증점안정제 사용 기술 – 2

5-3. 각론

5-3-1. 타마린드검(タマリンドガム, Tamarind Gum)

타마린드검은 타마린드(タマリンド) 나무의 종자를 원료로 하여, 여기에 포함된 다당(키실로글루칸, xyloglucan)을 분리·정제한 것이다. 분자 구조는 글루코스(glucose)를 주쇄(主鎖)로 하고, 키실로스(xylose), 갈락토스(galactose)를 측쇄(側鎖)로 갖는다.

(1) 기본 물성

i. 수용액: 타마린드검 1% 수용액은 100~200mPa·s, 1.5% 수용액은 600mPa·s 정도의 점도를 나타낸다.

ii. 유동 특성: 다당류 중에서는 드물게 뉴턴 유체(ニュートン流体 — 힘을 가해도, 가하지 않아도 동일한 점도를 나타내는 유체) 거동을 보인다.

iii. 점성: 타마린드검의 점성(용액의 식감)은 전분과 유사한 보디감(ボディー感)이 있으면서도 사상성(糸曳き性)이 없는 것이 특징이다. 전분을 사용하는 식품에 타마린드검을 병용하면 식감·식미를 손상시키지 않으면서 타마린드검이 가진 다양한 내성을 부여할 수 있다.

iv. 당류와의 상승효과: 타마린드검은 설탕이나 물엿 등의 당류와 병용하면 상승적으로 점도가 올라가며, 당도 40~65% 범위에서 겔을 형성한다. 이 겔은 탄성이 풍부하고 이수(離水)가 극히 적다.

v. 안정성: 내열성, 내산성, pH 의존성, 내염성을 가지고 있어, 이를 사용한 식품의 가공 시 및 시간 경과에 따른 품질 안정화에 기여한다.

vi. 다른 검류와의 상용성(相容性): 타마린드검은 다른 다당류와 병용할 때 서로의 물성을 상쇄시키거나, 잔탄검과 로커스트빈검(Locust Bean Gum)처럼 상승효과를 일으키지 않는다. 즉 타마린드검 고유의 물성을 그대로 부여할 수 있다는 의미이다.

(2) 음료에의 응용

i. 과즙 음료: 타마린드검을 0.05~0.1% 농도로 사용하면 과즙 중의 펄프질(パルプ質)을 현탁안정시키고 농후감(こく味)을 부여한다.

ii. 코코아 음료: 타마린드검을 0.05~0.1% 농도로 사용하면 코코아 입자의 침강을 억제하고, 단맛·농후감(コクみ)·보디감을 부여한다.

5-3-2. 알긴산류(アルギン酸類, Alginates)

알긴산류로는 알긴산(Alginic Acid), 알긴산나트륨(Sodium Alginate), 프로필렌글리콜알긴산에스테르(Propylene Glycol Alginate, PGA) 3종이 식품첨가물로 인정되어 있다.

(1) 음료에의 응용: 해외에서의 PGA 음료 활용 사례를 소개한다.

i. 맥주: 맥주의 거품 형성을 좋게 하고, 거품 지속성(泡持ち)을 향상시키기 위해 PGA가 사용되고 있다.

ii. 커피 음료: 거품을 내는 커피 음료에 PGA를 사용하면 입자가 미세한 거품을 장시간 즐길 수 있다. 마찬가지로 커피에 곁들이는 휘핑크림에도 활용되고 있다.

iii. 과즙 음료: PGA는 비교적 저점도이면서도 과즙의 펄프질을 현탁안정시킬 수 있어, 농후감을 부여한다.

5-3-3. 잔탄검(キサンタンガム, Xanthan Gum)

잔탄검은 양배추 잎 표면 등에 존재하는 미생물인 잔토모나스 캄페스트리스(Xanthomonas campestris)가 생산하는 바이오검(biogum)이다. 1969년 미국 FDA(식품의약국)에서 사용이 허가되었으며, 국내는 물론 유럽·미국을 비롯해 전 세계적으로 사용되고 있다.

