[식품가공학실험] 잼, 젤리

식품가공학 실험 중 잼, 젤리에 해당하는 레포트 예시입니다.

레포트 작성 시 많은 도움이 되길 바랍니다.

 

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목차
1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 이론 및 원리
4. 실험 재료 및 기구(시약)
5. 실험 방법
6. 참고 문헌

 

1. 실험제목 잼 및 젤리

2. 실험 목적
젤라틴의 성질을 이용해 잼과 젤리를 제조해본다.

3. 이론 및 원리

(1) 잼류
잼류는 과실류 또는 과채류를 당류 등과 함께 젤리화 또는 시럽과 한 것으로 잼, 젤리, 마멀레이드(marmalade)등을 말한다.

① 잼(jam)
- 과실의 과육을 으깬 것에 설탕을 넣어 가열, 농축하여 젤리화한 식품.
- 잼이란 이름에는 ‘눌러 으깨다’ 또는 ‘소리 내 씹는다’라는 뜻을 가지고 있다.
- 잼은 과일에 다량의 설탕을 넣고 끓여서 조렸기 때문에 점성이 강하고 고농도의 당분이 미생물의 성장발육을 저지하기 때문에 장기간 보존이 가능하다.
- 제조 시 껍질이나 씨가 있는 것은 먼저 그것을 제거하고 잘게 썰거나 으깬다. 즙액이 많은 것은 그대로, 적은 것은 물을 조금 넣어 충분히 끓이는데 끓이기 전에 체에 걸러내기도 한다.
- 설탕의 양은 원료의 종류, 과일의 숙성도에 따라 다르지만, 대개는 원료와 설탕을 같은 비율로 한다.
- 잼이 만들어지기 위해서는 펙틴(pectin), 산, 설탕 3가지 물질이 갖춰져야 한다. 과일이 덜 익었거나 지나치게 익으면 펙틴 함량이 적고 적당히 있는 것이 펙틴 함량이 가장 많다. 당도는 60~65%가 가장 바람직하다. 당도는 펙틴 함량이 적을수록 높아야 하는데, 공장에서 잼 제조 시에는 굴절계를 이용해 쉽게 당도를 측정할 수 있다.

② 젤리(jelly)
- 젤리는 과일 그대로, 또는 물을 넣어 가열하여 얻은 과일주스에 설탕을 넣어 농축, 응고시킨 것이다.
- 젤리는 과일즙이나 액체의 형태를 띤 요리 재료에 굳히는 성질을 가진 펙틴이나 젤라틴을 넣어 섞어 끓인 후 식혀 만든다. 이때 감귤류나 사과처럼 펙틴이 많은 즙은 설탕을 넣고 졸이면 쉽게 응고된다. 따라서 펙틴이 적은 재료를 이용해 젤리를 만들 때 레몬즙 등 펙틴이 많은 즙을 조금 넣어주면 응고를 도와준다.
- 젤리는 굳히는 재료에 따라서 투명하고 탄력 있는 질감을 가지기도 하고 불투명하고 탄력 없는 질감을 가지기도 하다. 젤라틴을 이용하면 투명하고 탄력 있는 젤리를 만들 수 있는데 일반적으로 젤라틴이 젤리의 재료로 가장 많이 사용된다.

 

 

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③ 마멀레이드(Marmalade)
- 마멀레이드는 젤리 속에 과육이나 과피의 조각을 섞은 것으로 젤리와는 달리 이들 고형물이 과일주스로 이루어진 부분과는 분명히 구별되는 특징이 있다. 일반적으로 마멀레이드는 오렌지 마멀레이드를 의미하는 것이 일반적이나 자두, 복숭아, 사과 등을 원료로도 만들 수 있다. 우리나라 식품 공전에서는 마멀레이드를 ‘감귤류(30% 이상)의 과실을 원료로 한 것으로 감귤류의 과피가 함유된 것’이라 정의하고 있다.

 

 

(2) 젤리화의 3요소
젤리, 마멀레이드 및 잼류는 과일 중의 펙틴, 산, 당분 세 가지 성분이 각각 일정한 농도와 비율로 되었을 때 젤리화 하는 것이다. 젤리화에 필요한 세 가지 성분의 농도와 비율은 연구에 따라 상당히 다른데 이것은 펙틴의 질적 차이에서 기인하는 것이다.

