야생 침팬지의 냉장고를 부탁해


전래동화 중에 무엇이든 심하게 아껴서 쓰던 자린고비 이야기가 전해진다. 너무 흔들다 닳아버릴까 염려해서 부채는 세워두고 고개를 흔들기도 하고, 식탁에 앉았던 파리가 다리에 된장을 묻히고 날아가자 아까운 나머지 뒤쫓아 가기도 했다. 가장 유명한 일화는 소금간이 된 굴비를 천장에 매달아두고 맨밥을 먹으며 쳐다보다가 “아이고 짜다” 하고 입맛을 다시는 것으로 반찬을 대신했다는 내용이다. 

‘그림의 떡’이라는 말이 있듯이 직접 먹지 못하고 바라봐야만 하는 음식은 아무 쓸모가 없다. 그러나 지금 시대에는 음식을 먹는 모습을 보여주는 방송, 이른바 ‘먹방’이 유행이다. 내가 아닌 남이 열심히 음식을 먹으면 그 모습을 보기 위해 시간을 쓰고 열광을 하며 심지어 돈을 지불하기도 한다. 세계적으로도 흔치 않은 현상이라 외신들도 먹방 현상을 경쟁적으로 보도하고 있다. 

식사는 가족, 친구, 동료처럼 친근한 사이끼리만 함께할 수 있는 행동이다. 식당에 가서 낯선 사람과 마주앉아 밥을 먹게 되면 마음이 편하지 않다. 혼자 살아가는 인구가 늘어나면서 음식을 함께 먹는 경험이 그리워질 때 친밀감을 느끼기 위해 먹방을 본다는 분석이 가능하다. 살림살이가 팍팍해지면서 매번 다른 요리와 반찬을 즐기기가 어려워진 것도 원인이다. 유명 레스토랑의 음식을 소개하는 블로그가 인기를 끄는 것도 먹방과 비슷한 현상이 진작부터 시작됐다는 증거다. 

이제는 먹방의 시대를 지나 남이 요리를 하는 모습을 바라보고 즐기는 ‘쿡방’이 인기다. 기존의 요리 프로그램이 비법을 전수하고 설명하는 방송이었다면, 지금의 쿡방은 경력이 오래된 요리연구가들을 ‘셰프(Chef)’라 부르며 연예인처럼 동경하고 환호를 보내는 것이 특징이다. 실제로 요리를 따라 하기 위해서가 아니라 음식을 만들고 맛보는 장면 자체를 좋아해서 방송을 본다. 생활 속에서 직접 요리를 할 시간이 부족하기 때문이기도 하지만 ‘요리’라는 행위 자체가 주는 경이로움도 한몫을 한다. 

칼과 불을 이용해 원래 날것이던 재료를 변화시켜 맛있는 음식을 탄생시키는 모습을 바라보면 누구나 입안에 군침이 돈다. 음식을 할 줄 모르는 사람보다는 요리를 잘하는 쪽에 높은 점수를 주는 게 당연하다. 18세기 영국 스코틀랜드의 법률가 겸 저술가 제임스 보즈웰(James Boswell)은 인간을 요리하는 동물(Cooking Animal)이라 정의하기도 했다. 그렇다면 인류는 언제부터 요리를 시작했으며, 식재료를 지지고 볶고 굽고 찌고 삶고 끓이는 행위가 필요한 이유는 무엇일까. 

리처드 랭엄(Richard Wrangham) 하버드대학교 인류학 교수는 불을 이용해 음식을 익혀먹음으로써 인류의 진화가 촉진됐다며 ‘화식(火食) 진화설’을 주장한다. 1990년대 아프리카에서 야생 침팬지를 연구하던 랭엄 교수는 주식이 되는 열대과일과 덩이뿌리를 시식했다가 깜짝 놀랐다. 쓴맛이 강하고 질겨서 제대로 씹어 먹을 수 없었기 때문이다. 진화 이론에 따르면 인류는 600만 년 전에 침팬지와의 공통조상에서 갈라져 지금에 이르렀다. 요리라는 고난이도의 과정을 습득하고 활용하는 것이 인간 고유의 능력이라면 그 출발점이 궁금해진다. 랭엄 교수는 10년이 넘는 증거 수집 끝에 2009년 요리의 중요성을 담은 책 ‘요리 본능(Catching Fire)’을 펴냈다. 

