Monika Fekete박사는 온도에 의한 변수와 그것이 그라인더와 에스프레소 머신의 성능에 미치는 영향에 대해 살펴보았다.
뜨거운 커피 한 잔을 손에 든 쌀쌀한 아침, 내가 지금 마시고 있는 액체에 영향을 준 여러가지 방법들에 대해 생각해보았다.
Monika Fekete 박사는 커피과학연구소 Coffee Science Lab의 설립자이다.
지난 기사 ‘분쇄 온도는 어떻게 추출에 영향을 미치는가?’ (기사 링크), 우리는 그라인더의 온도 변화가 에스프레소 샷의 점도에 어떻게 영향을 미치는지 연구했고, 시간이 지남에 따라 샷의 추출 속도가 빨라지는지를 밝혀냈다. 이번에는 온도 종속 변수의 전체 내용과 최종 결과에 영향을 미치는 복잡한 방법을 살펴보고자 한다. 각 효과의 세부사항에 대해 토론하기 보다는 상호 연결된 방식에 초점을 맞추려고 했다.
날씨가 추운 날에는 원두봉투나 호퍼 안 속의 커피 원두는 훨씬 낮은 온도로 보관된다. 이것은 콩이 사용되기까지 어떻게 숙성되는지에 영향을 미칠 것이다. 1993년에 발표된 연구 기사에 따르면 추운 날씨는 콩을 더 오랫동안 신선하게 유지하기에 좋다. 저장 온도가10°C 오를 때마다 휘발성 물질의 방출 속도는 50% 더 증가한다. 이것만으로도 원두봉투와 호퍼를 직사광선이나 에스프레소 머신 같은 열원으로부터 최대한 멀리해야 하는 큰 이유가 된다.
분쇄 후 아로마는 더 빨리 증발한다. 분쇄된 원두는 온도가10°C 오를 때마다 아로마 방출 속도는 3배 더 빨라진다. 따라서 50°C에서 갈아내는 것이 20°C에서 분쇄하는 것보다 27배 더 빨리 아로마를 손실한다고 볼 수 있다. 다행히 우리는 보통 그렇게 오랫동안 커피를 방치하지 않는다.
따뜻한 분쇄 커피(커피가루)는 아로마 손실에만 영향을 미치지 않는다. 지난 번에 논의한 바와 같이 더 따뜻한 커피가루는 전체 추출 온도를 높인다. 이것의 한 가지 효과는 전체적으로 뜨거운 에스프레소의 점도가 감소해 더 빠른 추출을 만들어냈다는 것이다. 이 효과는 바스켓과 포터필터를 포함한 머신 자체도 가열되면서 더욱 두드러진다.
가열된 그라인더의 또 다른 잠재적 효과는 입자 크기 분포의 가능성이다. 직접 실험한 것을 보고하기 전까지는 前 영국 바리스타 챔피언이자 Colonna capsules의 오너인 Maxwell Colonna-Dashwood의 연구를 참고하고자 한다. 그의 연구 결과는 그라인더 제조업체들이 제공한 자료에 근거했는데, 그의 블로그 포스트인 ‘The heat is on – more grinding puzzles’에서 언급했듯, 더 낮은 온도 조건에 비해 더 뜨거운 조건이 보다 더 많은 미분을 발생시켰는데, 이는 더 차가운 그라인더의 연삭성이 증가했기 때문으로 보인다. 이는 점도의 변화와 더불어 하루 동안 그라인더와 머신이 데워지면서(열을 받으면서) 샷이 빨라지는 이유를 설명하는 데 도움이 될 수 있다.
가장 중요한 온도 의존적 변수 중 하나는 조절하기가 조금 더 쉽다. 바로 추출수의 온도이다. 이는 많은 에스프레소 머신에서 꽤 정확하게 설정할 수 있다. 하지만 Ona Coffee의 수석 트레이너인 Hugh Kelly가 그의 블로그 게시물 중 하나에서 경고한 바 있듯, 우리는 먼저 머신에서의 온도 표시가 실제로 무엇을 의미하는지 이해할 필요가 있다.
Hugh는 보일러에서 온도 값을 측정하면 커피 퍽에 닿기 전에 온도가 변할 수 있다고 지적한다. 일부 머신은 추출 온도를 유지하기 위해 그룹 헤드에 서로 다른 히팅 메커니즘을 가지고 있지만, 이는 각 머신마다 다르다. 커피 보일러의 온도 93.5°C는 실제로 커피에 적용될 때는 93.5°C보다 더 낮을 수 있으며 때로는 그 이상이 될 때도 있다.
Scace 장치 및 고급 온도 프로브를 사용해 추출 온도를 보정하면 (머신 기술자들에게 맡기면 가장 좋을 것이다) 보다 정확한 값을 얻을 수 있다. 추출수 온도는 커피와 접촉하는 금속 부분의 온도와 함께 최종 추출 온도를 결정한다는 것을 명심하자.
