제과제빵 재료학 - 감미제(3) - 전분당과 이성화당

전분당(Starch Sugar)이란?

전분당은 옥수수, 감자, 쌀, 밀 등의 전분을 효소 또는 산을 이용해 가수분해하여 얻는 당류를 의미한다.

• 전분(Polysaccharide)은 포도당(Glucose)이 여러 개 결합된 다당류이므로, 이를 가수분해하면 포도당, 맥아당, 덱스트린, 이성화당 등의 다양한 전분당이 생성된다.
• 전분당은 단맛의 강도, 점성, 보습력, 발효성 등 다양한 특성을 가지고 있어 제과제빵 및 가공식품에서 널리 사용된다.

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1. 전분당의 제조 과정

전분당은 전분을 물과 함께 가열하고, 산 또는 효소를 사용하여 가수분해하여 생산된다.

1. 전분 분해 (Liquefaction) → 가열과 효소(알파-아밀라아제)로 전분을 짧은 덱스트린으로 분해
2. 당화 (Saccharification) → 효소(글루코아밀라아제, 말타아제)로 덱스트린을 단당류(포도당)로 분해
3. 이성화 (Isomerization, 선택 사항) → 포도당을 과당으로 변환하여 이성화당 생산

이 과정을 거쳐 포도당, 맥아당, 덱스트린, 액상과당(HFCS) 등의 전분당이 만들어진다.

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2. 전분당의 종류와 특징

전분당은 가수분해 정도와 변환 방식에 따라 다양한 종류로 나뉜다.

종류주요 성분단맛 강도 (설탕=100%)특징 및 용도

포도당 (Glucose, 물엿)	포도당	70~80%	단맛이 낮고 점성이 강함. 보습력이 높아 빵, 캔디, 잼에 사용됨.
맥아당 (Maltose Syrup)	맥아당	30~50%	설탕보다 덜 달고, 점성이 강하며, 색을 연하게 유지함.
말토덱스트린 (Maltodextrin)	덱스트린	10~20%	거의 단맛이 없으며 점성을 높이는 용도로 사용됨.
이성화당 (Isomerized Sugar, 액상과당)	포도당+과당	100~130%	단맛이 강하며, 흡습성이 높아 음료, 제빵 등에 사용됨.

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① 포도당 (Glucose, 물엿)

• 전분을 효소 또는 산을 이용해 가수분해하여 얻는 가장 기본적인 전분당이다.
• 단맛이 설탕보다 낮고(70~80%), 보습력이 뛰어나며, 점성이 강해 제과제빵, 캔디, 잼, 시럽 등에 사용된다.
• 대표적인 예로 **물엿(Corn Syrup)**이 있으며, 빵과 쿠키의 질감을 부드럽게 하고, 설탕의 결정화를 방지하는 역할을 한다.
• 연습문제: 설탕 100g을 물엿으로 대체하면 물엿 사용량은?
• x X 0.8(80%) = 100,    x = 0.8 / 100 = 125g 

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② 맥아당 (Maltose Syrup)

• 포도당 두 개가 결합된 이당류로, 단맛이 설탕의 약 30~50%로 낮고 점성이 강함.
• 빵과 과자에서 색을 연하게 유지하는 효과가 있어 화이트 브레드, 케이크, 크래커 등에 사용된다.
• 과자, 엿, 아이스크림 등에서도 점성 조절을 위해 활용됨.

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③ 말토덱스트린 (Maltodextrin)

• 덱스트린(짧은 포도당 중합체)로 구성되며, 단맛이 거의 없음(10~20%).
• 점성이 높고 식품의 질감을 부드럽게 하는 역할을 한다.
• 제과제빵에서는 질감을 조절하고, 분말식품(커피크리머, 프로틴파우더)의 덩어리지는 현상을 방지하는 용도로 사용된다.

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④ 이성화당 (Isomerized Sugar, 액상과당)

• 포도당 일부를 과당으로 변환한 전분당으로, 단맛이 강하고(100~130%), 흡습성이 매우 높음.
• 대표적인 예로 **액상과당(HFCS, High-Fructose Corn Syrup)**이 있으며, 탄산음료, 과자, 시럽 등에 사용된다.
• 제과제빵에서는 보습력 유지와 단맛 조절 역할을 한다.

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3. 전분당의 제과제빵에서의 역할

전분당은 설탕과는 다른 기능을 가지며, 제과제빵에서 다음과 같은 역할을 수행한다.

