스위스의 연구자들이 에스프레소 샷의 물리학적 원리를 밝혀냈습니다. 그리고 추출한 후 처음 순간이 어떻게 큰 차이를 만들 수 있는지도 밝혀냈습니다. 커피의 물리적 구조를 이해하는 것은 마치 개별 음표를 분석하여 교향곡을 묘사하려는 것과 같았습니다. 하지만 Fribourg 대학교와 취리히 응용과학대학교 ZHAW 연구진이 진행한 획기적인 연구에 따르면, 에스프레소는 우리가 상상했던 것보다 훨씬 더 복잡한 구조를 가지고 있으며, 기름 방울, 고분자, 단백질이 함께 어우러져 우리가 소중히 여기는 감각적 경험을 만들어내는 복잡한 콜로이드 시스템으로 존재합니다.
이 연구에서 확인한 주요 사실 중 하나는 에스프레소 샷의 처음 몇 밀리리터가 맛과 질감의 대부분을 차지한다는 것입니다. 여러분 중 많은 분이 이미 알고 계실지도 모르지만, 오늘은 이 사실이 왜 사실인지 증명하는 연구 결과를 살펴보겠습니다.
당신의 컵 속 숨겨진 세계
에스프레소 샷은 기름 방울, 폴리머, 단백질이 어우러져 감각적인 경험을 만들어내는 과학의 교향곡입니다.사진: Valeria Miller.
연구에 따르면 “에스프레소는 분산된 고체, 폴리머, 오일 방울, 그리고 크레마에 상당량의 기체를 포함하는 복잡한 다상 시스템입니다.” 에스프레소 샷은 단순한 커피가 아닙니다. 추출 과정에서 실시간으로 일어나는 공학적 경이로움입니다. 일반 에스프레소의 총 고형분 농도는 약 50mg/mL입니다. 다른 추출 방법과 비교했을 때, 특히 아라비카 커피로 추출한 에스프레소는 지질 함량이 1.2~2.5mg/mL로 매우 높습니다.
공초점 레이저 주사 현미경과 소각 X선 산란을 포함한 첨단 영상 기술을 사용하여 연구진은 에스프레소에 단백질-다당류 복합체로 안정화된 서브마이크론 크기의 기름 방울이 포함되어 있음을 발견했습니다. 대부분 크기가 350나노미터 미만인 이 미세 구조가 귀중한 지용성(기름을 좋아하고 따라서 기름에 녹는) 풍미 성분을 미각으로 전달합니다.
이 연구는 이러한 오일 방울이 단백질 기반 구조에 의해 안정화되어 각 방울 주변에 보호층을 형성하여 서로 합쳐지는 것을 방지하고 에스프레소 특유의 질감을 유지한다는 것을 발견했습니다. 마치 수천 개의 작은 향료 덩어리가 각각 보호 코팅으로 감싸져 있는 것과 같습니다.
첫 번째 샷의 중요성
에스프레소 추출에는 타이밍이 무엇보다 중요합니다.사진: Imtiyaz Ali.
샷을 내리는 전문가들이 흥미를 느끼는 부분은 바로 타이밍입니다 . 이 연구는 에스프레소를 초기, 중기, 후기의 세 가지 추출 방식으로 분석했는데, 그 결과 구조에 극적인 차이가 있음을 발견했습니다. 연구진은 에스프레소의 첫 번째 분획이 분산된 콜로이드 농도가 가장 높고, 풀려있는 폴리머가 초기에 추출되기 때문에 에스프레소의 ‘바디’에 주로 기여한다는 것을 발견했습니다. 이 연구는 “추출된 오일 방울의 크기는 초기 분획에서 후기 분획으로 갈수록 꾸준히 감소하는데, 이는 작은 오일 방울이 표면 상호작용을 더 많이 받고 다공성 커피 베드에서 더 느리게 용출되기 때문일 가능성이 높다”고 밝혔습니다.
그 초기 부분은 더 진할 뿐만 아니라 구조적으로도 다릅니다. 점도와 입맛을 돋우는 더 길고 펼쳐진 폴리머 사슬을 포함하고 있습니다.
