[축산식품가공학] 11.2 : 버터의 제조 - 2

 

 

생크림을 휘핑하다 보면 어느 순간 갑자기 질감이 변하기 시작해요. 처음에는 부드럽고 공기가 들어간 크림 상태였는데, 계속 돌리다 보면 점점 거칠어지고 결국 노란 지방 덩어리와 액체가 분리되죠. 바로 이 과정이 버터 제조의 핵심이에요.

겉으로 보면 단순히 너무 많이 휘핑한 것처럼 보이지만, 실제로는 유제품 구조 자체가 완전히 뒤집히는 굉장히 중요한 물리 변화가 일어나고 있어요. 이걸 바로 상전환(phase inversion)이라고 해요. 이번 글에서는 왜 크림이 버터로 변하는지, 그리고 O/W와 W/O 구조가 어떻게 바뀌는지를 정리해볼게요.

 

우유와 크림은 원래 O/W 구조예요

 

먼저 이전 내용을 다시 연결해야 해요. 우유와 크림은 기본적으로 지방이 물속에 퍼져 있는 형태예요. 이를 O/W(oil in water) 에멀젼이라고 해요.

즉

물이 연속상
지방이 분산상

인 구조예요.

쉽게 말하면 물이 바탕이고, 지방구가 그 안에 떠다니는 상태라고 보면 돼요.

 

지방구는 원래 안정하게 존재해요

크림 속 지방구들은 그냥 떠다니는 게 아니에요. 표면에 지방구막(fat globule membrane)이라는 얇은 막이 존재해서 서로 쉽게 합쳐지지 않도록 안정화돼 있어요.

그래서 일반 상태에서는 지방끼리 마구 뭉치지 않고 비교적 안정한 액체 상태를 유지할 수 있는 거예요.

 

처닝(churning)이 시작되면 상황이 달라져요

버터 제조에서는 크림을 강하게 교반하는데, 이를 처닝(churning)이라고 해요.

이 과정에서 크림 안으로 공기가 들어가고, 지방구들은 반복적으로 충돌하게 돼요. 처음에는 휘핑크림처럼 공기방울을 감싸면서 포말 구조를 형성해요.

 

즉, 초기 단계는 사실 휘핑크림 형성과 굉장히 비슷해요.

 

 

그런데 계속 교반하면 지방구막이 깨져요

문제는 교반이 계속될 때예요. 충격과 마찰이 반복되면서 지방구막이 점점 손상돼요.

막이 파괴되면 원래 분리되어 있던 지방들이 서로 직접 접촉할 수 있게 되고, 결국 지방끼리 점점 뭉치기 시작해요.

즉

안정한 지방구 → 불안정 상태 → 지방 응집

이 흐름으로 진행되는 거예요.

 

상전환이 일어나요

 

 

지방 응집이 충분히 진행되면 결정적인 변화가 생겨요. 원래는 지방이 물속에 퍼져 있던 O/W 구조였는데, 이제는 반대로 물방울이 지방 속에 갇히는 형태로 바뀌어요.

즉
O/W → W/O

구조로 뒤집히는 거예요.

이게 바로 상전환(phase inversion)의 핵심이에요.

 

 

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버터는 W/O 에멀젼이에요

상전환 이후 형성되는 버터는 기본적으로 W/O(water in oil) 에멀젼이에요.

즉

지방이 연속상
물이 분산상

이 된 상태예요.

그래서 버터는 크림과 달리 훨씬 단단하고, 지방 중심의 질감을 가지게 되는 거예요.

 

액체 부분은 버터밀크예요

버터가 형성될 때 남는 액체도 중요해요. 지방이 빠져나간 나머지 액체 부분을 바로 버터밀크(buttermilk)라고 해요.

즉, 버터 제조는

지방 → 버터
수분·유청 성분 → 버터밀크

로 분리되는 과정이라고도 볼 수 있어요.

 

포말설과 상전환설

버터 형성 원리를 설명하는 이론도 있어요.

먼저 포말설(foam theory)은 공기방울 주변에서 지방이 응집하면서 구조가 형성된다고 설명해요.

반면 상전환설(phase inversion theory)은 O/W 구조가 W/O 구조로 전환되는 것이 핵심이라고 설명해요.

현재는 상전환 개념이 훨씬 중요하게 다뤄져요.

 

온도도 굉장히 중요해요

버터 제조에서는 온도 조절이 매우 중요해요. 지방이 너무 단단하면 잘 뭉치지 못하고, 반대로 너무 액체 상태면 구조가 불안정해져요.

그래서 적절히 일부 지방이 결정 상태를 유지하는 온도 범위가 중요해요.

결국 버터 제조는 구조를 바꾸는 과정이에요

 

이 파트에서 가장 중요한 건 이거예요.

버터 제조는 단순히 지방을 모으는 게 아니라

지방구막을 깨고
지방을 응집시키고
에멀젼 구조 자체를 뒤집는 과정

이라는 점이에요.

즉, 완전히 다른 상태의 유제품으로 변환되는 거예요.