■ 알쓸커잡 (알면 쓸모 있는 커피 잡학지식) ■
제25편. 커피 로스팅.- 1
◆ 시작에 앞서 ◆
커피가 음료로 만들어지는 과정을 짧게 말씀드리자면 이런 순서로 이루어집니다.
"재배 > 수확 > 건조 및 발효 > 탈곡 > 로스팅 > 분쇄 > 추출"
커피라는 하나의 열매가 음료가 되기 위해서는 반드시 로스팅(Roasting)이라는 커피를 볶는 과정을 거쳐야 합니다. 이번에는 로스팅에 대해서 이야기를 해보고자 합니다.
◆ 커피 로스팅(Coffee Roasting) ◆
생두(Green bean)에 열을 가하면 세포 조직이 파괴되면서 생두 내에 있는 여러 가지 성분들 지방, 당분, 카페인, 유기산 등이 밖으로 방출되기 시작합니다. 커피 생두에는 약 1,000가지가 넘는 물질로 구성되어 있는데 로스팅을 통해 맛과 향을 내는 물질은 이 중 700여 가지입니다. 로스팅은 원두 조직을 팽창시킴으로 향과 맛을 표현하는 것으로 좋은 로스팅을 하기 위해서는 생두의 특성이나 품종에 대한 정보, 수분율과 밀도의 차이를 고려해야 하며 로스팅 머신의 특성을 이해하여야 합니다.
◆ 로스팅 과정(Roasting process) ◆
로스팅 과정은 크게 세 단계로 구분하게 됩니다.
건조(Drying) > 로스팅(Roasting) > 냉각(Cooling)
* 건조 단계(Drying phase)
로스팅의 초기 단계입니다. 건조 단계에서 커피 빈은 녹색에서 노란색으로 바뀌게 됩니다. 이때 향기는 풋내가 나는 식물의 냄새에서 서서히 곡물향으로 바뀌어갑니다. 이 단계에서 커피의 수분율은 70~90%까지 소실됩니다.
흡열 반응(endothermic)은 수분 함량의 감소로 커피 원두에 열의 침투가 이루어지는 과정으로 1차 크랙 이전까지의 과정입니다.
* 로스팅 단계(Roasting phase)
건조 단계를 지난 커피 빈은 노란색에서 황갈색을 거쳐 갈색으로 바뀌어갑니다. 약 150도 정도가 되면 마이야르 반응이 시작됩니다. 생두는 여러 가지의 아로마 화합물을 가진 상태가 됩니다. 부피는 수분 함량에 따라 50~60% 정도 더 팽창합니다. 세포 내 화합물은 열분해를 통해 수용성 다당류를 생성하게 되고 갈변 반응을 일으키는 캐러멜 화가 일어납니다. 이 구간은 커피의 향을 결정하는 중요한 구간입니다.
로스팅 단계에서는 총 2번의 크랙이 발생합니다. 이때 콩의 부피는 증가하고 커피 조직은 부서지기 쉬운 상태로 바뀌게 됩니다. 당의 갈변 반응과 캐러멜화로 인해 원두는 점차 짙은 갈색으로 바뀌어갑니다. 그리고 이산화탄소와 휘발성 산이 생성됩니다.
발열 반응(exothermic)은 1차 크랙이 시작되는 시점으로 원두 내부 조직이 팽창하여 열을 외부로 방출하는 단계입니다. 1차 크랙 이후 2차 크랙으로 진행이 되면서 발열은 증가하고 오일 및 이산화탄소도 점점 증가합니다.
1. 1차 크랙
콩의 세포 내 수분이 기화하면서 압력이 발생되고 탄수화물이 산화되면서 이산화탄소가 발생합니다. 이로 인해 커피 빈의 가장 약한 부분인 센터 컷(Center cut)이 벌어지면서 크랙 소리가 들리게 됩니다.
2. 휴지기
1차 크랙이 대부분 끝나고 난 뒤의 구간으로 크랙 소리는 멈추었지만 발열 반응에서 흡열 반응으로 바뀌는 구간입니다.
3. 2차 크랙
세포의 탈수로 인해 커피의 구조는 두 번째 크랙을 일으키게 됩니다. 2차 크랙은 커피 빈의 목질 조직(Woody structure)에 의한 파괴로 발생하며 커피 오일이 가열되어 커피 표면을 반짝이게 만듭니다. 이 구간을 지나게 되면 오일의 연소하면서 짙은 연기가 나게 되고 커피콩은 진한 갈색으로 바뀌게 됩니다. 2차 크랙 이후 부피는 생두에 비해 80~90%까지 팽창합니다.
* 냉각 단계(Cooling phase)
로스팅을 마친 커피는 빠르게 열을 식혀야 합니다. 이유는 열을 빠르게 식히지 않으면 커피가 가지고 있는 열로 인해 로스팅이 더 진행되기 때문입니다.
◆ 배전도, 로스팅 레벨(Roasting level) ◆
커피 로스팅의 수준을 표현하는 단어입니다. 과거에는 수치화되지 않은 색의 차이로 로스팅 수준을 구분하였습니다. 현재는 아그트론(Agtron)이라는 커피 색도계의 수치로 로스팅의 수준을 구분하고 있습니다. 아그트론 색도계는 SCA에서 삼고 있는 기준입니다. 이 수치는 커피에 빛을 보낸 뒤 반사되어 돌아오는 양을 계산한 수치입니다.
◆ 원두가 가지는 수분의 역할 ◆
커피 생두는 셀룰로스 구조이며 딱딱한 구조로 되어있습니다. 이는 수분을 잡아두는 역할을 합니다. 커피 빈 내부의 온도가 올라갈수록 수분의 온도도 함께 올라갑니다. 그리고 커피 빈 내부의 압력이 증가하면서 점차 부풀게 됩니다. 이때 발생하는 압력은 4~5 기압 정도에서 최대 25 기압까지 증가하며 셀룰로스 구조는 파괴되고 수분은 수증기가 되며 크랙이 발생합니다.
커피 생두의 수분은 물론 로스팅 머신 주변의 습도는 로스팅의 열전달에 큰 영향을 미칩니다. 로스팅 머신 주변의 습도는 초기에는 열전달을 방해하지만, 중반 이후부터는 열효율을 높이는 역할을 하게 됩니다.
생두 내부의 수분은 초기에는 방어막 역할을 하기에 많은 열을 필요로 하며, 100℃에 가까워지면서 열 전달자의 역할을 하게 됩니다. 1차 크랙 전후로 커피 내부의 온도로 빠르게 열이 전달되고 압력이 높아지면서 이 압력을 견디지 못하고 커피에 크랙이 발생하게 되는 것인데, 이때 커피 빈 내부에 존재하던 수분이 다량으로 방출되면서 내부의 온도가 표면의 온도와 비슷해집니다.
즉, 수분 함량이 많은 커피의 경우 로스팅 초기에 온도가 천천히 올라가게 되므로 더 강한 열을 필요로 합니다.
◆ 생두 내부의 열전달 ◆
셀룰로스 구조의 단단한 생두가 열을 받으면 다공성 원두로 바뀌며 다공성 원두 안에는 가스가 차 있습니다. 생두의 열전도율은 밀도와 수분 함량이 감소하면 낮아지는 경향이 있는데, 밀도와 수분은 로스팅이 진행되는 동안 감소하는 경향을 보입니다.
◆ 마침 ◆
커피 로스팅에 대해 다룰 내용이 많아 총 3번에 걸쳐서 로스팅 이야기를 해볼까 합니다.
다음에는 로스팅의 과정에서 생기는 물리적 변화에 대해 적어보겠습니다.
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