빵을 구우면 처음보다 훨씬 고소한 냄새가 나고 색도 갈색으로 변하는데, 가열 과정에서 어떤 화학반응이 일어나 이런 변화가 생기는 것일까요?

Question

빵을 구우면 처음보다 훨씬 고소한 냄새가 나고 색도 갈색으로 변하는데, 가열 과정에서 어떤 화학반응이 일어나 이런 변화가 생기는 것일까요?

Answer 1

안녕하세요, 쌈박한오릭스46님. 이중철 전문가입니다.

빵을 구울 때 겉면이 먹음직스러운 갈색으로 변하고 고소한 풍미가 진동하는 현상은 가열 과정에서 일어나는 마이야르 반응(Maillard Reaction)과 캐러멜화 반응(Caramelization)이라는 두 가지 대표적인 열화학 반응 때문이랍니다.

밀가루 속 단백질(아미노산)과 당류가 높은 열을 받아 결합하면서 갈색 색소인 멜라노이딘과 수백 가지의 방향족 향기 물질을 폭발적으로 만들어내는 원리이지요.

■ 단백질과 당의 결합으로 일어나는 마이야르 반응의 메커니즘

빵 반죽 속 단백질의 구성 요소인 아미노산과 효모 발효 과정에서 생성된 포도당, 맥아당 같은 환원당이 약 120도에서 160도 이상의 열을 받으면 서로 결합하는 비효소적 갈변 반응이 시작됩니다. 이 반응은 1912년 프랑스의 생화학자 루이 카미유 마이야르가 처음 규명했는데요. 초기 결합 단계를 지나 복잡한 연쇄 분해와 재배열 과정을 거치면서 최종적으로 멜라노이딘(Melanoidin)이라는 거대한 갈색 고분자 색소를 생성합니다. 이 색소가 바로 빵 표면을 바삭하고 짙은 갈색 껍질로 물들이는 핵심 물질이랍니다.

■ 수백 가지 향기 물질을 뿜어내는 복합 아로마 형성 과정

마이야르 반응이 진행되는 동안에는 갈색 색소뿐만 아니라 사람의 후각을 강하게 자극하는 다채로운 휘발성 향기 분자들이 연쇄적으로 방출됩니다. 질소와 산소를 포함하는 피라진(Pyrazine)과 피롤(Pyrrole) 화합물은 구운 곡물과 고소한 견과류의 향을 풍기며, 2-아세틸-1-피롤린 같은 특수 성분은 갓 구운 빵 특유의 따뜻하고 향긋한 냄새를 담당하거든요. 여기에 푸란(Furan) 계열의 분자들이 더해져 은은하고 달콤한 구운 풍미가 겹겹이 쌓이면서 식욕을 자극하는 풍성한 빵 냄새를 완성하게 되는 것이랍니다.

■ 순수 당류의 열분해로 풍미를 더하는 캐러멜화 반응

마이야르 반응과 더불어 오븐의 온도가 약 160도에서 180도 이상으로 더 높아지면 반죽 표면의 당분 자체가 열분해되는 캐러멜화 반응이 동시에 일어나는데요. 단백질의 개입 없이 설탕이나 과당 같은 당류 분자가 고온에서 산화되고 쪼개지면서 다이아세틸, 말톨, 퓨라논 같은 달콤하면서도 쌉싸름한 풍미 물질을 만들어냅니다. 마이야르 반응의 구수한 감칠맛에 캐러멜화 반응의 깊은 단맛이 어우러져 빵 껍질 특유의 입체적인 맛을 완성해 주는 것이랍니다.

■ 빵 껍질과 속살의 색깔 및 식감이 달라지는 이유

빵을 구울 때 바깥쪽 껍질은 갈색으로 바삭해지는 반면 안쪽 속살은 하얗고 촉촉하게 남는 이유는 수분 증발과 표면 온도의 차이 때문인데요. 빵 표면은 오븐의 뜨거운 건열에 직접 노출되어 수분이 빠르게 날아가며 온도가 150도 이상으로 훌쩍 올라가 갈변 반응이 활발하게 일어납니다. 반면에, 빵 내부는 풍부한 수분 때문에 온도가 물의 끓는점인 100도 안팎에 머무르게 되므로 마이야르 반응이 일어나지 않고, 밀가루 전분이 수분을 머금고 젤 형태로 익는 호화 현상과 글루텐 단백질 응고만 일어나 부드럽고 하얀 빵 속살로 완성되는 것이랍니다.

정리하자면,

빵을 구울 때 고소한 냄새와 갈색 빛깔이 나타나는 이유는 고온에서 밀가루의 아미노산과 당분이 결합하여 갈색 색소와 향기 분자를 만드는 마이야르 반응, 그리고 당분이 열분해되어 깊은 풍미를 더하는 캐러멜화 반응이 수분이 증발한 빵 표면에서 집중적으로 일어나기 때문이랍니다.

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