 부피가 적으며 쉽게 상한다. 반죽에 0.5%만 첨가해도 부피가 커지고 빵 부스러기가 더 부드러워지며 유통기한이 길어진다. 빵에 사용되는 두 가지 유형이 있다.
반죽 강화제(예: 디아세틸 타르타르산 에스테르 및 나트륨 또는 칼슘 스테아로일-2-락틸레이트 및 반죽 유연제(예: 모노- 및 디-글리세리드 지방산)이다. 반죽 강화제는 반죽을 더 강하게 만들어 빵의 질감과 부피를 개선하고 반죽 연화제는 더 부드러운 부스러기 구조를 얻고 유통 기한을 늘릴 수 있다.
초콜릿의 유화제 사용
모든 초콜릿 제품에는 레시틴 또는 인산암모늄이 0.5% 함유되어 있다. 이는 초콜릿의 일관성을 제공하기 위해 첨가된다. 결과적으로 초콜릿은 초콜릿 판, 초콜릿 바 등으로 성형 될 수 있다.
초콜릿을 너무 높은 온도에서 보관하면 표면이 흐릿하거나 하얗게 보일 수 있다. 이것은 고객에게 제품을 덜 매력적으로 만드는데 솔비탄 트리스테아레이트는 이를 지연 시킬 수 있다.
아이스크림의 유화제 용도
아이스크림은 얼음 결정, 공기, 지방 입자 및 얼지 않은 수성 혼합물을 포함하는 우리가 접하는 가장 복잡한 식품 중 하나 이다. 냉동 과정 중에 더 부드러운 질감을 촉진하고 아이스크림이 변질되지 않도록 하기 위해 첨가된다.
아이스크림은 빨리 녹기 때문에 또한 동결-해동 안정성을 향상 시키기 위해 유화제가 필요하다. 지방산, 레시틴 및 폴리소르베이트의 모노 및 디글리세리드는 일반적으로 아이스크림 생산에 사용된다. 이 모든 것은 샤베트, 밀크쉐이크와 같은 다른 디저트에도 적용된다.
마가린의 유화제 사용
마가린에 필요한 안정성, 질감 및 맛을 부여한다. 물방울이 유상에 잘 분산 되도록 하기 위해 지방산의 모노 및 디글리세리드와 레시틴이 널리 사용된다.
모노 및 디글리세라이드는 폴리글리세롤 에스테르를 사용하는 동안 마가린이 튀는 것을 방지한다.
프로필렌 글리콜 모노 스테아 레이트와 젖산 에스테르는 예를 들어 케이크를 굽는데 사용되는 우수한 품질의 마가린을 구성한다.
가공육에서의 유화제 사용
소시지의 주요 구성 요소는 고기 단백질, 지방 및 물이며 이들은 안정적인 유제에 함께 결합되어 있다. 유화제는 이 유제를 안정화하고 제품 전체에 지방을 미세하게 분배한다.
그리고 저지방 육류 제품에서 식품 첨가물은 지방이 전혀 없는 제품만큼 맛있게 만드는 역할을 한다. 식품 산업에서는 가공육을 제조하기 위해 지방산의 모노 및 디글리세리드와 구연산 에스테르를 사용한다.
요약
유화제는 에멀젼의 안정제 역할을 하는 식품 첨가물 분자로, 일반적으로 혼합되지 않는 액체가 분리되는 것을 방지하고 오늘날 우리가 소비하는 많은 식품의 모양, 질감 및 저장 수명을 향상 시키는 데 중요한 역할을 한다.