1. 빵이 부풀어 오르는 이유
밀가루, 물, 소금, 효모. 이 네 가지만으로 빵이 만들어진다. 그 중에서 부풀어 오르는 마법을 부리는 것은 효모다. 반죽 안에서 효모가 당분을 먹고 이산화탄소를 만들어내고, 글루텐이 그 기포를 가두어 빵의 구조를 만든다. 단순해 보이는 이 과정에 놀라운 과학이 담겨 있다. 빵 한 조각 안에는 수억 마리의 미생물이 남긴 흔적이 있다.
2. 효모란 무엇인가
효모는 단세포 진균류다. 맨눈으로 보이지 않는 아주 작은 생명체이지만, 자연 어디에나 존재한다. 공기 중에, 과일 껍질에, 밀가루 안에도 야생 효모가 살고 있다. 시판 드라이 이스트는 사카로마이세스 세레비시에라는 특정 효모 균주를 농축 건조시킨 것이다. 이 효모는 수천 년 전부터 인류가 빵과 맥주를 만드는 데 활용해왔다. 이집트의 고대 무덤에서도 빵 조각이 발견되었고, 이는 인류가 효모를 이용한 발효 빵을 만든 역사가 매우 오래되었음을 보여준다.
3. 효모의 먹이와 알코올 발효
효모는 당분을 먹이로 삼아 이산화탄소와 에탄올을 만든다. 반죽 안의 아밀라아제 효소가 전분을 포도당으로 분해하면, 효모가 이 포도당을 먹고 이산화탄소와 알코올을 생성한다. 이것이 알코올 발효다. 굽기 과정에서 알코올은 모두 증발하고, 이산화탄소 기포가 반죽을 부풀린다. 이 과정에서 만들어지는 이산화탄소의 양이 얼마나 많은지를 상상해보면 놀랍다. 작은 반죽 한 덩어리에서 수십 리터의 이산화탄소가 만들어질 수 있다.
4. CO2와 글루텐 그물망
글루텐은 밀가루의 글루테닌과 글리아딘이 물과 결합해 형성하는 단백질 그물이다. 탄성과 점착성을 가진 이 그물이 이산화탄소 기포를 가두어 반죽을 팽창시킨다. 글루텐이 강할수록 쫄깃하고 기공이 작은 빵이 만들어지고, 글루텐이 약할수록 부드럽고 큰 기공의 빵이 된다. 치아바타처럼 큰 기공을 가진 이탈리아 빵과 촘촘한 결의 독일 식빵의 차이가 바로 글루텐 개발 정도의 차이에서 비롯된다. 밀가루 종류도 중요하다. 강력분에는 단백질이 많아 글루텐이 강하게 형성되고, 박력분에는 단백질이 적어 글루텐이 약하게 형성된다.
5. 온도와 발효 속도
효모는 온도에 매우 민감하다. 4도 이하에서는 활동이 거의 멈추고, 25도에서 30도 사이가 가장 활발히 활동하는 최적 온도다. 35도를 넘으면 효모가 스트레스를 받기 시작하고, 60도 이상에서는 사멸한다. 여름에 반죽이 빨리 부푸는 이유가 온도 때문이다. 겨울에는 반죽 발효에 훨씬 더 오랜 시간이 걸린다. 가정에서 빵을 만들 때 주방 온도에 따라 발효 시간을 조정해야 하는 이유가 여기 있다. 빵을 자주 만드는 사람들은 계절에 따라 물 온도를 조정하거나 오븐을 잠깐 켰다가 끄는 방식으로 온도를 맞추기도 한다.
6. 냉장 발효의 과학
전문 베이커들이 냉장 발효를 선호하는 이유가 있다. 4도의 냉장고에서 12시간에서 72시간 천천히 발효하면, 효모 활동이 느리면서도 다양한 풍미 화합물이 더 많이 만들어진다. 또한 반죽 내 효소 활동이 충분히 이루어져 전분이 더 많이 분해된다. 이 분해된 당분이 굽기 과정에서 마이야르 반응과 캐러멜화를 촉진해 더 깊은 색과 복합적인 풍미의 빵이 만들어진다. 느린 발효가 더 맛있는 빵을 만드는 과학적 이유다. 바게트의 경우 냉장 발효를 하루 이상 하는 것이 훨씬 깊은 풍미를 만들어낸다.
7. 치대기의 과학
치대기는 글루텐 그물을 강화하는 과정이다. 처음에 밀가루와 물을 섞으면 글루텐이 무질서하게 형성된다. 치댈수록 글루텐 가닥이 정렬되고 더 강하고 탄력 있는 그물이 만들어진다. 이 탄력 있는 그물이 더 많은 이산화탄소 기포를 가두어 더 폭신한 빵이 된다. 그러나 너무 많이 치대면 글루텐이 지나치게 강해져 빵이 질겨진다. 적절한 치대기가 균형 잡힌 빵 구조를 만든다. 손으로 치대는 대신 접어 넣는 방식인 스트레치 앤 폴드 기법도 글루텐을 효과적으로 발달시키는 방법이다.
