과학동아리 학생들이 마을에서 두부를 만드는 과정을 살펴보고, 두부를 시식했다. 맛있었다. 불린 콩을 갈아서 콩물을 만들고 면 보자기에 넣고 비지를 걸러냈다. 비지를 뺀 콩물은 솥에 넣고 끓이기 시작하면서 계속해 저어주었다. 일정한 시간이 지난 후에 간수를 넣어 주었다. 엉기기 시작했다. 두부 틀에 면을 덮고 엉긴 콩물을 넣어 주었다. 면을 당겨서 물을 제거하니 두부가 나왔다. 김이 모락모락 피어나오는 것이 먹음직스러웠다. 썰어서 간장에 찍어 먹었다.
왜 콩물에 간수를 집어넣으면 잘 엉길까?
인터넷을 찾아본 학생이 간수(염화마그네슘)를 넣으면 단백질이 엉긴다고 나와 있다는 것이다. 엉긴다는 것은 무엇일까? 액체가 고체가 된다는 것이다. 액체가 고체가 될 때 투명하던 것이 불투명하게 되는 경우다. 물을 냉각시키면 얼음이 된다. 물은 투명하지만 얼음은 투명하지 않다. 즉 빛을 투과하는 비율이 적다는 것이다. 투과량에 따라서 투명과 불투명이 달라지는 것이다. 순수한 액체인 물만 있으면 빛이 물을 모두 투과시킨다. 투명하다. 고체가 되면 투과량이 적어진다. 무엇이 변한 것이다.
콩을 간 물은 불투명하다. 빛을 통과시키지 못했다는 것이다. 그대로 두면 아래쪽에 앙금이 생긴다. 위쪽은 맑은 물이 존재한다. 투명하지는 않다. 위쪽은 어떻게 만들어졌을까? 극성인 물 분자 사이에 물질이 있다는 것이다. 물분자와 일정한 결합을 할 수도 있다. 물에 녹아 있는 것이다. 물에 녹지 않은 것은 앙금 되어 가라앉는다. 콩은 단백질 이외에 탄수화물, 지방 등 다른 물질이 있어서 물에 녹는 물질이 있는가 하면 물에 녹지 않는 물질이 있다. 갈아서 입자가 작아졌다고 해도 물에 녹지 않는 부분이 있다. 즉 물 분자가 콩의 갈은 물질 사이에 들어가지 않는다면 녹은 것이 아니다. 잘 갈아지지 않으면 비지가 더 많이 나오고 두부가 적게 나온다. 곱게 잘 갈아도 비지는 나온다. 콩이 단백질로만 되어 있지 않았다는 것이다.
비지를 제거한 콩물에는 입자가 없는 콩물이다. 물에 녹아 있다는 것이다. 엉긴다는 것은 물분자와 물분자 사이에 있던 물질들 사이에 물분자가 적어진다는 것이다. 어느 순간 물분자가 줄어들면 고체가 된다. 간수인 염화마그네슘은 염소이온과 마그네슘이온으로 분리된다. 단백질을 구성하는 아미노산 부위의 일부와 결합을 한다. 물분자와 결합돼 있던 것을 분리시킨다. 점점 물분자가 단백질(아미노산)과 단백질(아미노산) 사이에서 없어지면 눈에 보이는 고체가 만들어지고 물에 떠오른다. 왜 물이 떠오를까?
물에 떠오른다는 것은 물보다 밀도가 작다는 것이다. 밀도는 무게를 부피로 나눈 값이다. 물속의 단백질 무게는 일정하다. 엉기면서 물질의 부피가 증가한 것이다. 밀도가 작아진다. 물질은 밀도가 큰물 위에 떠오르게 된다. 인위적으로 두부 틀에 넣고 압력을 주면 단백질 사이에 있던 물이 빠져나오게 된다. 일정한 무게에 부피가 감소한다. 물보다 밀도가 크기 때문에 물속에 가라앉는다.
분자와 분자 사이에 어떠한 물질이 있느냐에 따라 물에 녹을 수도 엉기어서 고체가 될 수 있다. 염화마그네슘이 물속에 녹아 염화이온과 마그네슘이온이 결합하는 것에 따라서 엉기는 정도가 달라진다.
콩은 몸에 좋은 단백질을 생산한다. 척박한 땅에서도 뿌리혹박테리아가 있어 잘 자란다. 두부에 김치를 싸서 먹는 학생들의 모습이 친근하다.
