Tailoring texture in a mycelium yogurt alternative using oat bran fractions

당신의 아침 요거트가 소의 우유가 아니라, 탱크 안에서 자라는 미세하고 솜털 같은 숲으로 만들어진다고 상상해 보세요. 이것이 바로 "균사체(mycelium)" 식품 과학의 흥미로운 최전선입니다. 균사체는 곰팡이의 뿌리 같은 네트워크(버섯 갓 아래에서 볼 수 있는 흰색 실들을 생각하세요)로, 단백질과 섬유질이 가득하여 동물성 제품을 대체할 수 있는 매우 건강하고 친환경적인 대안입니다. 하지만 문제가 하나 있습니다. 균사체가 스테이크처럼 보이는 가짜 고기를 만드는 데는 훌륭하지만, 이를 부드럽고 크리미한 요거트로 만드는 것은 놀라울 정도로 어렵습니다. 실제 요거트는 우유 단백질이 신맛이 날 때 완벽한 겔(gel) 형태로 뭉치면서 끈적하고 떠먹기 좋은 질감을 갖게 됩니다. 반면, 곰팡이 단백질은 단단하고 섬유질이 많은 갑옷에 싸여 있어 똑같은 방식으로 뭉치지 않으며, 종종 크리미한 간식 대신 물기가 많고 알갱이가 씹히는 엉망인 상태를 남깁니다.

이를 해결하기 위해 과학자들은 무언가를 걸쭉하고 매끄럽게 만드는 것으로 유명한 귀리 식이섬유(귀리 겉껍질)와 같은 "조력자"를 혼합물에 추가하는 실험을 해왔습니다. 하지만 귀리 식이섬유는 장단점이 섞여 있습니다. 미끄러운 수용성 부분(수용성 섬유)과 거칠고 덩어리진 부분(불용성 섬유)이 공존하기 때문입니다. 큰 의문은, 귀리의 어느 부분이 균사체 요거트를 진짜처럼 느껴지게 만드는 진정한 영웅인가 하는 점입니다. 미끄러운 부분이 부드러움을 만드는 것일까요, 아니면 덩어리진 부분이 형태를 유지해 주는 것일까요? 이 연구는 이 미스터리를 파헤치며, 어떤 버전의 귀리가 최고의 질감을 가진 곰팡이 요거트를 만드는지 알아보기 위해 귀리 식이섬스터를 분리하는 다양한 방법을 테스트합니다.

위대한 귀리의 분리

이 연구에서 헬싱키 대학교와 Mush&라는 회사의 연구진은 균사체 기반 요거트의 재료를 가지고 실험을 진행했습니다. 그들은 먼저 특정 종류의 버섯(Phellinus linteus)에서 배양된 곰팡이 균사체 베이스로 시작하여, 세 가지 형태의 귀리 식이섬유를 추가했습니다:

1. 전체 귀리 식이섬유 농축물 (OBC): 깎이지 않은 온전한 패키지.
2. 수용성 분획 (SF): 물에 녹는 특수 섬유인 β-글루칸이 풍려한 "미끄러운" 부분.
3. 불용성 분획 (IF): 전분과 단백질이 풍부하며 딱딱하게 남아있는 "거친" 부분.

그들은 이 귀리 재료들을 균사체 베이스와 섞은 후, 두 종류의 요거트 스타터(박테리아)를 추가하여 어떤 일이 일어나는지 관찰했습니다. 한 스타터는 Lactiplantibacillus plantarum(이하 "L. Plantarum"이라 부릅시다)이었고, 다른 하나는 Lactobacillus helveticus("L. Helveticus")였습니다. 또한 장 건강에 도움이 되는 프로바이오틱스 친구인 Bifidobacterium도 추가했습니다.

박테리아의 전투

먼저, 박테리아 파티를 관찰했습니다. 결과는 명확했습니다: L. Plantarum이 주인공이었습니다. 이 박테리아는 약 9 log CFU g⁻¹(엄청난 양의 박테리아를 의미하는 전문 용어)에 도달할 정도로 폭발적으로 성장했으며, 프로바이오틱스 친구인 Bifidobacterium의 성장도 도왔습니다. 또한 포도당(glucose)을 매우 효율적으로 섭취했습니다.

반면, L. Helveticus는 다소 존재감이 없었습니다. 성장이 적었을 뿐만 아니라 프로바이오틱스 친구의 성장도 돕지 못했고, 먹다 남은 당분도 많았습니다. 흥서롭게도, L. Plantarum이 더 활발한 파티 피플이었음에도 불구하고, 두 박테리아 모두 약 5시간 만에 요거트를 충분히 시큼하게(pH 4.3–4.7에 도달) 만들 수 있었습니다. 즉, 한쪽이 성장에 더 유리하긴 했지만, 둘 다 요거트를 신 상태로 만드는 데는 성공했습니다.

