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커피의 추출

커피의 추출
- 추출의 기본 원리
- 에스프레소, 드립

물의 규격
- 물의 맛, 물의 냄새
- 물의 경도

 







Coffee Strength 커피와 TDS, 농도





http://terarosalibrary.com/brewing/3275/      글 김민선(바리스타)

내가 만든 커피가 추출에 대한 맛의 기준을 잡을 수 있을까?

앞서 서론(커피 TDS 1편)에서 말했듯이, 커피의 맛은 개인의 미각을 가지고 평가할 수밖에 없다. 그래서 때론 맛있다고 생각하는 커피의 기준이 다 다르기도 하고 결국 ‘맛’은 주관적이라는 결론을 내리기도 한다. 그러나 맛이 주관적이라 하더라도 맛 평가에 있어 객관적 기준은 존재하며, 결국 이런 객관화를 통해 우리는 커피 한잔이 적절하게 추출되었느냐 아니냐에 대한 과학적 기준도 잡을 수 있다.
커피 추출이 잘 되었는지는 추출 수율을 통해 기준을 잡을 수 있다. 수율(收率)이란 원재료 대 생산 결과물의 비율이다. 커피콩의 전체 성분을 100이라 놓고 볼 때 이중 18-22% 정도의 성분이 용해되어 추출되면 일반적으로 ‘추출이 잘 되었다’고 할 수 있다. 우리가 커피를 아무리 곱게 갈아서 추출한다고 하더라도 커피 가루는 물에 다 녹지 않고 여과지에 남는 것을 볼 수 있다. 남는 가루의 70%를 차지하고 있는 것은 섬유질로 물에 녹지 않으며 탄수화물, 지방, 산, 오일, 휘발산 등의 성분들만 녹아 커피의 향미로 표현되는 것이다.
추출 수율을 이해하기 위해선 먼저 커피 한잔의 농도에 관해 이해해야 한다. 커피의 추출 수율을 계산하려면 결과물로 내려진 커피의 농도를 알아야 하고, 커피 한잔에 담긴 커피 성분의 양을 측정했다면 원재료인 원두에서 어느 정도의 성분이 빠져나왔는지 역으로 계산이 가능하다.
전문적인 용어로 농도(Strength)는 용액에 들어있는 한 성분(용질)의 상대적인 비율로 Total Dissolved Solid, 총 용존 고형물로 그 단위를 표현할 수 있다. 용어를 줄여 TDS라고 한다. 조금 더 쉽게 설명하면 농도란 커피가 진하다, 연하다의 개념이며 사람마다 적절한 농도에 대한 기호도는 모두 다르다. 똑같은 커피라도 개인마다 스트롱, 마일드 등의 선호도의 차이가 있는 것이다.
TDS는 100%의 순수 용액을 제외한 다른 유기물과 무기물들이 어느 정도 있는가를 보여주는 지표로 단위는 mg/L을 사용한다. mg/L란 단위는 보통 수질을 측정할 때나 대기 중 오염도에도 사용하는 PPM과도 연관이 있는 단위인데, 물 1L에 1mg의 성분이 들어 있을 경우 1PPM이라고 표시한다. 예를 들어 1L의 물에 13,000mg의 물질이 들어있다면 그것은 13,000mg/1L, 또는 13,000PPM이라 표시하고 동시에 퍼센트로 환산한다면 1.3% TDS라 볼 수 있다. PPM은 parts per million의 약자로 이 단위 또한 물질의 양을 백만분의 1이라는 단위를 표현하는 용어이기 때문이다. TDS는 커피뿐만 아니라 다양한 곳에서 사용되는 개념으로, 예를 들면 각 도시의 수질 검사 항목을 살펴보면 PH외에도 물에 들어있는 각각의 성분들 또한 mg/L으로 표현함을 볼 수 있다. 증류수 같은 순수한 물이라면 TDS는 제로에 가깝다.
