이탈리아의 명물 파스타 요리로 알려진 카초에페페를 확실하고 맛있게 만들기 위한 레시피를, 막스 플랑크 복잡계 물리학 연구소 물리학자가 바르셀로나 대학과 오스트리아 과학기술 연구소 연구원과 공동 연구해, 미사독 논문 저장소인 arXiv에 발표했다.
카초에페페는 이탈리아의 수도 로마의 명물 파스타 요리로, 그 이름이 '치즈와 후추'를 뜻하는 대로, 삶아 올린 스파게티에 페콜리노 로마노라는 치즈를 놀리고 후추를 듬뿍 뿌린 요리. 막스 플랑크 복잡계 물리학 연구소 연구팀은, 카초에페페의 완벽한 레시피를 규명하기 위해, 세 가지 접근 방식으로 연구를 진행.
먼저 연구팀은, 일정량의 물과 치즈를 혼합하여, 물의 온도와 전분 농도를 바꾸는 실험을 실시했는데, 실험에서는 온도를 50℃에서 95℃까지 5℃씩 변화시키고 전분 농도는 0%의 진수, 일반 파스타 삶은 국물, 그리고 파스타 삶은 국물을 3분의 1까지 졸여 전분을 농축한 '리조타타'의 3단계로 조정. 각 샘플은 사진 촬영되어, 치즈 덩어리의 크기와 모양이 분석되었다.
그 결과, 전분이 없는 0%의 경우, 65℃ 부근에서 급격하게 치즈의 큰 덩어리가 발생하는 것으로 나타났고, 일반 파스타 삶은 국물에서도 치즈 덩어리가 발생하지만 70℃까지는 안정성이 유지되고 덩어리 크기도 작아졌다. 게다가 리조타타의 경우는 95℃라는 고온에서도 치즈는 비교적 안정을 유지하고 덩어리 형성도 억제되는 것으로 판명되었다.
다음으로 연구팀은, 치즈의 단백질 농도가 소스 상태에 미치는 영향을 조사하기 위해, 전분 농도를 1%로 고정한 다음, 물과 치즈의 비율과 온도를 달리하면서 실험을 진행.
그 결과, 치즈와 물의 질량 비율에 따라, 소스의 상거동이 크게 변화하는 것으로 밝혀졌으며, 얻은 데이터로부터 작성된 단백질 질량 분율과 온도의 관계를 나타내는 이미지가 아래. 이 그림에서는 단백질 질량 분율이 약 0.134, 즉 물과 치즈가 거의 1:1의 비율이 되는 부근에서 가장 안정적인 상태를 얻을 수 있음을 보여주고 있다.
또한, 위 그림에 그려지는 포물선의 최저점은 약 60℃에 있는 것으로 보아, 이 온도를 경계로 물과 치즈의 거동이 크게 변화함을 알 수 있었고, 이는 치즈와 물의 비율이 적절해도 온도가 너무 높으면 상분리가 일어나 소스가 분리되어 버리는 것을 보여준다.
게다가, 연구팀은 이 현상을 이론적으로 설명하기 위한 최소 모델을 구축했는데, 이 모델에서는 카제인이나 유청등의 치즈에 포함되는 단백질과 전분이나 소금을 포함한 물이라고 하는 「실효적인 용매」를 2성분계로서 취급해, 그 상호작용을 해석하고 있다.
이러한 결과로부터, 카초에페페를 만드는 데 있어 치즈와 물을 1:1 비율로 사용하고, 약 60℃ 부근에서 조리하는 것이 안정적인 소스를 만들기 위한 중요한 조건이라고 연구팀은 주장하고 있다. 또한 첨가물의 전분 농도가 소스의 안정성에 결정적인 역할을 하며 전분 농도가 1% 미만일 경우 소스가 분리되어 버리고, 4%가 넘으면 식었을 때 치즈의 단백질이 응집하여 소스가 단단해진다는 것. 즉, 요리사의 경험칙으로 얻은 '파스타 삶은 국물을 첨가하여 약간 졸이면서 약한 불에서 소스를 만든다'는 레시피는 과학적으로도 옳았다는 것.
연구팀은, 전분이 소스의 점성 등에 미치는 영향에 대한 상세한 분석과 후추 알갱이가 응집핵 역할을 할 가능성에 대해서도 향후 연구과제로 꼽고 있으며, 연구팀은 이 연구가 "요리에 대한 순수한 열정을 과학적인 통찰로 변환하고 복잡한 조리 프로세스를 일반적인 부엌에서도 실현 가능하게 하는 방법을 찾아낸 예"라며, 이 연구 접근법은 다른 요리의 이해나 개량에도 응용될 수 있음을 시사했다.