날것을 그대로 먹는 생식이 몸에 좋다고 여기는 사람들이 많지만 실제로 전 세계에서 수렵채집 민족으로 살아가는 부족 중에서 생식을 하는 사례는 전혀 발견할 수 없다. 랭엄 교수는 식재료를 불에 익혔을 때 맛과 영양이 극대화된다는 사실에 주목했다. 실제로 날달걀을 섭취했을 때, 소화를 통해 흡수되는 단백질은 50% 수준이지만 익혀서 먹으면 90% 이상의 영양분을 흡수할 수 있다. 생식을 고집하면 낮은 소화 흡수율로 인해 체중이 계속 감소하며 결국에는 번식이 불가능할 정도로 신체 조건이 나빠진다. 

불을 이용해서 요리를 하는 것은 여러 장점을 준다. 첫째로는 소화가 쉬운 상태로 식재료가 변화하면서 더 많은 영양분을 흡수할 수 있어 체력적으로 유리하다. 뇌는 근육보다 22배나 많은 에너지를 소모하는데 인류는 다른 동물보다 훨씬 큰 뇌를 가지고 있다. 음식을 익혀먹지 않고는 유지가 불가능한 구조다. 유인원에 가까운 호모 하빌리스에서 뇌 용량이 1.5배 커져 두발로 걷고 도구를 사용하는 호모 에렉투스로 진화하기 위해서는 불을 이용한 요리가 필수적이다. 

둘째로는 요리는 식재료를 연하게 바꾸므로 섭취와 소화에 필요한 시간도 그만큼 줄어든다. 침팬지는 주간 활동시간의 절반에 달하는 6시간을 매일 음식을 씹는 데 소비하지만, 인간은 1시간 정도만 씹으면 하루 세 끼의 식사를 마칠 수 있다. 요리 덕분에 소화시간도 짧아져 노동시간도 그만큼 더 많이 확보하게 됐다. 셋째로는 음식의 활용도가 높아진다. 식재료를 불에 익히면 영양분이 파괴된다고 하지만 그 과정에서 독성이 제거되는 이득에 비할 바가 아니다. 부패에 관여하는 세균과 수분을 제거함으로써 보존기간도 늘어난다. 

불에 익힌 식재료가 맛과 영양 면에서 우수하다면 동물들도 요리된 음식을 선호할까. 미국 하버드대학교와 예일대학교 연구진은 랭엄 교수의 주장을 토대로 최근 2년 동안 아프리카 콩고의 야생에서 실제 실험을 진행했다. 날고구마 조각을 플라스틱 용기에 넣고 흔들며 1분 동안 기다리면 마치 요리가 된 것처럼 익힌 고구마로 바꿔주는 장치를 설치하고 반응을 지켜봤다. 

연구진이 제공한 날고구마를 그 자리에서 먹어치우지 않고 1분을 기다려서 익힌 고구마로 바꿔간 침팬지의 비율은 90%에 달했다. 심지어 나중에 요리해 먹기 위해 날고구마를 쌓아두는 모습도 보였다. 침팬지가 맛과 영양을 위해서라면 인내심을 발휘할 줄도 알고, 식재료를 변화시키는 과정과 필요성도 문제없이 이해했다고 연구진은 설명했다. 

등산을 하다보면 ‘산에 사는 동물에게 먹이를 주지 마세요’ 하는 글귀를 보게 된다. 인간이 먹는 음식은 대부분은 불에 익힌 식재료들이어서 섭취와 소화에 편리하다. 그러나 동물은 인간처럼 조리 기구나 요리 능력을 갖추지 못했다. 등산객들이 주는 익힌 음식에 길들여지면 야생에서 생식으로 살아가는 능력을 잃어버릴 위험이 크다. 요리는 오직 인간만이 누릴 수 있는 특권인 셈이다. 

