열화상으로 분석한 샴페인 따르는 방법
시각적 증명에 활용된 열화상 카메라
샴페인은 세계적으로 수많은 파티와 축하 장소에서 사용되고 있다. 샴페인은 고급스러움의 상징이며 매년 크리스마스와 연말 파티에 세계에서 수천만 명의 사람들이 샴페인을 마신다. 그러나 지금까지 샴페인의 미묘한 맛의 배경이 되고 있는 원인에 대해서는 아무 것도 알려진 바가 없다. 이제 그 특별한 맛과 향을 규명하기 위한 연구가 진행되고 있고 최신 연구결과 중 하나는 이 발포성 와인을 잔에 따르는 방법을 다르게 할 필요가 있다는 것이다. 샴페인 연구자들은 FLIR의 열화상 카메라를 사용하여 샴페인을 잔에 따르는 과정에서 탄산가스의 확산과정을 시각적인 방법으로 밝혀내고 있다.
자료제공 | 플리어시스템코리아(www.flir.com)
진품 샴페인은 프랑스 샹빠뉴 지방에서만 생산되며 이 지방의 이름이 와인의 이름으로 굳어진 것이다. 그리고 이 지역에 소재하고 있는 랭스대학이 샴페인에 대한 연구의 중심이 되고 있다.
랭스대학의 최근 연구결과 중 하나는 기존의 샴페인 따르는 방법은 그 맛과 향취를 제대로 보존하지 못한다는 것이다. 연구자들이 주장하는 바에 따르면 샴페인도 맥주와 같은 방법으로 부어서 마셔야 좋은 맛을 유지할 수 있다. 이와 같은 발견에는 열화상 카메라가 가장 큰 공을 세웠다.
더 많은 거품 보존하기
샴페인 속에 포함되어 있는 거품은 발효과정에서 만들어지는 것이다. 열이 물질의 성질에 미치는 영향에 대한 연구에서 세계적인 명성을 가지고 있는 GRESPI(Group For Research in Engineering Science) 연구소의 열역학연구부 책임자인 기욤 폴리도리는 “일차 발효가 끝날 때까지 샴페인은 본질적으로 백포도주와 같다”고 말했다.
기욤 폴리도리 교수는 “포도주 양조업체에서 샴페인을 병에 담을 때 이차 발효를 촉진하기 위하여 효모와 설탕의 혼합물을 투입한다”며, “병 속에서 2차 발효가 진행됨에 따라 탄산가스가 발생하여 포도주 안에 녹게 되고 샴페인을 마시기 위하여 병을 열면 탄산가스가 포도주 내부에서 확산되면서 거품이 다량으로 발생하는 것”이라고 밝혔다.
그동안 샴페인에 들어있는 탄산가스 거품은 단지 입 속에서 부글거리는 거품의 감촉과 약간의 신 맛을 줄 뿐, 샴페인 자체의 맛에는 그리 큰 영향을 주지 않는 것을 생각되어 왔다. 그러나 2009년 미국 국립과학원(National Academy of Sciences)이 발표한 연구에 의하면 기존의 생각은 크게 잘못된 것이며 샴페인의 향취 대부분이 이 탄산가스에 포함되어 있다는 것이 밝혀졌다. 이 연구는 샴페인의 거품 속에는 거품 밖에 있는 액체보다 30배 이상 더 많은 향미 물질이 들어 있다는 놀라운 사실을 발견한 것이다.
연구진은 FLIR SC7000 시리즈 열화상 카메라를 사용하여 샴페인을 잔에 따르는 동안 탄산가스가 빠져나가는 과정을 직접 눈으로 볼 수 있었다.
차가울수록 더 좋아지는 맛
이 새로운 발견으로 샴페인 전문가들은 샴페인의 거품을 완전히 새로운 눈으로 바라보게 되었으며 GRESPI 연구소의 연구진들은 이 현상을 더 깊이 조사하기로 했다. 연구자들은 샴페인을 잔에 따를 때 탄산가스가 많이 빠져나갈수록 향도 많이 빠져나간다는 가정 하에 샴페인을 따르는 방법에 따른 탄산가스의 손실을 조사하기로 했다.