① 펙틴질(pectic substance)
펙틴질은 과실이나 채소류의 세포막 사이의 결착 물질인 동시에 세포벽을 구성하는 중요한 물질로 식물 조직의 유연조직에 많이 존재하는 다당류이다. 펙틴질은 과일 세포막 속의 셀룰로오스와 함께 세포를 유지하고 있어 과일의 견고도를 좌우하는 중요한 요소이다. 

 

덜 익은 과일은 물에 녹지 않는 protopectin으로 존재하지만, 과일이 익어감에 따라 protopectinase라는 효소의 작용을 받아 가용성의 pectin으로 변한다. 이 변화는 pectin을 장시간 높은 온도에서 가열했을 때도 일어난다. 이 중에서 가열할 때 pectin으로 변화하는 protopectin과 pectin acid로 변화하지 않고 남아있는 가용성 pectin이 젤리화에 영향을 주는데 pectin acid가 되면 응고성이 없어져서 젤리화가 되지 않는다.

 

따라서 잼 또는 젤리를 만드는 과일은 너무 익기 전에 수확하여 원료로 사용하는 것이 좋다. 또한 지나친 가열은 pectin의 분해를 일으키기 때문에 좋지 않다.

 

 

② 산
과일에 함유된 산은 과일이 익어갈수록 변화하는데, 일반적으로 덜 익은 과일에 많이 들어있고 과일이 익을수록 산의 양은 적어진다. 과일의 종류에 따라 다르지만, citric acid, malic acid, tartaric acid 등의 산이 들어 있는데, 부족할 때는 추가로 산을 넣어주기도 한다. 그러나 산이 과량 존재하게 되면 완성품의 수분 분리 현상이 일어나게 되므로 원료의 산 함량을 측정해서 산의 양을 조절해 줄 필요가 있다.

젤리화에서 중요한 것은 제조 시 들어가는 산의 종류가 아니라 완성품의 pH이다. pH가 너무 높으면 펙틴양이 많고 당의 농도가 적당하더라도 응고가 일어나지 않는다. 젤리화에 가장 적당한 pH는 3.0 전후이며 맛을 고려하면 pH 3.2~3.5가 좋다. pH 2.8 이하로 산성이 되면 가열 처리 중과 그 이후의 저장 중에 pectin이 변화여 젤리화되는 성질이 떨어질 뿐 아니라 완성품의 수분이 분리되는 현상, 즉 융해 작용이 일어난다. 반대로 pH가 너무 높으면 pectin 함량이 많고 당분이 적당해도 젤리화가 되지 않는다.

 

펙틴과 산의 함량	과일 종류
펙틴과 산이 많은 것	사과, 포도, 귤, 오렌지, 자두
펙틴은 많으나 산이 적은 것	복숭아, 무화과, 앵두
산은 많으나 펙틴이 적은 것	살구, 딸기
펙틴과 산이 적당한 것	잘 익은 사과, 포도(유럽종)
펙틴과 산이 적은 것	잘 익은 복숭아, 서양배, 너무 익은 과일

 

③ 당분
당분도 과일 중에 들어있으나 대부분 12% 전후로 젤리화에 필요한 당도가 되게 하려면 추가적인 당분이 더 필요하다. 일반적으로 풍미와 가격 등을 고려했을 때는 설탕 또는 포도당을 사용한다. 젤리화에 필요한 당의 농도는 대체로 62~65%이다. 당 농도가 너무 높으면 젤리화되는 성질은 커지지만 당분의 결정이 석출되기 쉽다. 당 농도가 너무 낮으면(약 50% 이하) 젤리의 품질이 떨어지고 저장성도 낮아진다.

제조 시 설탕의 일부를 포도당으로 대체해서 사용하면 완성품의 향기가 좋아지고 과육에 대한 당의 침투가 빨라질 뿐만 아니라 완성품 중의 당의 결정화가 방지되어 제품의 색깔을 좋게 유지하는 효과가 있다.

