기존 튀김 공정에 전자레인지 가열을 도입하면 바삭한 맛을 잃지 않으면서 감자튀김 등 튀김 요리에 흡수되는 기름의 양을 대폭 줄이고 조리 시간을 단축할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 이번 연구는 일리노이대학교 어바나-샴페인 캠퍼스 농업·소비자·환경과학부 식품공학팀이 수행했으며, 관련 결과는 최근 식품과학 분야 저널에 게재됐다.
튀긴 음식은 맛이 뛰어나 인기가 많지만 지방 함량이 높으면 비만, 고혈압 등 건강 위험과 밀접한 관련이 있습니다. "맛있는 것"과 "건강한 것" 사이의 균형을 맞추는 방법은 항상 식품 산업의 초점이었습니다. 연구 리더이자 식품 공학 교수인 파완 싱 타카르(Pawan Singh Takhar)는 소비자들이 건강해지고 싶다고 말하지만, 실제로 구매할 때 '향과 맛'에 감동받는 경우가 많다고 지적했습니다. 오일 함량이 높으면 맛이 좋아지지만 에너지와 칼로리도 높아집니다. 따라서 팀의 목표는 "맛과 질감을 크게 희생하지 않으면서 오일 함량을 줄이는 것"입니다.
이를 위해 연구팀은 이른바 '전자레인지 튀김' 기술에 주목해, 가열 과정에서 감자튀김 등 식품의 물리적 변화에 미치는 영향을 체계적으로 분석했다. 첫 번째 실험에서 일리노이대학교는 워싱턴 주립대학교와 협력하여 2.45GHz(가정용 전자레인지 주파수에 가까운)와 5.8GHz의 이중 주파수에서 작동하는 특수 전자레인지 튀김 장치를 개발했습니다. 실험에서는 감자를 씻어서 껍질을 벗기고 채를 썰어 데친 후 소금으로 전처리한 후 180℃의 콩기름에 튀겨냈습니다. 연구진은 튀김 과정 중과 튀김 과정 후에 감자튀김의 온도, 압력, 부피 변화, 질감, 수분 함량 및 기름 함량을 모니터링했습니다.
연구에 따르면 튀김 과정에서 다량의 지방이 음식에 들어가며, 그 핵심 연결 고리는 음식의 미세 다공성 구조에 있는 '물'과 '기름'의 대체 메커니즘에 있습니다. 처음에는 감자 내부의 미세 구멍이 물로 채워져 기름을 수용할 공간이 거의 남지 않습니다. 가열이 진행됨에 따라 물은 계속 증발하고 나머지 틈새는 "부압"에 의해 오일을 흡수합니다. Takhar는 비유로 "빨대"를 사용합니다. 빨대에 공기를 불어 넣는 것은 양압으로 액체를 "밀어냅니다". 입으로 빨면 음압이 발생하고 액체가 "흡입"됩니다. 감자 내부의 수많은 작은 구멍은 "무수히 많은 얇은 빨대"와 같습니다. 내부 압력이 음압이면 기름이 지속적으로 흡입됩니다. 기존 튀김 공정의 약 90%가 이러한 음압 상태에 있는 것으로 추정됩니다. 따라서 어떻게 부압단계를 짧게 하고 정압단계를 연장하느냐가 흡유량을 조절하는 것이 관건이다.
대조적으로, 마이크로파 가열은 이러한 압력 분포 과정을 변화시킵니다. 기존 오븐은 외부에서 내부로 열을 전달하지만 마이크로파는 재료에 침투하여 내부에서 가열을 시작하여 물 분자의 진동을 자극하여 더 많은 수증기를 생성함으로써 전체 내부 압력을 "양압" 쪽으로 밀어내고 그리스가 기공 구조로 침투하는 것을 방지합니다. 수치 모델을 기반으로 한 두 번째 연구에서는 수학적 시뮬레이션을 통해 다양한 가열 모드에서 감자 튀김의 열, 수분 및 기름의 이동 거동을 추가로 특성화하고 2.45GHz, 5.8GHz 마이크로파 조건과 기존 튀김 조건에서 온도, 압력, 부피, 질감, 수분 함량 및 기름 함량의 추세를 비교했습니다. 결과에 따르면 전자레인지 튀김은 수분 손실이 더 빠르고, 조리 시간이 단축되며, 기름 흡수가 더 낮은 것으로 나타났습니다.
그러나 연구 결과에 따르면 단순히 전자레인지에 튀기는 경우 완제품에 '부드러운 식감과 껍질이 충분히 바삭하지 않은' 문제가 있어 클래식 프렌치 프라이에 대한 소비자의 기대를 충족시키기 어려운 것으로 나타났다. Takhar는 이상적인 바삭한 맛을 얻으려면 전통적인 가열 방법이 여전히 필요하므로 가장 현실적인 방법은 두 가지 방법을 동일한 장비 세트에 통합하는 것이라고 지적했습니다. 기존 튀김은 이상적인 외부 바삭한 구조를 형성하는 역할을 담당하고 마이크로파 가열은 내부 압력을 높이고 기름의 유입을 줄이는 데 사용됩니다.
산업적 응용 수준에서 연구팀은 외부 마이크로파 발생기를 통해 대규모 연속 튀김 생산 라인이 업그레이드될 것으로 기대하고 있다. 전자레인지 부품 자체가 상대적으로 저렴하고 대중성이 높기 때문에 '전자레인지+기존 튀김' 복합 공정의 도입은 기술적으로 가능하며, 맛과 건강을 모두 고려한 저지방 감자튀김 등 튀김 제품을 생산하기 위해 보다 저렴한 비용으로 대규모 식품제조가 추진될 것으로 예상된다.