폴리머: 숨겨진 영웅들
연구진은 커피 세포벽에서 추출한 arabinogalactan과 galactomannan이라는 단단하고 섬유질과 유사한 고분자 구조를 발견했습니다. 이 구조는 길이가 약 40나노미터이고 반지름은 불과 0.6나노미터입니다. 이러한 분자 골격은 기름 방울과 접하지 않은 사슬과 얽혀 에스프레소의 몸체를 형성하는 3차원 구조를 형성합니다.
이 연구는 로스팅 중 메일라드 반응의 결과로 형성되는 복합 화합물인 멜라노이딘이 액체 에멀전과 크레마 거품을 모두 안정화하는 이중 역할을 한다는 점을 지적합니다. 멜라노이딘은 본질적으로 분자적 멀티태스커로서 계면 장력을 줄이는 동시에 정전기적 안정화를 제공합니다. 이러한 폴리머 및 에멀전 구조는 에스프레소의 식감과 풍미 발현에 필수적인 요소입니다.
커피 전문가를 위한 실질적인 의미
좋은 에스프레소 샷을 만들기 위해서는 분쇄도, 압력, 유량 등 여러 요소가 작용합니다.사진 제공: Getty Images.
이 연구는 에스프레소 추출에 대한 우리의 이해를 혁신할 잠재력을 가지고 있습니다. 이 연구는 커피 퍽과의 표면 상호작용 증가로 인해 더 작은 오일 방울이 더 늦게 용출된다는 것을 확인했습니다. 이는 분쇄 크기 , 압력, 그리고 유량이 추출 수율에만 영향을 미치는 것이 아니라 음료의 물리적 구조를 결정한다는 것을 의미합니다. 에스프레소 콜로이드의 음전하(일반 추출 pH에서 약 -30mV)는 정전기적 반발력을 제공하여 응집을 방지합니다. 이 연구에서 pH를 2로 조정했을 때 커피는 탁해져 우유가 들어간 커피처럼 보였으며, 이는 전하 안정화가 매우 중요함을 보여줍니다.
일관성과 품질에 중점을 두는 바리스타에게 이 연구는 많은 사람이 직감적으로 예상했던 것을 확인시켜 줍니다. 즉, 최초의 귀중한 밀리리터에는 에스프레소의 질감과 복잡성이 농축되어 있다는 뜻입니다. 나노 스케일 엔지니어링으로 이룬 액체의 성과입니다.
*기사 원문 출처 : Why the First Few Seconds of an Espresso Shot Are Arguably the Most Important
스위스의 연구자들이 에스프레소 샷의 물리학적 원리를 밝혀냈습니다. 그리고 추출한 후 처음 순간이 어떻게 큰 차이를 만들 수 있는지도 밝혀냈습니다. 커피의 물리적 구조를 이해하는 것은 마치 개별 음표를 분석하여 교향곡을 묘사하려는 것과 같았습니다. 하지만 Fribourg 대학교와 취리히 응용과학대학교 ZHAW 연구진이 진행한 획기적인 연구에 따르면, 에스프레소는 우리가 상상했던 것보다 훨씬 더 복잡한 구조를 가지고 있으며, 기름 방울, 고분자, 단백질이 함께 어우러져 우리가 소중히 여기는 감각적 경험을 만들어내는 복잡한 콜로이드 시스템으로 존재합니다.
이 연구에서 확인한 주요 사실 중 하나는 에스프레소 샷의 처음 몇 밀리리터가 맛과 질감의 대부분을 차지한다는 것입니다. 여러분 중 많은 분이 이미 알고 계실지도 모르지만, 오늘은 이 사실이 왜 사실인지 증명하는 연구 결과를 살펴보겠습니다.
당신의 컵 속 숨겨진 세계
연구에 따르면 “에스프레소는 분산된 고체, 폴리머, 오일 방울, 그리고 크레마에 상당량의 기체를 포함하는 복잡한 다상 시스템입니다.” 에스프레소 샷은 단순한 커피가 아닙니다. 추출 과정에서 실시간으로 일어나는 공학적 경이로움입니다. 일반 에스프레소의 총 고형분 농도는 약 50mg/mL입니다. 다른 추출 방법과 비교했을 때, 특히 아라비카 커피로 추출한 에스프레소는 지질 함량이 1.2~2.5mg/mL로 매우 높습니다.