질감의 반전: 거친 느낌 vs 부드러운 느낌

여기서 이야기는 놀랍게 변합니다. 여러분은 유명한 증점 효과가 있는 섬유질인 β-글루칸이 가득한 "미끄러운" 수용성 귀리 분획(SF)이 가장 두껍고 부드러운 요거트를 만들 것이라고 생각할 수도 있습니다. 하지만 데이터는 다른 이야기를 들려주었습니다.

• 수용성 분획 (SF) 요거트: 이 버전은 입자가 매우 작아 매우 균일하고 매끄러워 보였습니다. 그러나 여러 후보 중 가장 약했습니다. 점도(viscosity)가 가장 낮았고, 탄성(elasticity)도 가장 적었으며, 수분 분리 현상(syneresis)이 가장 많이 일어났습니다. 마치 스무디가 수프처럼 변해버린 것 같았습니다. 스스로 형태를 유지하지 못했습니다.
• 불용성 분획 (IF) 요거트: 유명한 β-글루칸 함량이 가장 적었던 이 버전이 오히려 가장 강했습니다. 점도가 가장 높았고, 탄성(젤처럼 다시 튀어 오르는 성질)이 가장 좋았으며, 수분을 가장 잘 붙잡아 두어 수분 분리가 거의 없었습니다. 이는 걸쭉하고 응집력이 있으며 떠먹기 좋았습니다.
• 전체 귀리 (OBC): 이 버전은 중간 정도의 성능을 보였으나, 전반적으로 불용성 분획의 강하고 걸쭉한 특성에 가까웠습니다.

연구진은 "거친" 불용성 입자들이 요거트 내부에서 마치 투명한 작은 벽돌처럼 작용한다는 것을 발견했습니다. 이 입자들은 녹지는 않지만, 물리적으로 서로 밀착되어 수분을 붙잡고 요거트를 걸쭉하게 유지하는 튼리한 구조를 만들어냈습니다. "미끄러운" 수용성 섬유는 무언가를 부드럽게 만드는 데는 좋지만, 구조를 지탱하기에는 너무 약하게 만들었습니다.

열 테스트와 스푼 테스트

확실히 하기 위해, 과학자들은 단순히 눈으로만 확인하지 않고 기계를 사용하여 요거트를 측정했습니다.

• 열: 요거트를 가열했을 때, 불용성 귀리(IF)와 전체 귀리(OBC)가 포함된 버전이 분해되기 전까지 더 높은 온도를 견뎌냈습니다. 이는 이들이 더 안정적임을 시사합니다.
• 스푼 테스트: 훈련된 테이스터 팀은 기계의 결과를 확인해주었습니다. 그들은 IF와 OBC 요거트를 "걸쭉하고", "응집력이 있으며", "떠먹기 좋다"고 설명했습니다. SF 요거트는 "균일하다(homogeneous)"고 묘사되었지만, 만족스러운 두께감은 부족했습니다.

결론

본 연구는 만약 여러분이 정말 크리미한 느낌을 주는 진짜 균사체 요거트를 만들고 싶다면, 단순히 미끄러운 수용성 섬유에만 의존해서는 안 된다고 결론짓습니다. 대신, 귀리 식이섬유의 불용성, 덩어리진 부분이 비밀 병기입니다. 이들이 요거트를 걸쭉하고 안정적으로 만드는 구조적 "비계(scaffolding)" 역할을 하기 때문입니다.

건강한 프로바이오틱스 제품을 만드는 데 있어서는 박테리아의 선택이 중요하지만(성장 측면에서 L. plantarum이 확실한 승자임), 요거트의 질감은 주로 귀리 식이섬유를 어떻게 처리하느냐에 따라 결정됩니다. 귀리를 수용성과 불용성 부분으로 분리함으로써, 식품 과학자들은 이제 제품을 "맞춤형"으로 제작할 수 있습니다. 걸쭉하고 떠먹기 좋은 요거트를 원한다면 불용성 부분을 사용하고, 더 매끄럽고 균일한 질감을 원한다면 수용성 부분을 섞으면 됩니다. 이는 더 나은 식물성 식품을 만드는 새로운 방법이며, 때로는 약간의 "거친 맛(grit)"이 무언가를 부드럽게 만드는 데 정확히 필요하다는 것을 증명합니다.