역할과 설명

단맛 제공	포도당, 이성화당 등은 단맛을 조절하는 역할을 한다.
보습력 유지	물엿, 맥아당 시럽은 수분을 유지하여 빵과 쿠키가 촉촉한 상태를 유지하도록 도움.
점성 증가	물엿, 말토덱스트린은 반죽의 점성을 조절하여 질감을 부드럽게 함.
설탕 결정화 방지	시럽, 캔디, 잼 등에서 설탕이 결정화되는 것을 막아 부드러운 식감을 유지.
색상 형성	캐러멜화 및 마이야르 반응에 영향을 주어 빵과 쿠키의 색을 조절.

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4. 전분당과 설탕(자당)의 차이점

전분당 설탕(자당)의 특징과 차이점

출처	옥수수, 감자, 쌀 등 전분	사탕수수, 사탕무
단맛 강도	전분당 종류에 따라 다름 (70~130%)	기준 (100%)
물성	대부분 액체 (물엿, 이성화당)	결정 형태의 고체
보습성	매우 강함 (빵과 쿠키가 촉촉함)	중간 정도
결정화 여부	결정화가 잘 되지 않음	쉽게 결정화됨
주요 용도	빵, 쿠키, 시럽, 음료, 아이스크림	일반 요리, 커피, 베이킹

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5. 정리

전분당(Starch Sugar)은 옥수수, 감자, 쌀 등의 전분을 가수분해하여 얻는 감미료이며, 종류에 따라 다양한 역할을 한다.

• 포도당(Glucose, 물엿): 단맛이 낮고 점성이 강하여 보습력 유지에 도움을 줌.
• 맥아당(Maltose Syrup): 단맛이 낮고 색을 연하게 유지하는 효과가 있음.
• 말토덱스트린(Maltodextrin): 단맛이 거의 없으며 점성을 증가시키는 역할.
• 이성화당(Isomerized Sugar, 액상과당): 단맛이 강하고, 보습성이 뛰어나며, 설탕 대체용으로 활용됨.

전분당은 제과제빵에서 단맛 조절, 수분 유지, 질감 개선, 색상 형성 등의 역할을 하며, 설탕과 함께 적절히 사용하면 제품의 품질을 높일 수 있다.

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함수결정포도당과 무수결정포도당의 비교

포도당(Dextrose)은 전분을 가수분해하여 얻는 단당류로, 결정 형태에 따라 함수결정포도당과 무수결정포도당으로 나뉜다.

함수결정포도당과 무수결정포도당의 특징

수분 함량	약 9~10%의 결합수 포함	수분이 거의 없음 (0.5% 이하)
화학식	C₆H₁₂O₆·H₂O (1분자의 물 포함)	C₆H₁₂O₆ (수분 없음)
물리적 성질	결정이 투명하고 약간 끈적임	결정이 건조하고 흡습성이 낮음
용해도	물에 잘 녹지만 속도가 다소 느림	물에 빠르게 녹음
보관 안정성	상대적으로 습기에 약함	수분이 없어서 장기 보관에 유리
사용 용도	일반적인 식품, 의약품, 발효	제약, 건강보조식품, 분말식품 등

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1. 함수결정포도당 (Hydrated Dextrose)

• 결합수(Hydration water)를 포함하고 있어, 보습력이 있으며 물에 용해될 때 서서히 녹는다.
• 약 9~10%의 수분을 포함하여 흡습성이 높아 습기에 다소 취약하다.
• 주로 제과, 제빵, 음료, 발효식품, 의약품(수액) 등에서 사용된다.
• 발효식품에서 이스트(효모)의 영양원으로 활용되며, 빵을 부드럽게 하는 역할을 한다.

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2. 무수결정포도당 (Anhydrous Dextrose)

• 결합수를 제거한 형태의 포도당 결정으로, 함수결정포도당보다 흡습성이 낮고, 건조한 결정 형태를 가진다.
• 수분이 없기 때문에 보관 안정성이 높고, 장기 저장이 가능하다.
• 물에 빠르게 용해되므로 의약품, 건강보조식품, 스포츠음료, 분말식품 등에 사용된다.
• 운동 중 빠르게 흡수되는 에너지원으로 활용되며, 체내 흡수 속도가 빠르다.

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3. 정리

함수결정포도당과 무수결정포도당은 수분 함량에 따라 특성이 달라지며, 용도도 차이가 있다.