 

 

 

(3) 젤리화 3요소의 상호관계와 젤리 강도
젤리화가 이루어지기 위해서는 펙틴, 산, 당분이 각각 적당한 양으로 들어 있어야 한다. 그러나 젤리화는 이 세 가지 성분이 각기 일정하게 정해진 것이 아니다. 즉, 젤리화는 펙틴 뿐만 아니라 산과 당의 조합이 이루어내는 것으로서 세 가지 성분 사이의 상호 간에 관계가 있다.

펙틴이 0.75% 이하일 때는 설탕을 아무리 많이 넣어도 젤리화가 일어나지 않으며, 펙틴이 1.5%의 경우에 산이 3.05% 들어 있을 때, 설탕이 50%만 있으면 젤리화가 되지만 산이 0.3% 있을 때 설탕이 61.5%가 들어가야 젤리화가 일어난다. 이처럼 펙틴양이 어느 정도의 양으로 일정할 때 산이 많으면 설탕량은 어느 정도 적어도 젤리화가 일어나지만, 산이 적으면 당량이 많아야 젤리화가 일어난다. 또 산이 일정할 때 펙틴이 많으면 설탕이 적어도 젤리화가 되지만 펙틴이 적으면 당이 많아야 젤리화가 일어난다.

보통 펙틴을 사용했을 때 세 가지 성분 중 두 가지 성분을 대체로 적당량 넣고 나머지 한 성분의 농도를 달리하면 젤리의 강도가 달라진다. 펙틴의 농도가 높아짐에 따라 젤리의 강도가 직선 모양으로 높아지고 당은 역 S자 모양으로 높아지나, 산은 일정한 농도 이상이 되면 거의 일정해진다.

 

(4) 잼류의 젤리점(Jelly point) 결정법
잼을 만들 때 가장 중요한 것은 젤리점을 결정하는 것이다. 잼을 졸이는 종점을 젤리점(jelly point)이라 하는데 이것은 잼류를 만들 때 중요한 요인이 된다.

① 컵 법(cup test) : 컵에 찬물을 넣고 완전히 조린 잼을 스푼으로 떠서 5~6방울을 물 위로 떨어뜨린다. 농축된 액을 찬물에 넣은 컵 속에 소량 떨어뜨렸을 때 도중에 흩어지면 아직 덜 농축된 것이고 밑바닥까지 굳은 채로 떨어지게 되면 적당하다.

② 스푼법(spoon test) : 나무 주걱으로 농축액을 떠서 흘러내리게 하고 그 상태를 보아 결정하는 방법이다. 액이 묽은 시럽 상태가 되어 떨어지는 것은 불충분한 것이고, 주걱에 일부가 붙어 얇게 펴지고 끝이 젤리 모양으로 굳은 정도로 떨어지면 적당하다.

③ 온도에 의한 방법 : 150℃ 이상의 온도계를 끌고 있는 잼 속에 넣었을 때 104~106℃에 이르면 적당한 것이다.

④ 당도계를 이용하는 방법 : 굴절당도계를 이용하여 농축액의 당도를 측정하여 65% 정도가 되면 적당하다. 뜨거울 때 측정한 것은 상온에서 측정한 것보다 2~3% 정도 낮은 값을 나타내므로 주의한다.

 

(5) 젤라틴
젤라틴은 콜라겐을 가수분해하여 만든 것으로 35℃ 이상에서 졸(sol)을 형성하고 낮은 온도에서는 겔(gel)을 형성한다. 졸을 냉각시키면서 겔이 형성되는 순간에 강도가 갑자기 증가하고 열이 방출된다. 단단한 정도는 젤라틴의 분자량과 농도가 증가함에 따라서 증가하나 pH에는 영향을 받지 않는다. 젤라틴 졸이 굳을 때 농도가 증가하면 굳는 시간이 단축된다.
젤라틴 젤리의 제조는 우선 젤라틴을 녹여 설탕, 주재료(과일 등), 향로를 넣고 냉각시켜 굳힌다. 젤라틴은 판 및 분말 형태인데 완성된 젤리 용량의 2~5% 정도가 적당하고 잘게 썬 과일을 섞을 때는 전체 양의 1/3 정도를 넣는다.