추출된 커피 한잔을 100이라고 본다면 그 안에는 물과 커피 맛을 내는 고형성분이 섞여 있는 셈인데, 그 값을 TDS로 나타낼 수 있다. 농도의 차이가 있는 커피를 비교하면 고형성분의 양 차이가 10%이상 많을 것이라 예상하지만 그렇지 않다. 약 98~99%의 비중은 물이며 1-2%만 커피의 고형성분이다. 그래서 실제로 1%의 차이가 맛의 첫인상을 좌지우지 하는 것이다.
그럼 실제 단위로 대입해 보자. 커피를 추출한 다음 커피의 양을 측정한 후, TDS를 측정한다. 예를 들어 200g의 드립 커피를 추출했고, TDS를 측정했는데 1.3%가 나왔다면, 2.6g이 커피가루에서 빠져나온 고형성분이고 197.4g은 물이라고 할 수 있다. 커피는 너무 강력한 물질이여서 단 몇 그램의 향과 맛이 전 세계인들을 황홀하게 매혹시키는 것이다.
커피 추출의 기준을 잡는 수율을 측정하기 위해선, 반드시 결과물인 커피의 TDS를 정확하게 측정해야 한다.
TDS를 측정하는 방법은 여러 가지가 있다. 탈수 방식(dehydration)으로 건조시켜 남은 고형성분을 측정하는 방법, 아르키메데스가 유레카를 외치게 한 원리를 이용한 액체비중계, 전도도를 이용하는 방법, 그리고 굴절률을 이용하는 방법 등이 있다. 이 중 쉽게 TDS를 측정하는 방법은 굴절률과 전도도를 이용한 방법이다.
굴절률을 이용한 방법은 빛이 공기 외의 다른 매질에 닿으면 속도가 느려진다는 원리를 사용한다. 초등학교 과학시간을 생각해보자. 플라스크 안에 담긴 물에 젓가락을 넣으면, 젓가락이 휘어 보인다. 이 현상은 물이란 매질을 지나가는 빛의 속도가 감소하며 밀도 차이에 따라 빛의 속도가 변하여 굴절 현상이 일어는 것이다. 용액에 녹아 있는 고형 물질들은 빛의 속도를 변화시키고, 굴절률과 TDS값은 비례하기 때문에, 굴절률의 값을 보정하여 TDS값을 측정할 수 있다.
전도도를 이용한 방법은 용액이 얼마나 전기를 흐르게 할 수 있는가에 대한 값을 측정하는 것이다. 물 분자에 양극의 전기를 통하게 하면, 물 안에 있는 불순물(고형성분)들이 전해질이 되어, 각각 양전하와 음전하로 해리된다. 마치 전기를 이어주는 다리가 되는 것처럼 물 안에 고형성분들이 많을수록 전기의 흐름이 더 좋아지고, 전기 전도도가 높다고 표현된다. 역으로 생각하면 전기 전도도가 높게 측정된 용액은 그 안에 전해질=고형성분들이 많이 존재한다는 것이다. 전도도와 TDS는 비례하지만, 약간의 편차가 있을 수 있는데, 전기전도도는 고형성분이 이온 상태 일 때만 측정이 된다는 것이다. 만약 성분이 이온 상태가 아니라면 용액에 존재하여도 측정이 되지 않는다. 하지만 이 방법을 이용한 측정도구는 인터넷상에서도 10만원대 안으로 구매가 가능하고 TDS를 측정하고 싶다면 가장 쉽게 접근할 수 있다.