• 제과제빵에서는 함수결정포도당을 사용하여 이스트 발효를 돕고, 제품의 촉촉한 질감을 유지하는 데 도움을 준다.
• 무수결정포도당은 수분이 없고 용해 속도가 빠르므로, 분말 제품이나 제약 및 건강식품에 적합하다.

이러한 차이를 이해하고 필요한 용도에 맞춰 포도당의 형태를 선택하는 것이 중요하다.

 

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이성화당이란?

이성화당(Isomerized Sugar)은 포도당(Glucose)의 일부를 과당(Fructose)으로 변환한 당류를 의미한다. 대표적인 예가 **액상과당(High-Fructose Corn Syrup, HFCS)**이며, 전분당을 효소 반응을 통해 가공하여 단맛을 조절할 수 있도록 만든 감미료이다.

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1. 이성화당(Isomerized Sugar)의 개념

• 기본 원리: 전분(옥수수, 감자, 쌀 등)에서 추출한 포도당을 **이성화 효소(Isomerase)**를 이용해 일부를 과당으로 변환한다.
• 이성화 반응: 포도당과 과당은 같은 화학식(C₆H₁₂O₆)을 가지지만, 분자 구조가 다르다.
  • 이성화 효소는 포도당을 과당으로 전환하여 단맛을 높이는 역할을 한다.
• 결과물: 포도당과 과당이 혼합된 형태의 감미료가 생성되며, 과당 함량에 따라 다른 종류의 이성화당이 된다.

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2. 이성화당의 종류와 특징

이성화당의 과당 함량에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.

종류과당 함량특징용도

HFCS-42	약 42%	설탕보다 약간 단맛이 약함	제빵, 가공식품, 조미료
HFCS-55	약 55%	설탕과 비슷한 단맛	탄산음료, 청량음료
HFCS-90	약 90%	매우 강한 단맛, 고농축	특수 감미료, 다이어트 식품

① HFCS-42 (High-Fructose Corn Syrup, 과당 42%)

• 특징: 과당 42%, 포도당 58%로 구성됨.
• 단맛 강도: 설탕(자당)보다 약간 약한 수준(90~95% 정도).
• 용도: 빵, 쿠키, 시럽, 잼, 드레싱 등 다양한 가공식품에 사용됨.

② HFCS-55 (High-Fructose Corn Syrup, 과당 55%)

• 특징: 과당 55%, 포도당 45%로 구성됨.
• 단맛 강도: 설탕(자당)과 거의 비슷하거나 약간 더 강함(110~120%).
• 용도: 탄산음료(콜라, 주스 등), 스포츠 음료 등에 사용됨.

③ HFCS-90 (High-Fructose Corn Syrup, 과당 90%)

• 특징: 과당 90%, 포도당 10%로 구성됨.
• 단맛 강도: 설탕보다 훨씬 강하며, 고농축 감미료로 사용됨.
• 용도: 다이어트 식품, 특수 감미료, 설탕 대체 감미료 등으로 사용됨.

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3. 이성화당의 제과제빵에서의 역할

이성화당(특히 HFCS-42)은 제과제빵에서 설탕 대체 감미료로 사용될 수 있으며, 다음과 같은 역할을 한다.

• 단맛 조절 → 설탕과 비슷한 단맛을 제공하면서, 제품의 맛 균형을 맞춘다.
• 보습력 유지 → 수분을 잘 머금고 있어 빵과 쿠키의 촉촉한 질감을 유지하는 데 도움을 준다.
• 색상 형성 → 캐러멜화 반응 및 마이야르 반응을 통해 구운 제품의 색상을 조절한다.
• 점성 증가 → 시럽이나 크림, 필링 등의 점성을 높여 부드러운 질감을 형성한다.

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4. 이성화당과 설탕(자당)의 차이점

구분설탕(자당)이성화당(HFCS)

구성 성분	포도당 + 과당 (1:1)	포도당 + 과당 (비율 조정 가능)
물성	고체(결정)	액체(시럽 형태)
단맛	일정한 단맛	과당 비율에 따라 단맛 조절 가능
흡습성(수분 유지력)	중간 정도	강함 (빵이 더 촉촉해짐)
용해도	물에 잘 녹지만 한계 있음	물에 매우 잘 녹음
사용 용도	일반 베이킹, 음료, 과자	음료, 가공식품, 빵, 시럽