그림으로 더 완벽해진 〈맛 시리즈〉 첫 번째 역작! 이 책은 ‘최낙언의 〈맛 시리즈〉’의 서막을 알리는 중요한 의미를 가진다. 총 5권으로 구성된 〈맛 시리즈〉는 식품에서 시작하여 뇌 과학에 이르기까지 다양한 분야를 ‘맛’이라는 단 한 가지를 설명하기 위해 구성되어 있다. 그중에서도 『식품의 원리』는 식품을 구성하는 탄수화물, 단백질, 지방, 물과 맛, 향기, 색, 비타민, 미네랄, 첨가물을 분자의 관점에서 설명한다. 이 네 가지는 식재료의 대부분을 차지하는 분자이자 생명의 대부분을 차지하는 분자들이기에 이들만 제대로 이해하면 식품의 물성뿐 아니라 생명 현상을 이해하는 단초를 마련할 수 있다. 게다가 그렇게 다양하고 복잡해 보이는 식품 현상을 네 가지 분자의 크기, 형태, 움직임만으로 알기 쉽게 설명하고 있다. 특히, 『물성의 원리』에서 『식품의 원리』로 제목을 바꾸면서 내용과 그림을 새롭게 보완하고, Part 3을 추가해서 식품 종사자와 전공자가 아니더라도 더 쉽게 식품의 다양한 성분을 이해할 수 있도록 했다. 부록으로 들어 있는 ‘식품의 가치에 대한 나의 생각 정리’는 〈맛 시리즈〉 전체를 관통하는 저자의 생각이 완벽하게 정리되어 있어서 시리즈를 읽기 시작한 독자들이 맛의 기초를 이해하고 들어갈 수 있도록 해준다. 식품에서 물성은 가장 기초이자 너무나 중요한 부분이다. 물성성분이 영양의 핵심이자, 맛의 핵심이기 때문이다. 그러므로 지금보다 훨씬 중요하게 다뤄져야 하고, 이것이 저자가 이 책으로 〈맛 이야기〉를 시작하는 이유이다.

PROLOG _ 모든 식품 현상은 분자에서 시작된다 Part I. 식품을 어떻게 공부하면 좋을까? 1장. 가장 쉽고 쓸모 있게 식품을 공부하는 법 1. 생명이 복잡하다고 식품마저 복잡할 이유는 없다 2. 단순화할수록 깊이가 생긴다 3. 식품의 핵심 성분은 네 가지뿐이다 2장. 분자 구조로 식품을 읽는 법 1. 크기: 분자는 1㎚(나노미터)이다 2. 운동: 분자는 초음속으로 영구운동을 한다 3. 형태: 분자 형태에 모든 정보가 들어 있다 Part II. 식품을 지배하는 4가지 원자와 분자 1장. 물은 가장 단순하면서 심오한 분자이다 1. 물이 있어야 생명이 있다 2. 물의 특별함은 수소결합에서 나온다 3. 수질: 무엇이 물의 품질을 달라지게 하는가? 4. 용해도를 알면 물성의 절반을 이해할 수 있다 2장. 탄수화물은 포도당의 다양한 형태이다 1. 달면 삼키고 쓰면 뱉어야 하는 이유 2. 전분은 우주에서 가장 거대한 분자이다 3. 셀룰로스는 지상에서 가장 풍부한 유기화합물이다 3장. 단백질은 종류만큼 기능이 다양하다 1. 생명의 정교함은 단백질의 정교함에서 온다 2. 생명의 역동성은 단백질의 흔들림에서 온다 3. 단백질의 다루기 까다로운 만능 소재이다 4. 단백질의 소재별 특성 4장. 지방이 가장 단순하고 안정적이다 1. 지방산의 특성은 길이와 꺾인 형태가 결정한다 2. 세포막으로 경계를 만들어야 생명이 시작된다 3. 제5 영양소, 이소프레노이드 Part III. 적은 양으로 식품의 특징을 바꾸는 분자들 1. 