당의 성질과 설탕의 조리 방법

당은 탄수화물의 일종으로 그 중 단맛을 지닌 가용성의 단당을 말한다. 주로 단당류로써 포도당, 과당, 이당류로써 자당, 맥아당, 유당이 존재한다. 자연에서 가장 많이 존재하는 당의 형태는 포도당으로 과당에 비해 용해성이 낮아 쉽게 결정화된다. 과당은 과일과 꿀 속에 다량 존재하며, 쉽게 결정화하지 않고 포도당에 비하여 물에 쉽게 녹는다. 포도당 두 개가 결합한 맥아당은 곡류가 발아할 때, 전분을 가수분해할 때 생성되며 약한 단맛을 가지고 있다. 유당은 포도당과 갈락토스가 결합한 형태로 포유동물의 유즙 속에 함유되어 있다.

1. 단맛

당의 특징적인 맛은 공통적으로 단맛이다. 당의 단맛은 종류에 따라 다르며, 설탕(1)을 기준으로 과당(1.7), 전화당(0.7), 포도당(0.7), 갈락토스(0.6), 맥아당(0.5), 유당(0.4) 순이다. 단맛은 또한 온도에 따라 다르게 느껴지는데, 0℃ 이하일 때 또는 50℃ 이상일 때 단맛이 적게 느껴진다.

2. 용해도

당은 친수성인 -OH기를 가지고 있는데, 이 때문에 물에 쉽게 녹는다. 당의 종류에 따라 녹는 정도가 역시 다르며, 용해시키는 물의 온도에 따라서도 녹는 양이 달라진다. 같은 조건에서 과당, 설탕, 포도당, 맥아당, 유당 순으로 용해되며, 대체로 단맛이 강하게 느껴지는 당이 쉽게 용해된다. 실온(약 20℃)에서 물 1㎖에 설탕 2g이 용해된다. 과당은 설탕보다 더 잘 용해되며 포도당과 맥아당은 물 1㎖에 1g이 용해된다. 설탕의 용해도는 온도에 따라 현저한 차이가 있는데, 물 100㎖를 기준으로 물의 온도가 20℃일 때 설탕 66.6g이 용해되지만 100℃에서는 설탕 83g이 용해된다. 물에 당이 녹아있는 당 용액은 용매와 용질의 비율에 따라 포화, 불포화, 과포화 용액으로 구분할 수 있다. 불포화 용액은 말 그대로 용매에 비해 용질의 비중이 적은 것으로 자연에서는 대부분의 당 용액이 여기에 해당한다. 포화 용액은 일정한 온도와 압력에서 용매에 더 이상의 용질이 용해할 수 없는 상태를 말하며, 용질과 용매가 평형을 이루고 있는 상태로 용질이 용액이 되려는 힘과 용액이 용질이 되려는 힘이 같은 상태이다. 과포화 용액은 일정한 온도에서 용매에 용해할 수 있는 용질의 양 이상으로 용해되어 있는 상태이다. 과포화 용액은 약간의 변화에도 민감한 반응을 보이는 매우 불안정한 상태로 용액에서 용질이 분리되려고 하는 경향이 크다. 즉 약간의 충격이 가해져도 결정이 생성되기 쉽다. 포화 용액을 계속 가열하게 되면 온도가 상승함에 따라 수분이 증발하여 용액이 농축되며, 이 농축액을 식혔을 때 결정이 생기지 않고 용액으로 존재할 때의 상태가 과포화 용액이다. 

3. 흡습성

당은 수분을 흡수하는 흡습성이 강하여 공기 중에 노출되면 쉽게 덩어리로 뭉치게 되는데, 이에 따라 당을 함유한 식품은 눅눅해지거나 끈적거리기 쉽다. 그중에서도 특히 꿀, 전화당 등은 과당의 함량이 높아 흡습성이 크다. 케이크에 꿀을 사용하면 촉촉하게 유지되지만, 과자류에 꿀을 사용하면 눅눅해 질 수 있다. 설탕의 경우도 과당의 함량이 높은 경우 덩어리가 지게 된다.

4. 융점, 카라멜화

당류에 열을 가하면 당이 녹아서 액체 상태가 되며, 이때의 온도를 융점이라고 한다. 당의 융점은 순도가 높을수록 높으며 제조 과정에 따라 차이가 존재한다. 설탕의 경우 약 160 ~ 180℃이며, 포도당은 약 146℃이다. 맥아당과 유당은 보다 낮은 온도에서 쉽게 분해된다. 이 융점 이상의 열을 계속적으로 가하게 되면 당류는 윤기 있는 갈색의 액체로 변하게 되는데 이 과정을 카라멜화 라고 한다. 당류가 카라멜화하는 온도 역시도 종류에 따라 다르다. 카라멜화가 진행되면 단맛은 적어지나 특유의 향을 갖게 된다. 카라멜의 색이 진할수록 단맛이 적으며, 카라멜화 진행이 길어지면 단맛이 없어지며 쓴맛이 난다. 카라멜화를 통해 카라멜과 푸딩, 아이스크림 토핑 등을 만들 수 있다.

5. 전화

설탕 용액에 산성 물질을 가하여 가열하거나 전화 효소를 가하면 설탕 분자가 물 분자와 결합하여 포도당과 과당으로 가수분해된다. 이 현상을 전화라고 하며 이때 생성된 포도당과 과당의 혼합물을 전화당이라고 한다. 전화가 되는 정도는 산의 농도, 산의 종류, 반응 시간, 온도, 당 용액의 농도에 따라 달라진다. 꿀에도 전화당이 들어 있는데 이는 벌의 타액에 전화 효소가 들어 있어 꿀 속의 설탕이 가수분해되기 때문이다. 전화당은 흡습성과 단맛이 높다.

6. 발효

일반적으로 당은 발효에 의해 이산화탄소, 알코올, 산 등을 생성한다. 이는 당이 효모, 곰팡이, 박테리아에 의해 분해되는 과정에서 일어난다. 당의 발효 과정은 맥주, 포도주 등과 같은 술과 김치 요거트 등의 발효식품 제조에 있어 매우 필수적인 과정이다.

 

당 용액에 당 이외의 물질을 첨가하여 과포화 용액을 만든 다음 그대로 굳히거나 또는 다시 결정을 형성시켜 질감을 달리 한 것을 캔디라고 한다. 

1. 결정형 캔디

결정형 캔디는 폰던트, 퍼지, 디비니티 등이 있으며 결정형 캔디는 결정의 크기에 따라 전혀 질감이 다르게 만들 수 있다. 결정형 캔디의 제조는 용해, 농축, 결정 형성의 단계로 진행된다.

2. 비결정형 캔디

비결정형 캔디는 당 용액의 점성이 지나치게 높아지면 결정의 형성이 어려운 성질을 이용하여 당 용액을 아주 높은 농도의 과포화 상태로 농축함으로써 결정이 생기지 않도록 만든 캔디로 카라멜, 태피, 브리틀, 마시멜로, 사탕, 젤리 등이 있다. 비결정형 캔디의 제조는 용해와 농축, 성형의 단계로 진행된다.