(1) 특징

잔탄검의 특징으로는 ‘저농도에서도 매우 높은 점성을 나타내고’, ‘강한 슈도플라스틱성(シュードプラスチック性, pseudoplasticity — 의소성)을 보이며’, ‘갈락토만난(ガラクトマンナン, galactomannan)계 다당류와 강한 상호작용을 나타내는’ 데에 더해, ‘외부 환경(열, 효소, 산 등)에 대한 안정성이 우수하다’는 점 등을 들 수 있다. 이러한 기능에 더해, 극미량 첨가로 풍미를 개선하거나 보디감을 부여하는 용도, 고형분의 현탁안정 용도와 같은 새로운 활용 분야도 확대되고 있다.

(2) 음료에의 응용

i. 저칼로리 음료: 저칼로리 음료는 설탕이나 이소말토올리고당(이성화액당)의 일부를 고감미도 감미료로 대체하기 때문에, 본래 설탕이 갖고 있던 보디감이 부족해지는 경우가 많다. 잔탄검을 극미량(0.01~0.05%) 첨가하면 농후감, 코크미(こく味), 보디감을 보완할 수 있다.

ii. 과즙·야채즙 음료 및 코코아 음료: 잔탄검의 강한 슈도플라스틱성을 활용하면 과즙·야채즙의 펄프질 및 코코아 입자 등의 침강을 방지하고, 장기간 균일하게 분산된 상태를 유지할 수 있다.

(3) 잔탄검의 신(新) 그레이드

최근에는 발효 조건을 조절(컨트롤)하여 잔탄검의 입체구조를 변화시켜, 새로운 물성을 나타내는 그레이드가 개발되고 있다. 이 신타입 제품은 기존 잔탄검보다 동일 첨가량 대비 점도가 더 높고, 슈도플라스틱성도 한층 강해진 것이 특징이다(그림5-1). 또한 낮은 pH 영역에서도 매우 강한 안정성을 나타낸다. 저칼로리 탄산음료 등의 농후감 보강이나, 과즙 음료에서 펄프질의 현탁안정제로서 유효하게 활용된다.

[그림5-1 ] 신타입 잔탄검 vs 일반(통상) 잔탄검의 점도 곡선

그래프가 보여주는 핵심은 동일 농도에서 신타입 잔탄검의 점도가 일반 잔탄검보다 전반적으로 높게 나타난다는 점, 그리고 보조 그래프(T1값 = 60rpm 시 점도 ÷ 6rpm 시 점도)를 통해 저농도 구간에서 신타입의 슈도플라스틱성(의소성)이 더 뚜렷하게 나타난다는 점이다.

5-3-4. 젤란검(ジェランガム, Gellan Gum)

젤란검은 미국 펜실베이니아주의 연못 수초에서 발견된 미생물이 생산하는 바이오검이다.

(1) 젤란검의 특징

젤란검은 매우 높은 겔화력을 나타내며, 1가(価) 및 2가 이온이 존재하는 조건에서 낮은 농도로도 투명한 겔을 형성한다. 이 겔은 내열성이 우수하여 121℃ 가열 살균에도 녹지 않는다. 주로 잼이나 디저트 젤리, 향료(방향제) 등의 겔화제로 활용되지만, ‘플루이드겔 시스템(フルイドゲルシステム, Fluid Gel System)’이라 불리는 특수한 기술은 음료용 안정제로도 응용되고 있다.

(2) 플루이드겔 시스템의 음료에의 응용

플루이드겔(Fluid Gel)이란 미세한 겔 입자의 집합체이다. 미세 겔 한 알 한 알은 젤란검 특유의 견고한 겔 물성(내열성, 내산성) 및 양호한 향미 발현(flavor release) 특성을 그대로 유지하면서도, 그 집합체 전체는 마치 ‘수용액’처럼 우수한 유동성을 나타낸다.

이 플루이드겔을 응용하면 미세 겔 입자 사이의 틈에 다양한 고형물을 분산·유지시킬 수 있다. 예를 들어 과즙이나 야채의 펄프질, 과육(さのう) 등을 용액 중에 부유시킨 음료, 또는 칼슘(Ca)·마그네슘(Mg) 및 코코아 입자의 침강을 방지하는 데에도 활용할 수 있다.

플루이드겔 용액은 매우 강력한 현탁안정 효과를 발휘함에도 불구하고, 마시는 느낌(飲み口)은 산뜻하며 점성을 거의 느끼지 못하는 것이 특징이다.