식품첨가물과 식물의 2차 대사산물의 공통점 2. 색소: 0.001%로 식품에 흥미를 부여하는 분자 3. 향 성분: 0.01%로 음식의 다양성을 만드는 분자 4. 맛 성분: 1%로 맛의 균형을 조절하는 분자 5. 보존료: 0.01%로 미생물을 억제하는 유기산 6. 식이섬유와 증점다당류: 1%로 식감을 바꾸는 분자 7. 유화제와 용매 8. 아미노산과 미네랄: 식물도 만들기 힘든 것 9. 에너지 대사, 활성산소와 항산화제 10. 비타민과 조효소 부록 _ 식품의 가치에 대한 나의 생각 정리 EPILOGUE _ 그림으로 이해하는 식품의 과학

식품 자체는 생각보다 단순하다. 자동차가 복잡하다고 연료까지 복잡할 필요가 없는 것처럼 내 몸이 복잡한 것이지 식품 자체가 복잡한 것은 아니다. 우리가 음식을 먹는 목적의 90% 정도는 살아가는 데 필요한 ATP(에너지)를 얻기 위함이다. 만약에 하루 2,400Cal를 탄수화물이나 단백질로 소비한다면 600g이 필요하다. 1년이면 219kg이다. 이것은 수분이 없는 분말 형태일 때 양이고, 음식물은 보통 70% 이상이 물이므로 730kg에 해당한다. 1년에 우리 몸의 절반이 새로 만들어진다고 하는데, 그러면 40kg 정도가 몸을 만드는 데 사용되는 것이고, 나머지 690kg은 물과 이산화탄소로 분해되면서 ATP를 만드는 데 소비된다. 하루에 필요한 미네랄의 총량이 10g이 안 되고, 비타민의 총량도 0.1g에 불과하니 양 측면에서 식품의 역할은 정말 간단하다. -p16

세포 안에서 일어나는 일도 분자의 나노 현상이고, 식품의 모든 현상도 분자의 나노 현상이다. 분자를 구성하는 원자는 핵 주위를 전자가 엄청난 속도로 돌고 있는 상태이다. 138억 년 전 우주가 태어난 순간부터 지금까지 한 번도 쉬지 않고 돌고 있으며, 이 우주의 수명이 다하는 날까지 돌고 있을 것이다. 그 움직임이 분자의 요동을 만들고 식품은 시간에 따라 꾸준히 변한다. 우리는 그것을 ‘경시 변화’라고 한다. 식품에는 수많은 경시 변화가 있다. 그래서 젤리의 이수현상, 분말의 흡습 및 케이킹, 전분의 호화 및 노화 현상, 당액의 석출, 재결정 현상 등이 발생한다. 천일염을 숙성하면 칼륨과 마그네슘 같은 간수 성분이 빠지는 이유, 초콜릿에서 표면에 지방이 보이는 블루밍이 발생하는 이유, 심지어 냉동고에 얼려진 아이스크림의 얼음 입자와 크기가 변하는 이유도 이 운동 때문이다. -p102

단백질의 단단함은 외부로 드러나기도 한다. 손톱, 발톱, 부리, 코뿔소의 뿔과 같은 구조체는 겉보기부터 단단하다. 이들을 구성하는 케라틴은 상피 세포에서 가장 풍부한 구조적 단백질이며 콜라겐과 함께 동물에서 핵심적인 생체고분자이다. 케라틴은 높은 인성과 높은 탄성률을 모두 지닌 가장 단단한 생물학적 물질 중 하나로 미네랄은 거의 포함하지 않는다. 단지 복잡한 계층적 구조를 형성하여 동물의 단단한 조직인 양모, 깃털, 뿔 등을 구성하여 보호 및 방어, 포식 및 갑옷과 같은 다양한 기능을 효과적으로 수행한다. 이처럼 단백질이 세포를 지지하고 고정하고 보호하는 역할을 할 수 있는 것은 단백질을 치밀하게 배열하면 다른 어떤 것보다 강하고 견고한 구조물을 만들 수 있기 때문이다. 거미줄 같은 단백질은 같은 두께의 강철보다 훨씬 높은 강도와 탄성률을 가지고 있다. 단지 너무 가늘어서 약해 보일 뿐이다. - p254

