Monika Fekete는 우유에 거품이 형성되는 이유와 이 거품이 커피의 품질과 모습에 미치는 영향을 연구했습니다.
최근에, 저는 커피가 제 눈앞에서 식는 것을 하릴없이 지켜봐야만 했습니다. 제대로 된 커피를 즐긴 지 벌써 두 달이나 지난 상태였기에 그날은 내가 좋아하는 동네 카페 중 한 곳에 앉아서, 드디어 제대로된 커피 한 잔을 고대하고 있던 참이었죠. 하지만, 제 커피가 도착하자마자, 품에 있던 갓난 아기가 울음을 터뜨렸고 저는 그 아이를 진정시키려고 애를 써야만 했습니다.
저는 이 상황이 이번 단 한 번뿐일 것이라고 자신을 위로했지만 슬프게도 그렇지 못했습니다. 제 어린 아들은 엄마가 커피를 즐기러 가려고 할 때마다 정확한 타이밍에 엄마를 필요로 했습니다. 덕분에, 저는 부드러운 플랫 화이트 위를 천천히 덮어가는 거품이 서서히 로제타를 삼키는 과정을 지켜보는 기회를 가지게 되었죠. 흥미롭게도, 항상 로제타가 거품 속에 잠식되는 것은 아니었습니다. 때로는 크고 많은 거품들이 커피의 표면에 거의 즉시 나타났습니다. 또, 때로는 미세한 기포 (마이크로 폼)가 5 분 후에도 유지되었습니다.
왜 일부 밀크 커피만 큰 거품을 일으키는지 궁금해진 저는 다른 사람들도 같은 현상을 관찰했는지 확인하고 싶었습니다. 그래서 바리스타 포럼을 검색해봤죠. 이런 현상에 대한 질문들은 분명 올라와 있었지만, 일반적으로 받아들일 수 있는 설명을 찾을 수는 없었습니다. 제시된 의견들은 거품이 발생하는 원인에 따라 크게 나뉘었습니다: 커피 때문일까요? 우유 때문일까요? 아니면 둘 다 때문일까요?
저는 이러한 거품 미스터리에 대해 조사해보기로 결심했습니다. 모든 과학 실험은 기본적으로 통제된 관찰입니다. 그래서 많은 양의 밀크 커피들이 몇 분 동안 아무런 영향도 받지 않는 상태에서 그들을 관찰하고 기록할 수 있는 환경을 만들어야 했습니다.
저는 최고의 능력으로 인적 요소들을 제어하면서 매우 일관된 라떼들을 뽑아내야만 했습니다. 고맙게도 실험에 자원한 Grinders Coffee의 경험 많은 바리스타 트레이너와 팀을 이룰 수 있었죠(다시 한 번 그들의 도움에 감사드립니다). 저희가 시험하고자 한 다양한 요소들은 온라인 토론에서 언급되었습니다. 논의된 비교점들은 다음과 같습니다. 원두의 배전도(로스팅 정도)와 숙성 기간, 우유의 지방 함량과 일관성(균질화 유무), 축산 방법, 그리고 우유와 두유나 아몬드 우유와 같은 대체품의 차별점 등 말이죠.
거품량 계산
우리는 시간이 지남에 따라 형성되는 거품들에 관심이 있었습니다. 그래서 각 커피마다 일련의 사진을 찍어 이미지 분석 소프트웨어를 사용하여 처리했습니다. 이렇게 하면 주어진 크기 범위에서 원형의 객체들을 계산하고 측정할 수 있었습니다(이미지 1 참조). 측정 범위는 미세한 기포(마이크로 폼)들이 계산에 포함되지 않도록 설정해 큰 거품들만 계산에 포함되었습니다. 컵의 전체 표면적에 비해 이러한 큰 거품들이 차지하는 표면적은 ‘거품도 (bubbliness)’를 계산하는 척도가 되었습니다.
커피의 영향
우선 커피의 영향을 조사하기 위해 저는 4잔의 동일한 라떼를 3주 동안 숙성한 라이트 로스팅의 커피와 마찬가지로 3주 동안 숙성한 다크 로스팅의 커피로 비교했습니다. 다음으로는, 동일한 중배전(미디움 로스팅)의 커피를 4일간 숙성한 신선한 배치와 6주간 숙성한 오래된 배치를 비교했습니다. 동일 분량의 균질화된 전지유가 스팀되어 모든 커피에 첨가되었습니다.
결과는 이미지 3에 나와 있습니다. 데이터 세트 내의 큰 편차에도 불구하고 명확한 패턴이 나타났죠. ‘거품도’는 2 ~ 3 분 전후로 최고점을 찍었고 거품들이 붕괴되면서 다시 감소했습니다. 다크 로스팅은 라이트로스팅보다 약간 더 거품이 많았지만, 이 샘플 세트들의 차이는 통계적으로 유의미하지 않았습니다. 그러나 신선한 커피는 오래된 커피보다 눈에 띄게 심한 거품이 일었습니다.