이들은 각기 다른 온도에서 여러 방법으로 샴페인을 잔에 따르면서 따르기 이전과 이후의 탄산가스 농도를 측정했다. 그 결과 샴페인의 온도가 낮을수록 탄산가스 손실이 감소하였으며 이것은 샴페인을 차게 하면 맛이 더 좋다는 기존의 상식을 과학적으로 입증하는 것이었다.
그러나 더 놀라운 것은 잔에 따르는 방법의 차이에 의한 탄산가스 농도의 차이였다. 연구진은 고전적인 샴페인 따르는 방법이 샴페인의 풍미를 살리는데 효과적이지 않다는 것을 발견했다.
맥주처럼 따르는 것이 좋아
연구진은 기존 방법과 맥주를 따르는 방법으로 샴페인을 잔에 따라서 그 결과를 비교했다. 기존의 방법은 잔을 수직으로 세운 자세로 부어서 샴페인이 바닥에 직접 부딪히도록 하는 것이었다. 현재 대부분의 술집이나 클럽, 식당 등에서는 이 방법으로 샴페인을 비롯한 스파클링 와인을 잔에 따르고 있다.
맥주와 같이 따르는 방법은 잔을 비스듬히 기울여서 샴페인이 술잔의 벽을 타고 흘러내리도록 하고 잔에 술이 차오르면 잔을 바로 세워주는 방법이다. 현재 거의 대부분의 맥주는 이 방법으로 잔에 붓고 있다.
연구진은 두 가지 술 따르는 방법에서 각각 따르기 이전과 이후 그리고 각각 4, 12, 18℃ 온도에서 탄산가스 농도를 측정했다. 그 결과 맥주처럼 따르는 방법은 종전의 방법에 비하여 탄산가스가 손실되는 비율이 훨씬 더 낮다는 것을 알 수 있었다.
샴페인을 종전과 같은 방식으로 잔에 따르면 술이 공기와 접촉하는 면적이 크게 증가하며 흐르는 과정에서 큰 난류가 발생한다.
난류발생이 방지되는 맥주처럼 따르는 방법
술이 잔의 벽을 타고 흐르게 되는 맥주처럼 따르는 방법은 기존 방법에 비하여 난류가 훨씬 작게 발생되며 따라서 탄산가스의 손실이 크게 감소된다. 기존 방식과 같이 잔을 수직으로 세운 자세로 샴페인을 따르면 술이 잔의 바닥과 부딪쳐서 많은 거품이 발생하여 표면으로 떠오르게 되며 이 거품들은 샴페인을 따르는 과정과 마시는 동안 거의 대부분 날아간다.
하지만 탄산가스가 거품을 통해서만 손실되는 것이 아니라 샴페인이 공기와 접촉하는 표면을 통해서 확산되어 공기중으로 도망가기도 한다. 몇 해 전 샴페인을 잔에 따르는 과정에서 탄산가스의 손실과정을 실험한 결과에 의해 거품을 통해 손실되는 탄산가스보다 직접 공기 중으로 확산하여 손실되는 것이 네 배 정도 더 많다는 것이 밝혀졌다. 따라서 탄산가스가 손실되는 주된 원인은 샴페인을 잔에 따를 때 발생하는 확산에 의한 것이라고 추정할 수 있었다.
샴페인을 잔에 따를 때에는 술병에서 나온 술이 잔 속에 들어갈 때까지 그 흐름이 공기와 접촉하게 된다. 이것이 탄산가스의 손실을 초래하는 큰 원인인 것이다. 기존의 방법에서는 술이 술병에서 나와 잔에 들어가는 거리가 더 멀어진다. 그러므로 샴페인을 맥주와 같은 방식으로 따르면 공기와 접촉하는 면적이 크게 감소되니 이 효과도 이 두 가지 술 따르는 방법에서 탄산가스의 손실에 차이가 생기는 이유를 설명해준다.
가스 확산과정의 가시화
기체의 확산과정은 맨눈으로는 볼 수가 없으므로 이는 연구에서 가장 큰 어려운 점이었다. 문제를 해결한 것은 열화상 카메라다. SC7000 시리즈 열화상 카메라를 사용하여 샴페인을 따르는 과정에서 탄산가스의 이동을 촬영할 수 있었으며 연구의 결과를 시각적으로 확인할 수 있었다.