커피의 농도는 개개인의 선호도를 뛰어넘어, 나라와 대륙에서도 차이를 보인다.
아래 표는 각 대륙마다의 농도의 선호도를 나타낸 커피 브루잉 컨트롤 차트(Coffee brewing control chart)의 일부로, 1950년부터 커피 브루잉에 관한 연구가 미국에서 시작되어 여러 기관을 거쳐 완성된 것이 지금의 표다.
첫 번째 표의 왼쪽 Y축의 strength는 추출된 커피 한잔의 고형성분을 퍼센트 한 것이다. SCAA, 미국 이 선호하는 농도는 1.15% – 1.35%이다. SCAE 유럽의 경우 1.2% – 1.45%로 조금 더 강한 농도를 선호하며, 북유럽권인 노르웨이에서는 1.3% – 1.55%의 농도를 선호한다. 한국엔 아직까지 정확한 선호 데이터는 없다. 신흥 커피 소비국으로 떠오르는 브라질 같은 경우 2%이상의 스트롱한 커피를 선호한다고 한다.
우리는 흔히 다크 로스팅(Dark Roasting)의 경우 커피를 마실 때 진한 커피, 농도가 강한 커피의 개념을 가지고 있고, 라이트 로스팅(Light Roasting)의 경우 농도가 연할 것이라는 생각을 한다. 하지만 강한 농도의 커피를 선호하는 북유럽권의 대부분은 라이트 로스팅을 선호한다. 커피 한잔에 담긴 고형성분의 양은 추출에 따라 달라질 수밖에 없다. 똑같은 조건에서 추출하여도 로스팅에 따라 추출양상이 바뀌긴 하지만 추출 시간, 분쇄도, 물 온도 등, 추출하는 사람과 추출 환경 조건에 따라 커피의 농도는 천차만별일 것이다.
그렇다면, TDS가 높으면 높을수록, 즉 커피 한 잔에 맛을 내는 고형성분이 많으면 많을수록 맛있는 커피, 추출이 잘 된 커피라고 말할 수 있을까? 그렇지 않다. 예를 들어 TDS가 2% 이상인 커피를 마시면 한국인들 대부분은 굉장히 진하고 쓰다고 생각할 뿐 맛있다는 느낌을 지니기 어렵다. 반대로 TDS 1% 미만인 커피를 시음한다면 많은 소비자들은 커피 맛이 밋밋하다고 생각할 것이다. 그럼 추출 수율이 이상적이라고 이야기되어지는 1.5% 정도의 커피를 마신다면 커피 맛이 훌륭하다고 생각할 수 있을까? 그럴 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 맛이 있다 없다는 단순히 TDS가 적절한가 아닌가 즉 고형 성분의 양이 많은가 아닌가의 기준이 아니라 그 녹아내린 고형 성분 중 어떤 성분들이 얼마만큼 조화롭게 추출되었는가에 의해 ‘맛이 있다’와 ‘맛이 없다’로 결정되기 때문이다. 여기서 우리가 생각해 볼 것은 굳이 TDS로 맛을 예측할 수 없다면 왜 추출 수율을 맞춰야 하는 걸까? 그것은 커피 추출에 있어 객관적 근거를 잡기 위해서이다. 내가 내린 커피가 최소한 커피 맛이라는 맛을 지니기 위해서는 적절한 TDS범위 안에 들어와야 맛의 음미가 가능하기 때문에 원두량, 분쇄도, 물의 온도, 추출 시간 등을 조절해서 커피 음료의 일정한 TDS 구현하는 것이 매장에서 필요하며 이것이 바로 과학적 추출의 시작인 것이다. 내 입맛에 맞는 농도의 커피가 맛있다는 식의 개개인의 기호에 의존한 매번 변하는 농도가 아닌 객관화된 자료에 근거한 추출의 일관성이 필요한 것이다.
우리가 흔히 ‘맛이란 주관적이다’라고 생각하는 것도 어찌 보면 개인의 추출 스타일, 혹은 각 카페만의 추출 스타일로 만들어진 농도의 정도라고 볼 수 있다. 아무리 농도가 내 입맛에 맞아도 추출 수율의 기준에 맞지 않는다면 그것은 잘 된 추출이라 볼 수가 없어 객관적인 기준에 부합하지 못하게 된다.

