단단한 옥수수 알갱이를 가열할 때 알갱이 내부의 미량 수분이 고온 고압의 수증기로 변하다가 겉 껍질이 압력을 견디지 못하고 순간적으로 폭발하며 하얗게 부풀어 오르는 원리는 무엇인가요?

Question

단단한 옥수수 알갱이를 가열할 때 알갱이 내부의 미량 수분이 고온 고압의 수증기로 변하다가 겉 껍질이 압력을 견디지 못하고 순간적으로 폭발하며 하얗게 부풀어 오르는 원리는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

팝콘용 단단한 옥수수 알갱이가 폭발하듯 하얗게 부풀어 오르는 것은 단단한 껍질 내부의 수분이 고온과 고압의 환경에서 전분을 녹인 후, 껍질이 파열되는 순간 급격히 단열 팽창하며 고화되기 때문입니다. 팝콘용 옥수수의 폭발 과정에 대해 설명해 드릴게요.

팝콘 옥수수의 겉껍질인 과피는 일반 옥수수보다 매우 치밀하고 단단하여 열전도 시 수증기가 밖으로 새어 나가지 못할 만큼 단단합니다. 역기에 가열을 지속하여 내부 온도와 압력이 상승하면, 내부의 미량 수분이 과열 수증기로 변하여, 이 높은 열과 압력에 의해 알갱이 속의 단단한 전분 입자가 젤 형태의 끈적거리는 용융체로 녹아내립니다. 압력이 과피의 버티는 한계치를 넘어서는 순간 껍질이 터지고, 이때 갇혀 있던 과열 수증기가 대기압에 노출되는 순식간에 기화하며 폭발합니다. 녹아 있던 전분 젤이 거품 형태로 사방으로 부풀어 오르는 동시에, 공기와 만나 온도가 급격히 떨어지면서 하얗고 바삭한 팝콘이 만들어 집니다. 간혹 튀겨지지 않는 옥수수 알갱이는 과피에 미세한 금이 가 있어 수증기가 압력을 형성하지 못하고 미리 새어나갔거나, 알갱이 내부의 적정 수분 함량이 바짝 말라 부족해졌기 때문입니다.