글 : 임동욱 과학칼럼니스트

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보글보글~ 요리하는 엄마는 과학자!

엄마는 아침 식사 준비로 분주하다. 공부하는 자녀들을 위해 어떤 요리를 준비하는 것이 좋을지, 출근하는 남편에게는 어떤 음식을 차려 주는 것이 좋을지 항상 고민이다. 무엇보다도 필수아미노산, 단백질, 지방, 탄수화물이 균형 있게 포함돼야 하며 비타민의 결핍을 막는 것도 중요하다.

오늘의 아침 메뉴가 선정되면 엄마는 잠시 과학자의 일상으로 돌아간다. 우선 실험재료인 식재료를 깨끗하게 세척하고, 이를 화학반응을 위한 용기인 뚝배기에 넣는다. 압력은 1기압, 온도는 섭씨 100도에서 반응 식재료를 넣는다. 식재료의 영양소가 용매에 충분히 우러나도록 하려면 적정 온도를 유지하는 것이 매우 중요하다. 용매의 증발을 막기 위해 뚜껑을 닫아 원하는 염분의 농도를 유지한다.

다른 한쪽에서는 맛있는 쌀밥을 만들기 위해 압력조절이 가능한 밥솥을 준비한다. 밥솥으로 고효율의 화학반응을 일으켜 아주 꼬들꼬들한 쌀밥을 준비했다. 모든 요리가 준비된 식탁에 둘러앉은 가족들은 음식 맛의 향연에 흠뻑 빠진다. 엄마의 정교한 손은 오늘도 재현성 있는 실험을 통해 기존과 같은 맛을 재현했다. 오늘의 음식은 동일한 영양소들로 구성됐고 이는 엄마의 정성과 함께 인체 내부에 원활히 흡수돼 가족들의 건강을 지킬 것이다. 이렇듯 엄마는 가족을 위한 과학자다.

요리는 실제 연구실에서 수행하는 실험과 유사하다. 연구실에서 사용되는 기본적인 실험장비들은 주방에서 요리할 때 사용하는 조리 도구와 일맥상통한다. 요리를 하는 동안에는 흥미로운 물리, 화학적 현상이 일어난다. 실제로 요리에서 배울 수 있는 화학반응은 다양하다.

한국인의 식탁이라면 빠질 수 없는 반찬, 김치는 배추에 양념을 해서 만든다. 하지만 같은 김치라도 맛은 가지각색이다. 맛있는 엄마표 김치를 만들기 위해서는 우선 배추를 잘 절여야 한다. 엄마들이 ‘배추 숨 죽이기’라고 표현하는 이 단계는 깨끗이 씻은 배추의 반을 갈라 굵은 소금을 뿌려서 한동안 재워둔다. 이 과정에는 삼투압의 비밀이 숨어있다.

삼투압 현상은 농도가 다른 두 용액이 반투막을 사이에 두고 만나면 농도가 낮은 쪽에서 농도가 높은 쪽으로 용액이 이동하는 현상이다. 반투막이란 용액에서 특정 성분만 통과시키고 나머지 성분은 통과시키지 않는 막이다. 때문에 배추에 고농도의 소금을 뿌려 놓으면 농도가 낮은 배추 속 수분이 밖으로 흘러나온다. 이 과정을 통해 배추가 부드러워진다. 우리의 세포막도 반투막인데, 이 반투막을 통해 세포는 필요한 영양분을 흡수하고 불필요한 노폐물을 배출한다.

화학반응에서 가장 중요한 요소는 온도(Temperature)와 압력(Pressure)이다. 압력은 온도에 비례한다. 고효율의 화학반응을 위해서는 고온․고압 반응기가 사용된다.



