牛すじ肉特有の固さの正体は、筋肉組織を束ねている強固な結合組織、すなわちコラーゲン（膠原線維）です。通常の牛肉の赤身部分を高温で長時間煮込むとタンパク質が凝固してパサつきの原因になりますが、牛すじ肉は全く逆の性質を持っています。加熱温度が85℃以上に達すると、強固なコラーゲン分子の三重らせん構造が解かれ、網目構造が崩れて水溶性のゼラチンへと変化します。このゼラチン化こそが、口の中でとろけるような独特の食感と、スープ全体に豊かな粘度をもたらす源泉です。
プロの厨房における調査や調理科学のデータに基づくと、極上の仕上がりを実現するスープと肉の黄金比は、「牛すじ肉500gに対し、水分（赤ワイン＋水）800ml〜1000ml、市販ルーまたはデミグラスソース1缶（約290g）」のバランスが理想的とされています。水分中の赤ワイン比率を30%〜40%程度に設定し、酸味成分である有機酸の力で肉の繊維をほぐしながら煮込むことで、牛すじ特有の旨味とワインのタンニンが融合し、重層的な深みを持つ本格的な味わいが生まれます。