트랜스지방의 유해성 논란이 일어난 뒤로는 모두 에스터화 공법으로 바꾸어 우리나라는 트랜스지방이 없는 마가린만 판매되고 있다. 그전에도 문제가 될 정도로 많은 양은 먹지 않았지만, 이제는 버터 등에 자연적으로 존재하는 트랜스지방을 제외하면 식품 소재에서 트랜스지방은 제로화되었다. 반추동물(소, 양 등)의 젖이나 지방에는 2~5%의 트랜스지방이 있고, 모유에도 1~7% 정도의 트랜스지방이 있다. 그리고 라이코펜, 토코페롤, CoQ10, 공액리놀렌산 등 이소프레노이드 계통의 기능성 성분도 트랜스 형태이다. 건강을 망치는 천하의 악당으로 치부되던 트랜스지방을 거의 일순간에 제로 수준으로 줄였으면 이후 건강에 조금이라도 도움이 되었다는 소식이 들려야 하는데, 단 한 번도 그런 뉴스를 들은 적이 없다. 트랜스지방이 어떻게 생긴 것인지도 모르면서 나쁘다고 말했던 것이다. - p306

비타민 C의 기능은 무엇일까? 많은 사람이 막연히 몸에 좋다고 믿거나, 메가도스를 주장하는 사람은 면역력이 증진되어 감기 같은 병이나 암에 안 걸린다고 말한다. 그런데 비타민 C 분자 자체는 산화 형태로 바뀌면서 2개의 전자와 수소이온을 제공한다는 것 말고 다른 어떠한 기능도 없다. 포도당에서 간단히 합성되며 그 과정 중에 수소를 4개나 잃은 상태다. 그런데 왜 비타민 C는 항산화 기능을 하고 수소가 더 많은 포도당은 항산화 기능을 하지 못할까? 이런 간단한 질문에는 대답하지 못하면서 막연히 비타민 C를 숭배한다. 비타민 C의 가장 중요한 기능은 내 몸이 콜라겐 합성 과정에서 조효소로 쓰일 때이다. 콜라겐 합성에 필요한 요소는 정말 많은데 효소의 역할을 보조하는 아주 미약한(?) 역할이다. 흔히 말하는 비타민 C의 기능은 사실 콜라겐의 기능인 것이다. - p427

식품의 대부분은 물성 성분이다 일류 요리사가 정성껏 준비한 맛있는 요리가 우리 눈앞에 있다고 생각해보자. 그런데 만약 이 요리를 믹서에 넣고 한꺼번에 갈아버리면 그 정체 모를 형태의 것을 먹고 싶어 할 사람은 없을 것이다. 단지 물성만 달라진 것뿐인데도 말이다. 이처럼 물성은 음식의 맛과 정체성을 좌우한다. 과일, 채소, 고기 등 어떤 식재료라도 일단 믹서에 갈면 제품의 정체성이 사라져버린다. 사과가 사과 모양 그대로일 때는 누구나 쉽게 사과인 줄 알지만, 주스로 갈아버리면 마셔보기 전에는 사과라는 것을 단숨에 알아채기가 어렵다. 그나마 사과는 갈아도 80% 정도의 사람은 알아보지만, 토마토는 50%, 오이나 양배추는 10%도 알아채지 못한다. 이처럼 물성은 맛의 바탕이 되어 맛과 향이 제대로 빛을 발하게 하는 가장 중요한 요소다. 그런데 물성을 과학적으로 이해하려는 노력은 정말 찾아보기 힘들다. 