조리와 과학 - 구황작물의 종류

 감자류는 식물의 뿌리로 감자, 고구마, 토란, 마, 곤약, 아콘 등이 있으며 주성분은 탄수화물이지만, 수분 함량이 70~80%가 되므로 곡류에 비하여 열량은 낮은 편이다. 감자의 유해 성분인 솔라닌은 감자가 햇빛에 노출되어서 발생한 껍질의 녹색 부분이나 발아 중인 싹에 존재하고 섭취하면 두통이나 어지러운 등이 나타난다. 또한 썩기 시작하면 십신이라는 독성물질이 생겨 심한 중독증상을 몰고 오게 된다. 감자의 성분은 수확 시기에 따라서 변화무쌍하나, 숙성함에 따라서 보습감과 당분의 성분함량은 줄어들고 전분 함량이 현저하게 증가하며 단백질 함량도 약간 증가한다. 수확 후 저장 중에는 전분의 당화효소인 아밀라아제에 의해 단맛이 증가한다. 감자는 수분이 80% 정도이며 탄수화물은 대다수 전분의 형태로 나타난다. 전분의 구성은 다른 곡류와 같아서 아밀로오스와 아밀로펙틴의 2:8의 비율이지만, 곡류에 비하여 입자가 커서 빨리 활성화된다. 단백질은 10% 정도로 주된 단백질은 튜베린이다. 필수아미노산 구성은 곡류와는 다르게 라이신을 비롯하여 대부분이 풍부하지만 메싸이오닌이 현저히 부족하다. 특히 비타민 C가 많고 무기질 중 칼슘은 거의 없지만, 칼륨 함량이 많은 알칼리성 식품이다. 감자의 전분이 호화되면서 비타민C와 합쳐져서 열에 의해 파괴되는 것을 방지해주기 때문에 감자를 가열조리 해도 비타민C가 많이 남는다. 그래서 감자는 껍질째 삶는 것이 좋다.
 찐 감자, 화덕이나 오븐을 이용해 구운 감자나 으깬 감자, 프렌치 프라이드 감자 등은 본질 감자에 속하는데 으깬 감자를 만들 때는 감자의 온도가 내려가면 끈기가 생기므로 감자가 뜨거울 때 으깨야 한다. 본질 감자는 세포 내 전분 입자의 함량이 높은 것으로 가열하였을 때 작은 입상조직을 보인다. 파삭한 질감을 가지는 감자로 비중이 높아 1.11~1.12가 되며 불투명하고 건조한 흰색을 띠며 보실 부실하다. 감자는 점성과 분석의 성상에 따라 조리의 용도가 달라지는데, 이러한 점성과 분석을 나타내는 정도를 식용 가로 표시한다. 감자의 단백질량이 많을수록 식용 가는 높아져 점성을 나타내고 전분량이 많아질수록 식용 가는 낮아져 분석을 나타낸다. 점질 감자는 세포 내 전분 입자의 함량이 낮은 것으로 가열하면 육질이 약간 불투명해지고 찰진 질감을 가지는 감자로 비중이 1.07~1.08로 낮은 편이다. 기름으로 볶는 요리에 가장 알맞으며 샐러드나 조림 등에 주로 쓰이는데 그 이유는 찌거나 삶아도 잘 부서지지 않기 때문이다. 
 감자는 감자 칩, 감자전분, 과자, 물엿, 주정 등의 원료로 주로 사용되는데 찌거나 굽거나 으깨거나 튀겨서 조리 용도로 사용하는 것 이외에도 가공되어서 아주 다양하고 쓸모 있게 이용되기 때문이다. 감자의 갈변을 방지하려면 껍질을 벗긴 감자를 물에 담가 수용성 물질인 타이로신을 제거하거나 산소와의 접촉을 피하고 산을 첨가하거나 환원성 물질인 아스코르브산이나 0.25%의 아황산을 첨가하는 방안이 있다. 감자의 껍질을 벗긴 바깥 표면이 적갈색에서 갈색으로 서서히 변하는 것을 발견할 수 있는데 이를 바로 효소에 의한 갈변이라고 한다. 감자 중에 아미노산인 타이로신이 티로시나아제에 의해 산화되면서 멜라닌 색소를 형성하여 나타나는 반응을 뜻한다. 
 고구마는 열대야 아열대에서 재배된다. 감자와 비슷하게 생겼지만 당분이 훨씬 많아서 단맛이 강하게 느껴지는 것이 주된 특징이며 열대나 아열대에서 재배되는 1년생 식물로 껍질 색은 적색 계통을 띈다. 고구마는 겉껍질이 코르크층으로 구성되어 있고 색소가 있어서 고구마의 색을 결정하게 된다. 또한 껍질이 약간 두꺼운 편이며 전분고 타닌을 함유하고 있다. 대부분의 전분은 유조직에 함유되어 있으며 실제의 가식 부분이다. 고구마의 특징적인 성분으로는 고구마를 잘랐을 때 나오는 유액의 성분인 얄라핀인 수지배당체가 있다. 이 성분은 강한 점성을 가지고 물에 전혀 녹지 않는다. 그리고 공기 중에 쉬이 노출되면 산화되어서 검은색으로 서서히 변하게 되는데 이는 제거하기 어려운 문제가 있다. 껍질이 벗겨진 고구마는 표면이 공기 중에 노출되면 서서히 갈변하기 시작하는데, 고구마에 있는 클로로젠산과 폴리페놀에 폴리페놀 옥시다제가 작용하여 갈변 물질을 생성하기 때문이다. 고구마에 함유된 단백질은 이포 메인이라고 불리며, 감자보다 양은 적지만 품질은 우수하고 무기질은 칼륨의 함량이 높다. 비타민은 호박고구마에 카로틴이 들어 있고, 비타민 B군과 C가 매우 많이 들어있다. 고구마는 감자보다 수분 함량이 훨씬 적어서 열량이 상대적으로 좀 더 높은 편에 속한다. 탄수화물이 고구마의 주된 성분을 이루며 맥아당, 자당, 포도당, 과당 등이 탄수화물 중 약 20%를 차지하여서 단맛이 감자보다 강하다는 특징이 있다.

 고구마는 튀김이나 샐러드 그리고 찌거나 구워서 다양하게 요리가 가능할 뿐만 아니라 디저트나 쨈, 고추장, 주정의 가공원료 등으로도 사용된다. 또한 고구마 줄기는 채소로서 아주 요긴하게 이용된다. 고구마를 홍수 등의 자연재해로 수분이 많은 곳에 오래 방치해두면 고구마 세포가 죽어 굽거나 삶아도 연화되지 않는 관수 현상이 일어나게 된다. 그러한 이유로 고구마를 조리할 때 너무 낮은 온도에서 가열하거나 삶다가 중단한 상태에서 오래 방치해도 제대로 연화되지 않는데 이 또한 관수 현상 때문이라고 할 수 있겠다. 세포가 활동할 때에는 세포액 중에서 삼투작용을 하던 칼슘이나 마그네슘 등의 금속이온이 세포막 중에 펙틴과 합쳐져서 칼슘 팩 테이블을 만들기 때문에 이 물질은 아무리 열을 가해도 세포의 결합이 연화되지 않는다. 고구마는 찌거나 삶거나 구울 때 따로 물을 첨가하지 않아도 자체 내의 수분으로도 충분히 익힐 수 있다. 고구마를 요리하게 될 때 주성분인 호화가 일어나는데, 호화에 필요한 수분은 고구마 자체에 함유된 수분을 이용한다.