8. 굽기와 오븐 스프링
뜨거운 오븐에 반죽이 들어가면 여러 일이 한꺼번에 일어난다. 효모는 60도까지 빠르게 이산화탄소를 만들어내며 반죽이 급격히 부푼다. 이것을 오븐 스프링이라고 한다. 60도를 넘으면 효모가 죽고, 80도에서 90도 사이에서 글루텐이 굳고 전분이 젤라틴화되면서 구조가 고정된다. 표면 온도가 140도 이상에 달하면 마이야르 반응이 일어나 황금빛 껍질이 만들어진다. 오븐 안에 뜨거운 수증기를 분사하면 오븐 스프링이 더 오래 지속되어 더 크게 부푼 빵이 된다.
9. 사워도우와 야생 효모
시판 효모 이전에 인류는 야생 효모를 이용했다. 사워도우 스타터는 밀가루와 물을 혼합해 공기 중의 야생 효모와 젖산균을 포집한 것이다. 야생 효모와 젖산균이 함께 발효하면서 특유의 신맛과 복합적인 풍미가 만들어진다. 사워도우 스타터를 잘 관리하면 수십 년, 심지어 수백 년 동안 사용할 수 있다. 샌프란시스코의 유명한 사워도우 빵집들 중에는 100년 이상 된 스타터를 사용하는 곳도 있다.
10. 사워도우와 야생 효모의 세계
시판 효모 이전에 인류는 야생 효모를 이용했다. 사워도우 스타터는 밀가루와 물을 혼합해 공기 중의 야생 효모와 젖산균을 포집한 것이다. 야생 효모와 젖산균이 함께 발효하면서 특유의 신맛과 복합적인 풍미가 만들어진다. 사워도우 스타터를 잘 관리하면 수십 년, 심지어 수백 년 동안 사용할 수 있다. 샌프란시스코의 유명한 빵집들 중에는 오랜 역사의 스타터를 사용하는 곳도 있다. 사워도우 빵의 신맛은 젖산균이 만드는 젖산과 초산에서 비롯된다. 이 산성 환경이 이스트 빵과는 다른 풍미와 질감을 만들어낸다. 사워도우 빵은 더 오래 보관할 수 있고, 혈당 지수도 낮다. 발효 과정에서 일부 글루텐이 분해되어 글루텐 민감성이 있는 사람들에게 더 친화적일 수 있다는 연구도 있다.
마치며
빵 한 조각에는 수억 마리 효모의 숨결이 담겨 있다. 그들이 먹고 숨 쉰 흔적이 그 폭신한 구조다. 글루텐이 그 숨결을 가두었고, 열이 그것을 영원히 고정했다. 요리의 과학은 생명의 과학이다. 인류는 만 년 전부터 이 과학을 경험으로 알고 있었고, 오늘날에도 같은 원리로 빵을 굽고 있다.
11. 글루텐 프리 빵의 과학
글루텐 불내증이나 셀리악병을 가진 사람들을 위해 글루텐 없는 빵도 만들 수 있다. 그러나 글루텐 없이 이산화탄소를 가두는 것은 훨씬 어려운 도전이다. 이를 위해 잔탄검, 구아검, 사일리움 껍질 같은 대체 결합제를 사용한다. 이 성분들이 글루텐 역할을 대신해 기포를 포집하는 구조를 만든다. 그러나 일반 빵만큼의 탄성과 질감을 내기는 어렵다. 연구자들은 계속해서 더 나은 글루텐 대체 성분을 찾고 있다. 쌀가루, 타피오카 전분, 아몬드 가루 등 다양한 재료 조합이 시도되고 있다.
12. 빵과 문명
빵은 단순한 식품이 아니다. 인류 문명의 발달과 함께했다. 약 만 년 전 농업의 시작과 함께 밀 재배가 이루어졌고, 그 밀을 가공하는 과정에서 빵이 탄생했다. 고대 이집트에서 발견된 유물 중에는 빵 틀과 발효 흔적이 있는 곡물 잔류물이 있다. 빵은 인류가 유목 생활에서 정착 생활로 전환하는 데 기여했다. 안정적인 식량 공급이 가능해지면서 인구가 증가하고 문명이 발달할 수 있었다. 오늘날 전 세계에서 매일 소비되는 빵의 양은 수억 개에 달한다. 효모 한 마리가 만들어낸 이산화탄소 기포 하나가 인류 문명을 지탱하는 데 기여했다.
