[축산식품가공학] 13.1 : 치즈 - 3

 

 

 

치즈 제조는 단순해 보여요. 우유에 유산균과 레닛을 넣으면 어느 순간 액체 상태의 우유가 젤리처럼 굳기 시작하죠. 하지만 그 안에서는 매우 정교한 생화학적 변화가 일어나고 있어요.

 

특히 이번 파트는 치즈 단원에서 시험 비중이 가장 높은 내용이에요. 카제인(casein), 카제인 미셀(casein micelle), 레닛(rennet), 키모신(chymosin), κ-casein, 파라카제인(paracasein) 같은 용어들이 등장하는데 처음에는 복잡해 보여도 흐름만 이해하면 의외로 어렵지 않아요. 이번 글에서는 치즈 응고의 원리를 차근차근 정리해볼게요.

 

치즈는 커드와 유청으로 나뉘어요

 

 

치즈 제조의 가장 기본적인 현상은 우유가 두 부분으로 분리되는 것이에요.

커드(Curd)
유청(Whey)

커드는 고체 부분이고, 유청은 액체 부분이에요.

치즈는 결국 커드를 모아 만든 식품이에요.

우유가 응고되면 단백질과 지방은 커드에 남고, 수용성 성분 일부는 유청으로 이동하게 돼요.

 

우유 단백질의 대부분은 카제인이에요

우유 속 단백질은 크게

카제인(casein)
유청단백질(whey protein)

로 나눌 수 있어요.

이 가운데 치즈 제조에서 가장 중요한 것은 카제인이에요.

카제인은 우유 단백질의 대부분을 차지하며 치즈의 골격을 형성하는 핵심 성분이에요.

 

카제인은 혼자 떠다니지 않아요

우유 속 카제인은 개별 단백질 형태로 존재하는 것이 아니에요.

여러 카제인 분자들이 모여 카제인 미셀(casein micelle)이라는 입자를 형성하고 있어요.

쉽게 말하면 카제인 단백질이 작은 공 모양의 집합체를 이루고 있는 상태예요.

이 미셀 구조 덕분에 우유는 안정적으로 액체 상태를 유지할 수 있어요.

 

카제인에도 종류가 있어요

카제인은 하나의 단백질이 아니라 여러 종류의 단백질 집합이에요.

대표적으로

α-casein
β-casein
κ-casein

이 있어요.

이 가운데 치즈 제조에서 가장 중요한 것은 κ-casein이에요.

 

κ-casein은 미셀을 보호해요

κ-casein은 카제인 미셀 표면에 존재하면서 미셀끼리 서로 달라붙지 않도록 막아주는 역할을 해요.

쉽게 말하면 미셀 표면에 달린 보호막 같은 존재예요.

이 보호막 덕분에 우유 속 카제인 입자들은 서로 응집하지 않고 안정적으로 분산될 수 있어요.

즉 액체 상태의 우유가 유지되는 이유 중 하나가 바로 κ-casein이에요.

 

레닛은 이 보호막을 제거해요

치즈 제조에 사용하는 응고효소를 레닛(rennet)이라고 해요.

전통적으로는 송아지 제4위에서 얻었지만 현재는 미생물이나 재조합 기술로 생산하기도 해요.

 

레닛 속 가장 중요한 효소가 바로 키모신(chymosin)이에요.

 

 

 

레닛 = 응고효소

키모신 = 레닛의 주성분

으로 기억하면 돼요.

 

 

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키모신은 특정 위치를 절단해요

키모신은 κ-casein의 특정 위치 (κ-casein의 105번과 106번 아미노산 사이)
를 정확하게 절단해요.

κ-casein이 절단되면 미셀 표면의 보호막이 사라져요.

그 결과 지금까지 서로 밀어내고 있던 카제인 미셀들이 서로 접근할 수 있게 돼요.

즉 액체 상태를 유지하던 안정성이 무너지기 시작하는 거예요.

 

파라카제인이 형성돼요

κ-casein이 절단되면 새로운 형태의 단백질 복합체가 형성되는데 이것을 파라카제인(paracasein)이라고 해요.

파라카제인은 기존보다 응집하기 쉬운 상태가 돼요.

하지만 이것만으로는 아직 완전한 응고가 일어나지 않아요.

 

칼슘이 응고를 완성해요

여기서 중요한 역할을 하는 것이 바로 칼슘(Ca²⁺)이에요.

칼슘 이온은 파라카제인 사이를 연결하는 다리 역할을 하면서 거대한 단백질 네트워크를 형성하게 만들어요.

결국

카제인 미셀 → κ-casein 절단 → 파라카제인 생성 → 칼슘 가교 형성 → 응고

과정이 진행돼요.

 

커드가 만들어져요

칼슘에 의해 단백질 네트워크가 형성되면 우유 전체가 젤처럼 굳기 시작해요.

이 상태가 바로 커드(curd)예요.

커드 내부에는 지방과 단백질이 갇히고, 바깥으로는 유청이 빠져나오게 돼요.

치즈 제조는 사실상 이 커드를 얼마나 잘 다루느냐에 달려 있다고 볼 수 있어요.

 

응고 조건도 중요해요

치즈 제조 시 일반적으로

pH 약 6.5
온도 약 30℃
응고시간 25~30분

정도의 조건이 적절해요.

이 조건이 알맞아야 레닛 활성이 높고 균일한 응고가 가능해요.