공초점 레이저 주사 현미경과 소각 X선 산란을 포함한 첨단 영상 기술을 사용하여 연구진은 에스프레소에 단백질-다당류 복합체로 안정화된 서브마이크론 크기의 기름 방울이 포함되어 있음을 발견했습니다. 대부분 크기가 350나노미터 미만인 이 미세 구조가 귀중한 지용성(기름을 좋아하고 따라서 기름에 녹는) 풍미 성분을 미각으로 전달합니다.
이 연구는 이러한 오일 방울이 단백질 기반 구조에 의해 안정화되어 각 방울 주변에 보호층을 형성하여 서로 합쳐지는 것을 방지하고 에스프레소 특유의 질감을 유지한다는 것을 발견했습니다. 마치 수천 개의 작은 향료 덩어리가 각각 보호 코팅으로 감싸져 있는 것과 같습니다.
첫 번째 샷의 중요성
샷을 내리는 전문가들이 흥미를 느끼는 부분은 바로 타이밍입니다 . 이 연구는 에스프레소를 초기, 중기, 후기의 세 가지 추출 방식으로 분석했는데, 그 결과 구조에 극적인 차이가 있음을 발견했습니다. 연구진은 에스프레소의 첫 번째 분획이 분산된 콜로이드 농도가 가장 높고, 풀려있는 폴리머가 초기에 추출되기 때문에 에스프레소의 ‘바디’에 주로 기여한다는 것을 발견했습니다. 이 연구는 “추출된 오일 방울의 크기는 초기 분획에서 후기 분획으로 갈수록 꾸준히 감소하는데, 이는 작은 오일 방울이 표면 상호작용을 더 많이 받고 다공성 커피 베드에서 더 느리게 용출되기 때문일 가능성이 높다”고 밝혔습니다.
그 초기 부분은 더 진할 뿐만 아니라 구조적으로도 다릅니다. 점도와 입맛을 돋우는 더 길고 펼쳐진 폴리머 사슬을 포함하고 있습니다.
폴리머: 숨겨진 영웅들
연구진은 커피 세포벽에서 추출한 arabinogalactan과 galactomannan이라는 단단하고 섬유질과 유사한 고분자 구조를 발견했습니다. 이 구조는 길이가 약 40나노미터이고 반지름은 불과 0.6나노미터입니다. 이러한 분자 골격은 기름 방울과 접하지 않은 사슬과 얽혀 에스프레소의 몸체를 형성하는 3차원 구조를 형성합니다.
이 연구는 로스팅 중 메일라드 반응의 결과로 형성되는 복합 화합물인 멜라노이딘이 액체 에멀전과 크레마 거품을 모두 안정화하는 이중 역할을 한다는 점을 지적합니다. 멜라노이딘은 본질적으로 분자적 멀티태스커로서 계면 장력을 줄이는 동시에 정전기적 안정화를 제공합니다. 이러한 폴리머 및 에멀전 구조는 에스프레소의 식감과 풍미 발현에 필수적인 요소입니다.
커피 전문가를 위한 실질적인 의미
이 연구는 에스프레소 추출에 대한 우리의 이해를 혁신할 잠재력을 가지고 있습니다. 이 연구는 커피 퍽과의 표면 상호작용 증가로 인해 더 작은 오일 방울이 더 늦게 용출된다는 것을 확인했습니다. 이는 분쇄 크기 , 압력, 그리고 유량이 추출 수율에만 영향을 미치는 것이 아니라 음료의 물리적 구조를 결정한다는 것을 의미합니다. 에스프레소 콜로이드의 음전하(일반 추출 pH에서 약 -30mV)는 정전기적 반발력을 제공하여 응집을 방지합니다. 이 연구에서 pH를 2로 조정했을 때 커피는 탁해져 우유가 들어간 커피처럼 보였으며, 이는 전하 안정화가 매우 중요함을 보여줍니다.
일관성과 품질에 중점을 두는 바리스타에게 이 연구는 많은 사람이 직감적으로 예상했던 것을 확인시켜 줍니다. 즉, 최초의 귀중한 밀리리터에는 에스프레소의 질감과 복잡성이 농축되어 있다는 뜻입니다. 나노 스케일 엔지니어링으로 이룬 액체의 성과입니다.
*기사 원문 출처 : Why the First Few Seconds of an Espresso Shot Are Arguably the Most Important