[그림1] 배추를 소금으로 절일 때 일어나는 삼투압 현상.
옛날 어머니들이 밥을 지을 때 사용했던 무거운 뚜껑을 가진 솥은 훌륭한 고온․고압 반응기다. 이는 높은 온도를 지속적으로 유지하면서 압력을 상승시킬 수 있는 매우 효율적인 반응시스템을 이끌어낸다. 이를 통해 물의 끓는점 상승효과가 일어나 물이 끓는 속도가 빨라진다. 결과적으로 이런 솥으로 밥을 하면 밥알이 씹히는 맛이 좋아진다.

젤리나 도토리묵, 두부의 공통점은 무엇일까? 말캉말캉한 이 음식들은 액체라고 하기에는 흐르지 않고, 고체라고 하기에는 너무 말랑말랑하다. 이들은 액체와 고체의 중간 성질을 가지고 있으며 외력에 의해 변형되거나 복원된다. 일례로 젤리 만드는 방법을 알아보자.

1. 젤라틴과 설탕을 냄비에 담고 약한 불로 가열하며 녹인다.
2. 모양을 만들 주형에 1을 붓는다.
3. 2를 냉장고에 넣고 1시간 정도 굳힌다.

이 요리는 온도가 상승하다가 다시 온도가 하강하는 과정을 거친다. 도토리묵이나 두부를 만드는 과정도 마찬가지로 가열을 해 액체 상태로 만든 물질을 다시 식히면서 굳히는 과정을 거친다. 이들은 모두 물리적인 현상인 젤화(gelation) 과정을 거쳐 만들어진다. 고온에서는 졸(sol) 상태의 액체로 존재하다가 온도가 낮아지게 되면 교차결합으로 인해 3차원 그물 구조를 형성하게 된다. 이때 높은 탄성을 가지게 됨으로써 씹는 즐거움을 느낄 수 있다.

라면을 끓일 때도 흥미로운 물리현상들을 관찰할 수 있다. 라면의 맛을 결정하는 요인이라면 쫄깃한 면발과 물의 양, 불의 세기를 들 수 있다. 라면을 맛있게 끓이기 위해서는 첫 번째로 면을 넣기 전에 스프를 넣어야 한다. 끓는 물에 스프를 넣으면 순수한 물의 끓는점인 섭씨 100도보다 끓는점이 높아진다. 물의 끓는점보다 높은 온도에서 가열하기 때문에 면이 빨리 익게 되고 스프의 향도 더 잘 배어들게 된다. 두 번째로 면을 넣은 후 식초를 반 숟가락(15mg)을 넣는 것이다. 식초를 넣으면 면의 탄수화물 조직이 치밀해져 보다 쫄깃한 면을 먹을 수 있다.

[그림 2] 라면에 식초를 첨가했을 때 면발에서 일어나는 현상. 면의 주성분인 전분과 식초의 주성분인 아세트산이 만나면 면의 조직이 치밀화되면서 면발이 더욱 탱탱해 진다.

끓는 물에 스프를 넣으면 용액의 끓는점이 순수한 용매의 끓는점보다 높은 ‘끓는점 오름’ 현상이 일어난다. 때문에 끓는점이 섭씨 107.6도로 상승한다. 식초를 넣으면 면발이 탱탱해 지는 이유는 식초의 유기산(아세트산) 때문이다. 면의 주성분인 전분과 식초의 주성분인 아세트산이 만나 면의 조직이 치밀화되면서 물의 수화작용을 억제시킨다. 수화작용은 수용액 속에서 용질 분자나 이온이 용매인 물 분자와 결합하는 현상을 말한다. 이 작용이 억제되기 때문에 탱탱한 면발이 오래 유지된다.

이렇듯 요리를 할 때 발견되는 다양한 현상들은 당연한 것이 아닌, 과학적인 근거를 바탕으로 발생되는 필연적인 현상이다. 요리의 맛과 향에 영양을 주는 다양한 물리․화학적인 변수들을 조절하면 우리의 식탁이 풍요로워지는 것은 물론, 전문적인 요리개발 연구에도 응용될 수 있을 것이다.

글 : 이창수 충남대 화학공학과 교수

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