그나마 최근에 시도된 ‘분자요리(molecular gastronomy)’가 과학적 접근의 시작이다. 1992년 프랑스의 화학자 에르베 디스(Herve this)가 창시한 분자요리는 조리할 때 일어나는 변화를 분자 수준에서 탐구한다. 그 결과로 새로운 조리법과 재료의 활용법을 제시하여 요리에 새바람을 불러일으켰다. 그렇지만 이런 새로움이 분자요리의 본질이라고 보기는 어렵다. 그런 기술이 요리에 적용되었다는 것이 새로운 점이지 가공식품에서는 그다지 새로운 기술이 아니다. 액체질소나 드라이아이스로 순식간에 아이스크림 만들기, 단백질 접착제로 트랜스글루타미나제 사용하기, 알긴산나트륨을 이용하여 구슬 모양의 젤리 만들기 등 분자요리 대부분의 기술은 이미 가공식품에서 사용되던 것들이다. 과학이라는 새로운 틀을 통해 음식과 요리를 재해석하고 맛의 본질을 찾으려 한 것이 핵심이고 새로움은 덤인 셈이다. 식품과 물성을 이루는 핵심 분자는 네 가지뿐이다 생명(식품)의 시작은 물이다. 모든 생명을 구성하는 물질 중 가장 많은 양을 차지하는 것이 물이다. 누구나 알고 있는 것처럼 우리 몸도 65%가 물로 이루어져 있다. 태어날 때는 90% 정도인데 자라면서 줄어들어 그 정도만 남게 된다. 채소는 95%가 물이고, 대부분의 식품도 80% 정도는 물이다. 식물에는 탄수화물이 많다. 광합성은 포도당을 만드는 과정이고, 포도당을 변형하면 과당과 설탕 등 수많은 당류가 만들어지고, 포도당을 길게 이으면 전분이나 셀룰로스 또는 식이섬유가 된다. 식물에서 물과 탄수화물을 합하면 93% 정도이니 식물은 탄수화물을 이해하는 것이라고도 할 수 있다. 동물은 여기에 단백질만 추가로 알면 된다. 지방도 많은 양을 차지하지만, 필수적인 지방의 함량은 고작 2% 정도에 불과하다. 에너지가 남으면 지방으로 비축하기 때문에 지방의 함량이 그보다 많은 것이지 생명에 그렇게 많은 지방이 필요하지는 않다. 나머지 뼈를 구성하는 칼슘과 인산, 모든 미네랄 등을 합해도 5% 미만이고, 뼈를 구성하는 성분을 빼면 고작 2% 미만이다. 어찌되었든 생명은 결국 물, 탄수화물, 단백질, 지방이 대부분이라 이것만 제대로 알면 끝이다. 이것은 식품에서도 마찬가지이다. 결국 식품의 물성을 좌우하는 성분은 물, 탄수화물, 단백질, 지방이며, 이들 자체는 맛과 향이 없지만 물성에 결정적인 영향을 미치며, 이 물성이 맛에 영향을 준다. 식품에서 적은 양으로도 특별한 기능을 부여하는 성분들 식품첨가물은 10년 전까지만 해도 비난하는 사람이 많았지만, 성분 분석을 하면 천연과 차이가 없고 아주 극소량이 들어갈 뿐이다. 오히려 가장 다양한 첨가물이 들어간 식품은 아이들이 먹는 분유이다. 아미노산, 비타민, 미네랄 등의 모든 영양성분이 식품첨가물로 분류되기 때문이다. 그리고 상당 부분이 화학적으로 합성된 것이다. 천연 여부는 식품의 안전이나 영양적 가치와 전혀 무관하고 단지 정서적 가치만 있는 것이다. 색소도 마찬가지다. 이들은 천연이라고 합성보다 안전할 가능성도 없고, 효율적이지도 않다. 