커피 과학: 커피 가용성분, 추출율 그리고 TDS 제1화

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(사진 출처: hand ground)

원두에서 커피까지 어떻게 물에 용해되는 것일까?

인류는 수년간 매일 아침 본래 원두 안에 있는 수 천 가지의 맛있는 성분을 지닌 가용 성분을 최대한 많이 추출하려고 노력해왔다.

커피 추출을 간단히 생각해 보자면 분쇄된 원두에 뜨거운 물을 부어 음료를 만드는 것이다.

추출이 잘 되는 날이 있는 반면 운이 따라주지 않은 날에는 추출이 잘 되지 않는다. 왜 그런 걸까?

이 질문에 대한 명쾌한 해답은 원두 내부와 분쇄된 커피 원두가 물을 만났을 때 어떤 현상이 일어나는지 현미경으로 들여다보면 조금 더 자세히 이해할 수 있다.

커피를 자세히 연구하다 보면 커피와 물의 비율, 추출 시간과 분쇄도가 어떻게 추출에 영향에 미치는지 자세히 알 수 있다.

또한 전체 추출 수율에 대한 개념까지 생각할 수 있는 계기가 될 것이다.

 

원두 내부는 어떻게 생겼을까?

우리의 모험은 아라비카 원두 하나에서부터 시작한다.

원두 하나를 감옥에 비유한다면 이는 4,500,000개의 세포들을 가둔 감옥이 될 것이다.

원두를 반으로 자르면 원두 안에 조그만 구멍이 있는 것이 보일 것이다. 생두가 커피 체리 안에서 발육되는 동안 살아있던 세포들이다. 이는 로스팅되면서 소멸되어 구멍이 되었다.

(사진 출처: hand ground)
(사진 출처: hand ground)

다음은 반으로 자른 원두를 현미경으로 750배 확대한 사진이다. 각 구멍의 크기는 머리카락 지름의 반이다 (50 – 70 마이크론).

(사진 출처: hand ground)
(사진 출처: hand ground)

생두가 로스팅 될 때 세포는 이산화 가스로 가득 차 팽창한다.

추출 시 물에 용해되려고 하는 성질을 가진 가용 성분은 세포벽에 갇혀있다.

“가용 성분”은 원두에 포함되어 있는 성질로 물에 잘 녹는 물질의 성질을 말한다.

커피 추출을 기초적으로 설명하자면 원두 내부에 존재하는 가용 성분을 물에 우려내는 것이다.

가용 성분에 따라 모양과 크기가 다양하다.

(사진 출처: hand ground)
(사진 출처: hand ground)

위에 제시한 이미지는 원두에서 흔히 찾을 수 있는 4가지 가용 성분이다.

과일산과 카페인은 가장 쉽게 물에 녹는 성분이며 가볍고 과일 맛이 나게 한다.

지질과 자연 지방과 기름 또한 원두에서 쉽게 찾을 수 있는 성분이다.

원래 물과 기름은 섞이지 않지만 원두 안에 있는 성분은 유상액처럼 물에 방출된다.

금속 필터를 사용하는 프렌치 프레스와 에스프레소 방법으로 추출하면 지질이 더욱 잘 통과할 수 있게 된다.

종이 필터의 구멍은 너무 작아 대부분의 지질 성분이 통과하지 못한다.

드립 커피 같은 푸어 오버 추출 방식은 금속 필터에 비해 지질 성분이 10분의 1 밖에 용해되지 않는다.

생두가 로스팅 되면서 말리아드 화학 반응을 하면서 원두를 갈색으로 변하게 하는 멜라노이딘 성분 또한 원두에 포함 되어있다.

이산화탄소는 원두 부피의 50% 이상 차지하고 있으나 많은 성분이 물에 용해되지 않는다.

이산화탄소는 커피의 단 맛과 흙 맛에 기여한다.

커피 체리가 익으면서부터 자연은 가용성을 생두 안에 가둬둔다.

아래의 이미지는 로스팅 된 원두 내부 세포에 갇혀있는 가용 성분이다.

(사진 출처: hand ground)
(사진 출처: hand ground)

눈에는 보이지 않지만 좋은 향기가 날 것이다.

(사진 출처: hand ground)
(사진 출처: hand ground)

위 이미지는 물이 적셔지고 세포 감옥에서 풀려난 가용 성분이 용해되는 것을 나타낸다!

(사진 출처: hand ground)
(사진 출처: hand ground)

다음 시간에는 과소, 과다 그리고 이상적인 추출의 TDS를 알아보겠다!

 

출처: https://handground.com/grind/an-intuitive-guide-to-coffee-solubles-extraction-and-tds