옥수수의 단단한 껍질이 견디지 못하고 터질 때 내부의 젤라틴화된 전분이 순식간에 팽창하여 굳는 원리는 무엇인가요?

Question

딱딱하고 작은 옥수수 알갱이에 열을 가하면 부피가 수십 배로 팽창하며 하얀 팝콘이 됩니다. 옥수수 알갱이 내부의 수분이 열에 의해 수증기로 변하며 엄청난 내부 압력을 형성하다가, 단단한 껍질이 견디지 못하고 터질 때 내부의 젤라틴화된 전분이 순식간에 팽창하여 굳는 원리는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

팝콘이 튀겨지는 현상을 고분자 화학과 열역학적 관점으로 살펴보면, 옥수수 알갱이는 일종의 초소형 고압 반응기 역할을 하며 상전이 과정을 거치게 됩니다. 단단한 옥수수 껍질은 가열 시 수분 증발을 막아 내부를 고온, 고압 상태로 만듭니다. 높은 압력 때문에 내부 수분은 기화하지 못하고 과열 상태가 되며, 딱딱한 전분은 열과 수분을 흡수해 끈적한 젤 상태로 녹아내리게 됩니다.

온도가 높아지면 한계 압력을 견디지 못한 껍질이 터지면, 내부 압력이 대기압으로 순식간에 떨어지게 되고, 이때 갇혀있던 과열 수분이 일제히 폭발적으로 수증기로 기화하며 젤 상태의 전분이 크게 팽창하게 되는 거지요. 동시에 기체의 온도가 하강하면서, 부풀어 오른 전분 고분자가 급격히 냉각되면서 하얗고 바삭한 팝콘으로 굳어지게 됩니다.