이러한 결과는 CO2 (이산화탄소)의 배출로 인한 것으로 설명될 수 있습니다. 신선하게 로스팅된 원두의 가스는 빠르게 빠져나와 우유 속에 거품을 배출하고 이때 만들어진 거품들은 액체의 표면으로 상승합니다. 오래 전에 로스팅된 원두는 분쇄될 때 여전히 CO2를 배출하지만 그래도 보다 적은 양입니다. 더 다크한 로스팅이 보다 많은 거품을 일으킬 것이라는 점도 이해할 수 있습니다. 더 많은 양의 CO 2가 보다 오래 로스팅된 원두로부터 배출됩니다. 그럼에도 불구하고 커피의 효과는 우유 거품에 큰 영향을 줄만큼 강하지 못했습니다.
우유의 영향
저희는 3주간 숙성한 중배전 커피로 만든 라떼 세트를 준비하여 각 조건을 4번 반복했습니다. 전지 우유와 저지방 우유, 균질화한 우유와 비균질화한 우유, 그리고, 일반 우유와 유기농 우유를 비교했습니다.
‘거품도’의 관점에서, 일반 우유와 유기농 우유 사이에선 차이를 보이지 않았습니다. 그러나 저지방 우유는 전지 우유보다 3 배나 더 강하게 거품이 일었습니다. 균질우유*는 동일한 우유의 비균질화된 형태보다 훨씬 많은 거품이 발생했습니다.
*균질우유/균질화유[homogenized milk, 均質化乳]: 우유의 지방구를 균질화 처리로 미세화하여 크림층의 형성을 방지한 우유. 밸브(valve)가 미세한 빈틈으로부터 우유를 밀어내어 급격한 압력의 저하 등 물리적 힘의 변화에 의해 지방구를 세분화(평균 1㎛)한다. 유통, 소비과정에서의 지방구의 부상(크림층의 형성)이 방지된다. (출처: 영양학 사전 | 채범석, 김을상 공저 | 아카데미서적 |1998)
그렇다면 우유의 지방 함량은 어떤 차이를 만들었을까요? 왜 비균질 우유(크림이 우유 표면에서 분리되는 우유)가 균질우유보다 미세 기포 (마이크로 폼)을 더 잘 유지할까요?
스팀 과정에서 공기가 우유에 주입되면 우유 단백질(주로 카세인)이 공기 방울을 둘러싸 서로 합쳐지거나 파열되는 것을 방지합니다. 이 현상은 미세 기포(마이크로 폼)의 형성을 유도하죠. 중력이 기포의 표면에서 액체 코팅을 끌어 내림으로써 기포벽이 더 얇아지기 때문에 시간이 지남에 따라 미세 기포들이 소멸됩니다. 이렇게 소멸된 미세 기포들은 먼저 큰 거품을 형성하고 결국에는 붕괴합니다. 지금까지는 전지 우유와 저지방 우유 사이에 차이가 없었으며 둘의 단백질 함량은 거의 같았습니다.
지방의 역할은 더 복잡합니다. 지방조직은 우유 단백질이 기포 대신 지질 분자에 이끌리게 하기 때문에 미세 기포들을 불안정하게 만들 수 있습니다(Huppertz, 2014). 이것은 우리가 저지방 우유를 사용했을 때 더 안정적인 폼을 기대할 수 있음을 의미합니다. 다른 한편으로, 더 높은 지방 함량은 미세 기포의 초기 형성을 도울 수도 있습니다(Oetjen et al., 2014, Munchow et al., 2015). 제 실험 결과는 이 두 번째 설명에 보다 근접합니다.
균질화(homogenisation)는 지방 입자를 작은 조직으로 분해하는데, 이는 미세 기포를 분리시키는 우유 단백질에 의해 안정화됩니다. 작은 지방조직들이 차지하는 더 큰 전체 표면적은 보다 많은 단백질을 흡수하여 우유 단백질이 미세 기포에 덜 달라붙도록 합니다(Huppertz, 2014). 이러한 방식으로, 균질화된 우유는 덜 안정적인 미세 거품을 생성하여 실험 결과에 반영되었습니다. 다시 말해, 거품이 보다 쉽게 무너진다는 것이죠.
우유 대체품
우리는 또한 우유의 대체제로서 아몬드 밀크뿐만 아니라 전문 바리스타용 두유와 시중의 일반 두유를 비교했습니다. 두유는 우유에 비해 거품이 적었지만 두 두유 브랜드 간에 차이는 없었습니다. 아몬드 밀크는 두유보다 약간 더 거품이 났습니다. 이러한 차이점은 거품을 안정시키는 데 도움이 되는 각 우유 단백질의 특성 때문입니다.
이 실험을 통해 우리는 우유 거품의 미스터리를 푸는 것에 보다 가깝게 접근했을까요? 커피, 우유 및 공기의 혼합물은 물리적으로, 그리고 화학적으로 복잡한 체계를 형성하여 커피와 우유로 하여금 ‘거품도’에 영향을 주게 합니다. 오래 가는 마이크로폼을 만들고 싶나요? 제 조언은 너무 신선하게 로스팅된 원두의 사용을 피하고 비균질 우유를 시도해보는 것입니다.
자세한 내용은 www.coffeesciencelab.com.au에서 읽어보세요.
기사 원문 출처: Why Coffee Milk Bubbles
