안녕하세요. 우유를 끓일 때 표면이나 냄비 가장자리에 생기는 흰색 막은 주로 우유 단백질과 지방이 열에 의해 응집되어 만들어진 얇은 막이며, 오래 끓였을 때 냄비 바닥에 붙는 하얀 고체는 여기에 우유 속 무기질과 유당이 일부 함께 엉겨 붙은 것입니다.
우유는 약 87%가 물이고, 나머지는 카제인, 유청단백질, 지방, 유당, 칼슘 등의 무기질로 이루어진 콜로이드 용액입니다. 이 가운데 카제인은 작은 미셀 형태로 분산되어 있고, 유청단백질은 물에 녹아 있는 상태입니다. 우유를 가열하면 먼저 유청단백질인 β-락토글로불린, α-락트알부민이 열을 받아 원래의 입체 구조가 풀리는 변성이 일어나는데요, 변성된 단백질은 서로 결합하기 쉬워집니다. 또한 카제인 미셀의 표면과도 결합하여 큰 덩어리를 형성하는데요, 여기에 우유 지방구가 함께 붙으면서 얇고 질긴 막이 만들어집니다. 특히 우유 표면에서는 물이 계속 증발하기 때문에 단백질과 지방의 농도가 더욱 높아집니다. 게다가 공기와 맞닿아 있는 계면에서는 단백질이 표면에 잘 흡착하는 성질이 있어, 변성된 단백질이 서로 연결되며 얇은 막을 형성합니다. 이 막이 끓는 동안 가장자리로 밀려가면서 흰색 막이 되는 것이며, 우유가 갑자기 넘치는 이유도 이 막이 수증기를 쉽게 빠져나가지 못하게 막아 큰 거품을 만들기 때문입니다. 말씀해주신 냄비 바닥에 생기는 하얀 고체는 바닥의 온도가 100℃보다 훨씬 높아질 수 있기 때문에 더욱 잘 형성됩니다. 바닥에서는 단백질이 강하게 변성되어 냄비 표면에 달라붙고, 칼슘과 인산염 같은 무기질도 함께 침전됩니다. 또한 오래 가열하면 유당이 일부 농축되고, 매우 높은 온도에서는 단백질과 함께 갈변 반응이 진행되어 누렇게 변하거나 눌어붙을 수도 있습니다. 감사합니다.