커피 추출의 기준을 세울 수 있는 첫 단계인 농도에 대해 간단히 살펴봤다. 다음 편에서는 이것을 토대로 추출 수율로 넘어가 보자.

 


 


 


 

 


 

미분과 떫은 맛

“로스팅 잘해도 떫은 커피 맛 난다면 미분 제거 후 추출”
이병규의 커피이야기 2017.07.12 09:53  

안개처럼 나타났다 사라지는 한줄기의 커피향기는 신기루고 미망(迷妄)이 아닐까? 찾아도 찾은 것이 아니고, 사라져도 사라진 것이 아닌, 두뇌 속 깊숙한 곳에 기억으로 존재하는 커피향기. 그 향기를 쫓아 사는 것이 고수(高手)들의 운명이라면 신(神)이 너무 가혹한 것 아닐까? 그래도, 그래도 나는 미친 고수가 좋아 그 언저리를 맴도는데, 깨진 유리조각에 비친 나의 뒷모습이 조금은 겸연쩍다.
오래전, 도쿄에 저온추출 커피를 만든다는 커피집이 있어서 커피지인들과 일본여행길에 찾아갔다. 커피집의 이름은 ‘카페 엘 카미노(Cafe El Camino)’, 주인은 호시노 히토시(星野 均). 바에 앉아 커피를 주문하고, 호시노씨의 일거일동(一擧一動)을 살피고 있었다. 커피를 만드는 절차는 여느 커피집과 같았으나, 추출에 사용하는 물의 온도가 80도로 많이 낮았다. 우리 일행 중 한 사람이 저온추출을 하는 이유를 물으니, 그의 답변이 재미있다. 자신은 쓴 커피를 싫어해서, 쓴맛을 없애거나 줄이기 위해 여러 방법을 시도해 보고 최종으로 내린 결론이 저온추출 방법이었다라고 했다. 그는 엔지니어 출신으로 회사생활을 하다가 커피가 좋아서 카페를 차리게 됐다고 했다. 직접 커피를 볶으면서 맛있는 커피를 만들기 위해, 그의 공학적 지식을 이용해 커피 연구를 했다고 했다. 바 뒷면 테이블에 놓인 3대의 커피분쇄기가 그것을 증명하고 있었다. 특히, 스테인리스스틸로 만들어진 1대의 분쇄기가 눈에 띠었는데, 우리는 저온 추출커피보다 처음 보는 커피분쇄기에 관심이 더 많이 갔다. 그날 대화의 내용은 대략 두 가지 정도로 요약되는데, 첫째는 3대의 분쇄기를 사용하는 이유를 묻는 것이었고, 둘째는 처음 본 스테인리스스틸 분쇄기에 대한 것이었다. 호시노씨는 우리의 질문에 대해 자신의 생각을 숨김없이 이야기해주었다. 카페 엘 카미노에서 판매하는 커피는 강한 볶음커피, 중간 볶음커피 그리고 연한 볶음커피로 구분되는데, 볶음의 정도에 따라 분쇄기를 구분해서 사용한다는 것이었다. 어찌 보면 매우 합리적인 방법이라고 생각되지만, 그날 참석한 우리 모두가 그 의견에 동의하는 것은 아니었다. 더구나, 호시노씨의 저온 추출커피를 마셔보고 난 다음, 그가 추구하는 커피맛에 대해 상충된 의견을 제시하는 사람도 있었기 때문에 분쇄기의 구분사용은 그렇게 관심을 끌지 못했다. 그러나 두 번째 궁금증인, 제조 메이커가 붙어있지 않은 스테인리스스틸 분쇄기에 대한 관심이 매우 컸다. 왜냐하면 우리들이 사용하는 분쇄기와는 분쇄방식이 전혀 다른 ‘롤 밀(Roll Mill)’방식이었고, 시중에서 판매하는 제품이 아닌 호시노씨 특별주문으로 만들어진 분쇄기였다. 더군다나, 분쇄기의 제작가격이 당시의 우리나라 돈으로 환산해보면 삼천만원이 넘었으니, 우리들의 관심을 끄는 것이 당연했다. 그러면 그 많은 돈을 주고 꼭 사용해야만 할 정도의 가치가 있는 분쇄기일까라는 것이 그날의 우리들의 대화주제였지만, 여행일정상 시간제약으로 더 많은 이야기를 나누지 못했다.