 

구분	한천	젤라틴
원료	홍조류인 우뭇가사리(식물성)	동물의 가죽, 껍질 등 콜라겐(동물성)
성분	당질	단백질
물 흡수력	20배	6~10배(분말은 5분, 판상은 20~30분)
융해 온도	80~100℃	40~60℃
응고 농도	0.5~3.0%	1.5~4%
응고 온도	28~35℃	3~10℃
사용 농도	0.8~1.5%(1~2%)	2~10%(3~4%)
젤리의 성질	투명감이 낮고 부착성이 X	투명도가 높고 부착성이 있음
용해 방법	팽윤시킨 후 가열하여 끓임	팽윤시킨 후 뜨거운 물을 넣음
응고 방법	실온이나 물에서 냉각	냉장고나 얼음물에서 응고
사용 예	양갱, 과일젤리, 케이크 장식 고정용, 알약의 코팅	과일젤리, 무스, 족편, 전약, 아이스크림, 마시멜로

 

 

 

 

4. 실험 재료 및 기구(시약)
1) 잼
과일, 설탕, 냄비, 여과기, 살균기, 칼, 절단기

2) 젤리
냄비, 스테인리스 스틸칼, 숟가락, 소쿠리, 압착기, 병, 재료(포도, 오렌지, 사과 등), 설탕, 구연산

5. 실험 방법
1) 잼
① 원료 : 씻어서 두께 1cm정도로 자른다.
② 전처리 : 산화에 의한 착색을 방지하기 위해 2%의 소금물에 담근다. 껍질 채로 강판에 갈아서 펄프로 만들기도 한다.
③ 찌기 : 형태가 없어질 때 까지 30분간 찐다.
④ 여과 : 여과기로 여과하여 껍질과 씨를 제거하고 끓여서 식기 전에 통에 넣은 것을 펄프라고 한다.
⑤ 가당 및 농축 : 펄프의 70% 정도의 설탕을 두 번 나누어 넣으면서 졸인다.
⑥ 담기 및 살균 : 완성점(140℃)가 되면 병에 넣어 밀봉하고 100℃에서 20분간 살균 후 냉각 시킨다.

2) 젤리
① 원료 : 펙틴, 산, 당분이 적당한 품종으로 성숙 직전 수확 한 것이 좋다.
② 세척 : 원료를 깨끗하게 세척한다. 껍질이 있는 재료를 이용 할 경우 솔이나 스펀지로 잘 문질러서 흐르는 물로 깨끗하게 세척하여 먼지나 농약 등을 제거한다.
③ 절단 : 스테인리스 스틸 칼로 4등분하여 잘게 자른 후 산화, 변색 방지를 위해 2% 소금물에 담근다. 
④ 가열 : 냄비에 원료의 1~1.5배의 물을 가한 후 잘라둔 원료를 넣는다. 70℃ 정도에서 20~30분간 끓인다. 가열은 원료의 protopectin을 분해시켜 pectin을 추출하고 그 밖의 여러 성분을 얻는 것이 목적이며, 너무 오래 가열하면 pectin 자체가 분해될 뿐만 아니라 즙액의 향미와 색을 나쁘게 하고 다음의 청징 과정을 어렵게 한다.
⑤ 압착 : 가열된 과실펄프를 여과자루에 넣고 과즙과 찌꺼기를 분리한다. 찌꺼기는 물과 함께 냄비에 다시 가열하여 2차 압착을 할 수도 있다. 추출 수율을 높이기 위해 압착기를 사용하기도 한다.
⑥ 청징 : 착즙액이 흐리면 젤 리가 투명하지 못하므로 청징공정을 거쳐 투명한 즙액으로 만든다. 정치하여 상징액을 얻거나, 원심분리하여 상징액을 얻는다. 젤리용 과일즙액은 반드시 투명해야 하는 것은 아니다.
⑦ 가당 및 농축 : 과즙의 펙틴과 산, 당분을 정량해 놓고 설탕을 3회 정도로 나누어 넣으면서 강한 불로 빨리 끓인다. 바닥에 눌러붙지 않게 저어주면서 거품을 걷어낸다.

 

6. 참고 문헌
실험조리/조경련 외 5명/교문사/2005/p,115~119
식품가공실험/김동원 외 7명/문운당/2006/p.61~63, p.67~70, p,105~117
현대식품가공실험/안용근 외 8명/효일문화사/1999/p,32, p.36~37
식품 가공학 실험/강윤한 외 3명/북스힐/2003/p,84~90