FLIR SC7000 시리즈 열화상 카메라는 거의 모든 환경에서 사용할 수 있는 유연한 개방형 시스템이다. 이 카메라는 최고 수준의 감도, 정확도, 공간 분해능과 속도를 제공한다. SC7000 시리즈는 고급 열화상 카메라로서 높은 수준의 감도와 성능을 필요로 하는 각종 연구기관과 기업의 연구소에 사용할 수 있도록 특별히 설계, 개발된 것이다.
이처럼 높은 성능을 발휘하기 위하여 SC7000 시리즈는 냉각식 Indium Antimonite(InSb) 디텍터를 사용한다. 이 카메라의 감도는 약 20mK(0.02°C)이며 이미지의 분해능은 640×512 픽셀로서 매우 미세한 온도 차이도 감지할 수 있고 노출 시간은 1μs 단계로 조절할 수 있다. 또한 외부 트리거 기능을 통하여 촬영된 이미지를 빠르게 진행되는 사건과 동기화 시킬 수 있다.
SC7000 열화상 카메라로 촬영한 따르는 방법의 차이는 과학자들이 연구결과를 확인할 수 있도록 해주었다. 기욤은 “이처럼 시각적으로 결과를 제시할 수 없었다면 우리의 연구는 큰 주목을 받지 못했을 것”이라며, “다시 말해, 새로운 연구 결과와 함께 언론과 대중의 눈길을 끌 수 있는 시각적인 증거가 있어야 연구에 대한 평가를 제대로 받을 수 있는 것”이라고 말했다. 실제로 이 연구는 뉴욕 타임즈로부터 기사 게재 요청을 받았다.
그는 열화상 카메라로 그 공적을 돌리며 “과학적인 연구도 그 결과를 눈으로 볼 수 있을 때 그 효과를 극대화할 수 있는 것”이고, “결국 열화상 카메라는 우리 연구의 진행 과정에서는 물론 결과 발표에 있어서도 크게 기여한 것”이라고 피력했다.
특정한 파장 대역폭
그러나 단순하게 열화상 카메라로 샴페인 잔을 촬영하는 것만으로 탄산가스의 확산과정을 가시화할 수 있는 것은 아니다. GRESPI 연구소의 열화상 담당인 에르베 프롱은 “탄산가스의 분자는 4.245μm 파장에서만 높은 흡수율을 나타내므로 그 흡수과정을 열화상 카메라로 촬영하는 것은 매우 어렵다”며, “이 특정한 파장의 적외선만 촬영하지 못하면 안 되기 때문에 이를 위해 특수한 파장대의 적외선만을 통과시키는 필터를 사용했다”고 말했다.
이 카메라의 이미지 촬영 파장대역은 3~5μm이다. 따라서 탄산가스의 확산과정을 세밀하게 촬영하기 위해서는 탄산가스 분자가 흡수하는 파장과 정확하게 같은 파장의 적외선만을 통과시키는 필터를 외부에 설치할 필요가 있는 것이다.
에르베 프롱은 이 카메라의 성능에 큰 만족을 표시했다. 그는 “연구용 열화상 카메라는 교정이 쉬워야 하고 정확도가 높아야 하며 무게가 가볍고 사용이 간편해야 하며 또한 분해능이 높아야 한다”며, “이 카메라는 이런 요구조건을 모두 만족하며 배경 간섭이나 잡음 없이 매우 우수한 화질의 열화상을 제공”한다고 말했다.
완벽한 샴페인 글라스
최근 여러 유리잔 제조업체들이 새로운 샴페인 시음용 잔을 개발하여 선보였다. 이 잔들은 샴페인을 잔에 붓는 과정에서 탄산가스의 손실을 최소화할 수 있는 것이 특징이다. 이와 같은 새로운 술잔의 개발은 샴페인과 기타 스파클링 와인을 잔에 따르는 과정에서 발생하는 탄산가스의 손실을 이해하고 모든 관련 파라미터에 대한 지식이 축적됨에 따라 이 분야에 대한 관심이 더욱 높아지고 있다는 것을 잘 보여주고 있다.
이제 샴페인 연구에서 남아있는 과제는 샴페인을 잔에 따르는 과정에서 여러 가지의 손실 과정을 수학적으로 표시할 수 있는 모델을 수립하는 것이다. 현재 이 연구소에서는 이런 수학적 모델을 개발하고 있는 중이며 이 연구가 완료되면 잔 제조업체들이 가장 완벽한 샴페인 잔을 설계하고 제조할 수 있게 될 것이다.