오히려 검증되지 않은 성분이 많다. 천연에 대한 맹신이 만든 허구의 마케팅일 뿐이다. 맛 성분은 물에 녹는 작은 분자이다. 우리가 단맛을 좋아하는 것은 그만큼 몸이 많은 열량소를 필요로 하기 때문이다. 매운맛은 요즘 통각이라고 알려져 있지만, 실제로는 온도 감각이다. 고추의 캡사이신은 혀의 가장 뜨거운 온도를 느끼는 수용체인 TRPV1을 자극하는데, TRPV1은 42℃ 이상의 고온을 감지하는 수용체로서 갑자기 대량으로 활성화되면 뇌는 화상(통증, Hot)을 입은 것으로 착각한다. 그래서 뇌는 화상의 피해를 줄이기 위해 입에서 침을 분비하고, 머리와 얼굴에 땀이 흐르게 하며, 동시에 천연 진통제인 엔도르핀을 방출한다. 그러나 실제 화상이 아니므로 이내 통증은 사라지고 엔도르핀에 의한 쾌감으로 인해 가벼운 황홀경에 빠진다. 그렇게 매운맛에 빠져드는 것이다. 이처럼 식품에는 아주 극소량으로도 특별한 기능을 부여하는 성분들이 많이 있다. 위에서 언급한 식품첨가물, 색소, 맛 성분 외에도 향기 물질, 증점제, 유화제, 보존료, 항산화제, 비타민, 미네랄 등은 식품에 미량 들어 있는 성분인데, 이들은 저마다의 원리로 적은 양으로도 특별한 기능을 한다. 이런 기능을 이해하고 오해에서 벗어나는 것이 식품을 제대로 이해하는 길이다. 분자를 이해하는 것이 생명을 이해하는 것이다 식품에 대해서는 항상 오해도 많고 편견도 많다. 그런데 만물은 원자로 되어 있고, 무생물인 원자와 생명인 세포 사이에는 오로지 분자만 있다. 분자는 어떠한 의도나 의지도 없이, 단지 각각의 분자가 가지고 있는 크기와 형태의 특성에 따라 잠시도 쉬지 않고 맹렬히 움직일 뿐이다. 그게 분해이자 합성이고, 용해도이자 결정화이고, 부드러움이자 단단함이고, 흐름성이자 응고성이다. 그런 물성의 하모니가 결국 생명현상의 기본이다. 그동안 식품과 생명의 대부분을 이루는 물, 탄수화물, 단백질, 지방 자체에 대한 이해는 없이 무작정 단편적인 실험으로 해석하여 효능과 위험을 과장해왔다. 물론 생명현상은 복잡하고, 사소한 분자가 어떤 시스템의 신호물질이 되어 결정적인 차이를 내는 경우도 있다. 하지만 그것은 식품이 하는 일이 아니다. 생명이 부여한 약속에 의해 일어나는 현상이다. 그리고 그런 현상에도 그 분자 자체가 큰지 작은지 물에 녹는지 지방에 녹는지와 같은 물리적인 실체가 생각보다 중요하다. 그래서 물성의 현상을 다루면서 생명현상의 공통성을 조금씩은 다루었다. 자연에는 경계가 없고, 그래서 지식은 생각보다 연결되어 있다. 자연의 모든 현상은 같은 법칙의 지배를 받는다. 알긴산이 칼슘을 만나면 굳는 현상은 하나의 정자가 난자와 만나는 순간, 난자가 굳어서 더 이상 다른 정자가 뚫고 들어오지 못하게 하는 것과 같은 현상이다. 물성 현상을 통해 식품을 이해하고 생명현상의 본질에 대해 이해할 수 있었으면 한다. 생명의 바탕은 분자 현상이고, 분자에는 의도나 의지가 없다. 단지 크기, 형태, 움직임만 있다. 그들이 어떻게 움직이고 통제되는지를 이해하는 것이 생명현상 이해의 시작이다.