[그림2] 더 뜨거운 포터필터와 바스켓은 추출 온도를 증가시킨다.
Matt Perger가 Barista Hustle을 통해 처음 제안한 후 TheDIYCoffeeGuy.com에 의해 개선된 열 전달 모델에 따르면, 93°C의 추출 수 온도는 87°C 혹은 심지어 82.5°C까지 실제 추출 온도를 산출한다(그라인더 온도가 각각 50°C, 20°C인 상태일 경우). 당신은 아마도 당신이 생각했던 것보다 훨씬 더 낮은 온도의 에스프레소를 만들고 있을 것이다.
추출 온도는 최종 음료의 플레이버 프로파일을 형성하는 데 있어 매우 중요한 역할을 한다.
커피 콩의 모든 성분의 용해도는 온도에 따라 변한다. 각 플레이버를 형성하는 분자는 열이 증가함에 따라 용해도가 높아지지만, 다른 비율로 용해되면서 최종 추출 시 그 비율에 영향을 미친다.
예를 들어, 설탕의 용해도는 실온보다 끓는 물에서 대략 2.5배 더 높다. TR Lingle의 ‘The Coffee Brewing Handbook’에서 뒷받침하는 바와 같이, 추출 온도가 높을수록 설탕의 추출이 좋다는 것은 당연하다. 또한 이 책은 산의 농도가 74°C에서 100°C까지 비슷하게 유지되었음을 지적한다. 카페인의 농도 역시 에스프레소 추출에 사용되는 온도 범위 내에서는 크게 변화가 없었다( BeanScene’s 의 2019년 2월호에 발표한 나의 연구와도 일치한다).
다른 연구자들이 과일향을 담당하는 화합물의 농도를 조사한 결과, 추출수 온도가 88°C일 때 비하여 92°C로 설정되었을 때 더 높은 비율로 추출된 것으로 나타났다. 96°C 이상에서는 더 높은 온도에서 클로로겐산이 분해되어 쓴맛의 농도가 증가했다.
내가 연구를 위해 90°C, 92.5°C와 95°C의 물로 에스프레소를 추출했을 때, 92.5°C의 샘플에서 가장 균형잡힌 맛을 확인할 수 있었다. 물론, 가장 맛있는 맛의 조합은 당신이 사용하는 커피에 따라 크게 달라질 것이다. 이것은 하나의 가이드로서, 더 낮은 온도로 인해 두드러진 산미와 적은 쓴맛은 물론, 바디감과 단맛은 약하게 얻을 수 있을 것이라 기대할 수 있다. 더 높은 온도는 쓴맛을 더 증가시키고 산미를 덜함으로써 바디와 단맛을 높이는 데 도움을 줄 수 있다.
[그림3] 에스프레소 머신에서 더 뜨거운 추출수, 머신, 그룹헤드는 추출 온도를 높인다.
더 뜨거운 컵은 마시는 온도를 높인다. 더 뜨거운 추출 온도는(이산화탄소와 거품 때문에) 커피 퍽의 저항과 전반적인 에스프레소 추출 온도, 마실 때의 온도를 높이지만 음료의 점도는 떨어진다. 플레이버 프로파일은 쓴맛, 단맛, 바디감을 증가시키고 산미는 떨어진다.
더 높은 추출 온도는 또한 커피 퍽의 이산화탄소 가스가 더 높은 압력으로 존재한다는 것을 의미하며, 이는 더 높은 저항을 일컫는다. 결국 이는 더 뜨거운 샷에서 관측된 “속도 상승”에 어느 정도 반작용을 할 것이다.
마지막으로, 맛의 경험은 우리가 커피를 맛보는 온도에 따라 크게 달라진다. 2005년 권위 있는 과학 저널인 네이처에 발표된 한 연구는 미뢰가 다른 온도에서 미각 인식을 변화시키는 원인이라는 것을 발견했다. 이 채널들은 음식을 더 높은 온도에서 맛보았을 때 뇌에 더 강한 전기신호를 보낸다.
우리가 커피를 더 뜨겁게 맛볼 때, 달콤함과 특히 쓴맛은 더 두드러질 것이다. 따라서 컵을 일정한 온도로 유지하면 고객에게 더욱 일관된 커피를 제공할 수 있다.
만약 우유를 첨가하고 있다면, 우유의 온도뿐 아니라 양도 매장용 혹은 포장용 컵의 온도와 함께 최종의 음용 온도에 영향을 미친다는 것을 기억해야 한다.
온도 종속 변수에 대해 다시 한 번 살펴보자. 그라인더와 머신이 낮 동안 사용하면서 데워지고 있든, 추출수의 온도를 조절하기로 했든 그 결과는 매우 광범위하게 나타난다.
