옥수수는 왜 열을 받으면 과자처럼 부풀어버릴까여?

Question

옥수수를 후라이팬 안에 기름으로 둘둘해서 열을 가한채로 뚜겅을 덮어두며는 다 팝팝 소리를 내면서 팝콘이라는게 대는거 가튼데여, 옥수수는 왜 열을 받으면 과자처럼 변하는지 생물 전문가를 통해서 옥수수가 열받으면 변하는 이유를 알아보고 시퍼여?

Answer 1

안녕하세요. 우선 모든 옥수수가 열을 받는다고 모두 팝콘이 되는 것은 아닌데요, 팝콘용 옥수수는 알맹이 안에 적당한 양의 수분과 전분이 들어 있고 바깥 껍질이 단단하다는 점이 특별합니다. 이 세 가지 조건이 갖춰져 있기 때문에 가열하면 작은 압력솥처럼 작동하게 되며, 팝콘용 옥수수의 수분 함량은 대략 13~14% 정도일 때 잘 터지는 것으로 알려져 있습니다. 팬에서 옥수수를 가열하면 알맹이 안에 들어 있던 물이 뜨거워지는데요, 물은 증기로 변하려고 하는데 단단한 껍질이 바깥을 둘러싸고 있기 때문에 증기가 쉽게 빠져나가지 못합니다. 그러면서 옥수수 알 내부의 수증기 압력이 점점 높아집니다. 동시에 안쪽에 있는 전분은 열과 수분의 영향을 받아 말랑하고 끈적한 상태로 변합니다. 즉 겉은 단단한 껍질이고 안쪽은 뜨거운 수분과 부드러워진 전분으로 채워진 작은 압력솥이 되는 셈입니다.

그러다가 내부 압력이 껍질이 견딜 수 있는 한계를 넘으면 “팡!” 하고 껍질이 터지게 되는데요, 연구에서는 팝콘이 터지는 온도가 대략 섭씨 177~180도 부근이며 이때 알맹이 내부의 압력이 상당히 높아지는 것으로 보고되어 있습니다. 껍질이 한순간에 갈라지면서 갇혀 있던 수증기가 폭발적으로 밖으로 빠져나가고 동시에 말랑해진 전분이 압력을 받아 사방으로 급격하게 팽창하는 것입니다. 이 과정에서 전분이 단순히 부풀어 오르는 것이 아니라 수증기가 빠져나가면서 전분 내부에 수많은 작은 기포와 빈 공간을 만들고 이것이 굳어지면서 하얗고 가벼운 거품 같은 구조가 만들어지면서, 원래 작고 단단했던 노란 옥수수 알이 순식간에 크고 하얀 팝콘으로 변하는 것입니다. 조건이 적절하면 한 알의 부피가 원래보다 수십 배까지 커질 수도 있습니다. 그리고 우리가 듣는 “팝!” 소리도 단순히 껍질이 깨지는 소리만은 아닙니다. 팝콘 껍질이 터지는 순간 내부의 고압 수증기가 빠르게 방출되면서 압력이 급격하게 떨어지고 이때 발생하는 소리가 팝콘 특유의 폭발음에 크게 기여합니다. 감사합니다.

Answer 2

옥수수가 팝콘으로 변하는 원리는 단단한 껍질, 내부의 수분, 그리고 녹말의 성질이라는 세 가지 요소 때문입니다.

팝콘용 옥수수 알갱이 속에는 약 14%의 물이 포함되어 있습니다. 그리고 이 옥수수에 열을 가하면 내부의 물이 수증기로 변하며 부피가 팽창합니다.

그런데, 외피가 매우 단단해서 수증기가 빠져나가지 못하게 가두게 되고, 고온/고압 상태에서 알갱이 내부의 녹말이 녹아 부드러운 반죽처럼 변하는데, 온도가 약 180도에 이르면 내부 압력이 대기압의 9배까지 높아집니다.

그럼 껍질이 압력을 견디지 못하고 터지게 되고, 이 순간 내부 수증기가 순간적으로 방출되면서 녹말 반죽이 밖으로 크게 부풀어 오릅니다. 하지만 밖으로 나온 녹말이 공기와 만나 순식간에 수분이 날아가고 굳어버립니다.

다만, 일반 옥수수는 껍질과 녹말 성질이 달라 터지지 않고 타버리기에 팝콘 전용 품종만 가능한 현상이기도 합니다.

Answer 3

안녕하세요. 임형준 수의사입니다.

팝콘용 옥수수 알갱이 안에는 소량의 수분과 전분이 들어 있고, 겉껍질은 단단하게 밀폐되어 있습니다 .열을 가하면 내부 수분이 수증기로 변하면서 압력이 계속 높아지다가 껍질이 한꺼번에 터집니다. 이때 뜨거워진 전분이 빠르게 팽창한 뒤 식으면서 하얗고 바삭한 팝콘 형태로 굳습니다. 모든 옥수수가 잘 터지는 것은 아니며 껍질과 수분 함량이 적절한 팝콘 품종이 특히 잘 부풉니다.