건면 스파게티를 삶을 때, 패키지에 적혀 있는 시간을 참고하지만, 사실은 여러 가지 조건에서 최적의 삶은 시간이 달라지기 때문에, 삶은 상태를 완벽하게 하기 위해서는, 실제로 스파게티를 먹어 보거나 스파게티를 벽에 붙이거나 하는 방법이 필요하다. 그런 스파게티의 삶는 시간을 과학적으로 검증하는 방법이 일리노이대학교 아바나 캠페인 학교(UIUC)의 연구자에 의해 밝혀졌다.
식재료인 스파게티는 물리 실험의 대상이 되는 경우가 자주 있는데, "스파게티 건면은 반드시 3개 이상으로 부러진다"라는 물리 법칙을 해명한 연구는 2006년에 이그 노벨 물리학상을 수상했다. 또한 이 물리 법칙을 뛰어넘어 스파게티를 2개로 접는 방법도 논문에 발표되어 화제가 되었다.
UIUC의 벡맨 첨단과학기술연구소에 소속한 Sameh Tawfick 씨가 스파게티의 연구를 실시한 계기는, 신종 코로나 바이러스 감염증의 영향으로 대학이 일시 폐쇄되어 자택에서 연구하게 되었을 때에, UIUC의 물리학자 사이에서 "부엌에서도 할 수 있는 물리 실험"이 화제가 된 것이라고 한다.
Tawfick 씨의 연구실에서는 인공근육 등에 응용할 수 있는 부드럽고 긴 섬유를 연구하고 있었기 때문에, 스파게티가 실험 재료로 딱 좋았다는 것. Tawfick 씨는 "스파게티는 우리가 보기에 긴 섬유입니다. 우리는 긴 섬유의 변형과 얽힘, 접착을 연구하고 있는데, 이 모든 현상을 스파게티로 관찰할 수 있습니다"라고 말하고 있다.
Tawfick 씨는, 삶은 스파게티를 냄비에서 건져 올렸을 때 "스파게티 다발이 어떻게 움직여서 붙을까"하는 점에 주목하고, 삶은 스파게티끼리 달라붙는 것은 "체리오 효과"와 관련이 있다고 생각.
체리오 효과라는 것은, "O"자 형태의 시리얼 체리오를 그릇에 넣고, 우유를 부었을 때 우유에 떠 있는 체리오가 서로 붙으면서 사발의 중앙에서 끝으로 모여드는 현상이다.
이 체리오 효과는 액체의 부력과 표면 장력, 모세관 현상의 일종인 메니스커스로 인해 발생하는데, Tawfick 씨는 스파게티에 움직이는 체리오 효과와 모세관 현상을 연구 주제로 정했다.
Tawfick 씨가 이끄는 연구팀은, 두께 약 2mm의 디체코 스파게티 건면 2개를 일정한 간격으로 수직으로 유지할 수 있는 장치를 3D 프린터로 자체 제작하고, 또 80℃와 100℃의 증류수와 식염수를 넣은 비커를 준비, 모터로 상하로 구동하는 받침대에 올려놓았다. 그리고 장치에 부착한 스파게티를 각각의 비커의 물에 담그거나 꺼내면서 카메라로 그 모습을 촬영하고, 스파게티의 뒤틀림(스파게티의 볼록함), 탄성(스파게티의 부드러움), 2개의 스파게티가 붙어있지 않은 부분의 길이(아래 그림의 IS)를 측정했다.
그 결과, 가열 시간이 길면 길수록 스파게티의 왜곡이 커지는 것으로 나타났고, 물에 30분을 넣고 가열하자 스파게티 단면의 반지름은 원래의 1.7배까지 불어 10만배나 연해졌다고 한다.
또한 Is는, 가열시간이 길어질수록 짧아졌기 때문에, Tawfick 씨는 "스파게티가 달라붙지 않은 부분의 길이가 스파게티의 삶아짐 정도를 가늠할 수 있는 가장 효과적인 지표"라고 주장.
아래 그림(a)는 왼쪽부터 삶은 시간 0분, 12분, 18분, 24분, 30분의 스파게티로, 붙지 않은 부분의 길이가 Is가 짧아진 것을 알 수 있다. 그림 (b)는 세로축을 Is, 가로축을 삶은 시간으로 하여 결과를 나타낸 그래프로, 100℃(빨간)에서 삶은 것이 80℃(검은색)보다 Is가 빨리 짧아진 것을 볼 수 있다. 별 마크는 스파게티가 알단테(씹는 맛이 느껴지는 식감)가 되는 포인트로, 이 별 포인트에 그래프가 겹치도록 물의 온도와 데치는 시간을 조절하고, Is를 관찰함으로써 알덴테를 과학적으로 만들어 낼 수 있게 된다.
게다가 Tawfick 씨는, 2개의 스파게티의 간격, 스파게티의 반경, 스파게티의 탄성률, 탕의 표면 장력, 데치는 시간으로부터, 지표가되는 Is를 구하는 방정식을 산출하고 있다.
Tawfick 씨는, "우리가 한 실험을 통해, 두 스파게티의 길이를 재는 것만으로, 삶은 정도를 측정할 수 있습니다. 이 실험이 전문 요리사에 의해 더욱 검증되면, 가정에서도 응용할 수 있게 될 가능성이 있습니다. 또한, 이번 연구는 맛있는 스파게티의 식감을 재현하기에 최적의 조리 시간을 찾기 위한 통찰을 스파게티 제조회사에 제공할 수 있다고 믿고 있습니다"라고 말한다.