[Myths Breaker] 샴페인 잔을 기울여 따라주지 않겠는가...? - Article Review : On the Losses of Dissolved CO2 during Champagne Serving

 

이 글에서 리뷰할 내용은 University of Reims에서 Chemical Physics를 가르치는 교수이자 평생을 샴페인 버블에 관한 연구에 매진하고 있으며, 'Uncorked: The Science of Champagne'의 저자이기도 한 Gérard Liger-Belair가 2010년 발표한 논문 내용이다. 

 

논문개요

제목: On the Losses of Dissolved CO₂ during Champagne Serving
저자: Gérard Liger-Belair, Marielle Bourget, Sandra Villaume, Philippe Jeandet, Hervé Pron, Guillaume Polidori
출판: Journal of Agricultural and Food Chemistry (2010)
DOI: 10.1021/jf101239w

 

주요 내용

서론 (Introduction)

전통적인 méthode traditionnelle 방식으로 생산된 샴페인과 스파클링 와인은 약 12g/L의 용존 CO₂를 포함하며, 이는 750mL 한 병에 약 9g에 해당한다. 이는 약 5L의 CO₂ 기체에 해당하는 양이다. 샴페인 병을 개봉하면, 대기 중 CO₂ 농도가 매우 낮기 때문에 샴페인 액체는 즉시 CO₂ 초과 포화 상태가 되어 점진적으로 탈가스화 과정을 거친다.

 

CO₂는 두 가지 방식으로 손실된다

• 기포 형성: 유리벽의 결함 또는 액체 내 입자가 작은 공기주머니를 형성하여 CO₂ 거품의 핵 생성 장소로 작용한다
• 보이지 않는 확산: 공기/샴페인 경계를 통해 CO₂가 확산된다. 

실험에 따르면 거품으로 빠져나가는 CO₂ 분자 1개당 4개의 CO₂ 분자가 보이지 않는 확산을 통해 손실된다. 용존 CO₂는 샴페인의 감각적 특성(거품 생성 빈도, 입안의 촉감, 향미 등)에 큰 영향을 미친다. 

 

서비스 방법과 CO₂ 손실:

샴페인을 유리에 따르는 동안 공기/샴페인 경계가 증가하고, 혼합 및 난류가 발생해 CO₂ 손실이 커진다.

Figuer 1. 샴페인을 병에서 잔으로 따를 때의 단계별 흐름 사진. 샴페인 방식과 맥주 방식 비교.

 

두 가지 서빙 방식 비교: 전통적인 샴페인 방식 vs 맥주 방식

서비스 온도(4°C, 12°C, 18°C)가 CO₂ 손실에 미치는 영향도 분석되었다.

 

적외선 열화상법 활용: 샴페인 서비스 중 발생하는 CO₂ 구름을 시각화하는 방법. 이 기술은 CO₂ 배출의 역학적 추적을 가능하게 해 주며, 샴페인 서비스 방식 및 조건의 영향을 정량화하는 데 도움을 준다.

 

연구 방법 (Method)

샴페인 샘플: Cooperative Nogent l’Abbesse, Marne, France / 2008 Vintage / 100% Chardonnay

온도 조건: 4℃, 12℃, 18℃에서 실험

서빙 방식:

• 전통적인 샴페인 방식(수직으로 붓는 방식)
• 맥주 방식(경사면을 따라 천천히 붓는 방식)

Figure 3. 100ml 샴페인을 전통적인 방식과 맥주 방식 서비스를 시간에 따라 촬영한 사진

 

CO₂ 측정: 병 개봉 직후와 100mL 샴페인을 부은 직후 CO₂ 농도를 측정

시각화 기법: 적외선 열화상(IR thermography)을 사용하여 CO₂ 흐름을 관찰

 

Figure 2. 실험에 사용된 잔의 구조와 조작된 거품 형성 패턴을 보여주는 레이저 인그레이빙.

 

연구 결과 (Result)

CO₂ 손실: 

• 맥주 방식은 샴페인 방식보다 CO₂ 손실이 적음
• 온도가 높을수록 CO₂ 손실이 증가함

Figure 4. 서비스 방식 별, 온도 별 서비스 직후 CO₂ 농도. 수치가 작을수록 서비스 시 손실양이 큼

Table 1. 서빙 방식 및 온도에 따른 CO₂ 손실량 비교.

 

서비스 방식에 따른 거품 및 난류:

• 전통적 샴페인 방식은 강한 난류를 유발하며 CO₂ 손실을 가속화
• 맥주 방식은 난류가 적어 CO₂ 손실을 최소화

Figure 5 & 6. 적외선 열화상으로 관찰한 CO₂ 흐름. 4℃(5-a & 6-a)와 18℃ (5-b & 6-b) 에서의 차이점이 명확히 드러남

 

온도 의존성:

• 온도가 낮을수록 점도가 증가하여 CO₂ 확산이 느려짐
• 4℃에서 가장 적은 CO₂ 손실이 관찰됨.

 

토론 (Discussion)

확산-대류 메커니즘:

• 샴페인 서빙 시 CO₂ 손실은 확산-대류 메커니즘에 의해 지배
• 낮은 온도와 맥주 방식은 확산 경계층을 유지하여 CO₂ 손실을 줄임

온도의 역할 :

• CO₂의 확산 계수(𝐷)는 온도에 크게 의존하며, Stokes-Einstein 방정식에 의해 계산됨
• 낮은 온도에서는 점도가 증가하고 확산 계수가 감소하며, CO₂ 손실이 줄어듦

 

난류의 영향:

• 낮은 온도에서는 점도가 높아져 난류가 더 빠르게 진정되고, 이는 CO₂ 손실을 추가적으로 감소시킨다.

Figure 7.확산 경계층(Boundary layer)에 의해 CO₂ 손실이 지연됨

 

적외선 관찰:

• CO₂는 잔 벽을 따라 하강하며 주변 공기로 퍼짐
• 샴페인의 점도와 CO₂ 확산 계수는 모두 온도에 의존

 

시사점: 

• CO₂는 샴페인의 향미, 거품 형성, 입안의 감각에 중요한 역할을 한다.
• 맥주식 서빙 방식과 낮은 온도로 샴페인을 서빙하는 것이 CO₂ 보존과 샴페인 경험의 최적화를 도울 수 있다.
• 샴페인 서빙 방식에 대한 재검토가 필요하며, 특히 대회에서 샴페인을 비교할 때 이러한 변수는 중요한 고려사항이 될 수 있다.

 

마지막으로, 샴페인을 기울여 따라주는 법을 가르쳐 주신 한남동 Tu Somm의 홍광현 소믈리에님께 감사를 올립니다.