나는 롤 밀을 사용하는 또 다른 커피고수를 알고 있다. 도쿄의 긴자에 있는 ‘카페 드 란브르(Cafe De L‘ambre)’이다. 이곳 주인이자 일본의 대표적인 커피고수 ‘세키구치 이치로’씨는 오래 전부터 롤 밀 분쇄기를 제작하여 사용하고 있었다. 그러면 왜, 일본의 커피고수들은 롤 밀 분쇄기를 사용할까?
전문가용으로 시판하는 분쇄기의 분쇄방식에는 몇 가지가 있는데, 요즘 전문가들이 주로 사용하는 분쇄기의 대부분은 커팅(Cutting)방식이었다. 칼날처럼 자르는 부분을 버(Burr)라고 하는데, 버의 형상과 배치방식에 따라 플랫 버(Flat Burr)와 코니컬 버(Conical Burr)로 구분한다. 오늘의 이야기 주제는 롤 밀이기 때문에 다른 분쇄기에 대한 상세한 이야기는 다음으로 미루고, 지금부터는 롤 밀에 대한 이야기를 하겠다. 롤 밀은 방앗간에서 사용하는 곡물 분쇄기와 같은 원리로 만들어졌고, 크기는 그 축소판이다. 카페 엘 카미노와 카페 드 란브르에서 사용하는 롤 밀은 모두 3단으로, 커피원두를 매우 균일한 입도로 분쇄하는 것이 가능하다.
일본의 두 커피고수가 구태여 비싼 롤 밀을 사용하는 이유를 들자면 다음과 같다. 원하는 크기의 입자를 균일한 입도로 분쇄할 수 있고, 원두분쇄 시에 필연적으로 발생하는 미분의 양이 다른 커피분쇄기와 비교해서 상대적으로 적게 나오기 때문이다. 분쇄한다는 것을 공학적으로 말한다면, ‘고체의 표면적을 증대시키는 것’을 의미하는데, 이는 용매와의 반응 면적을 증가시켜서 원하는 커피성분추출을 원활하게 하기 위한 것이다. 분쇄된 원두입자가 작아질수록 입자의 개체수는 많아지기 때문에 물과 접촉할 수 있는 표면적이 기하급수적으로 커진다. 때문에 0.2㎜ 이하의 미분이 많다는 것은 커피분쇄입자의 표면적이 증가해서, 추출 시 커피 맛에 영향을 주는 3가지 요인 중의 하나인 분쇄입자와 물의 접촉 면적을 비약적으로 넓혀서 의도하지 않은 문제를 야기 시킨다. 그렇기 때문에 고수들은 미분이 적게 나오는 커피분쇄기를 찾는 것이다. 전문가용으로 시판하는 커피분쇄기도 균일한 분쇄는 가능하지만, 미분이 생각보다 많이 나온다. 롤 밀도 역시 미분은 발생하지만 분쇄과정이 다른 분쇄기와 달라서 그 양이 상대적으로 좀 적을 뿐이다.
커피의 고수들이 그렇게 싫어하는 미분을 제거할 방법은 없을까하고 물어본다면, 나는 당연히 있다고 말한다. 그것도 너무나 간단한 방법으로 가능하다고. 그래서 나는 오늘 나만의 미분 제거 비법을 우리 독자들에게 선물로 공개하려고 한다. 필자는 커피공부를 하면서 커피 맛을 저해하는 미분의 양을 줄이려고 커피분쇄기를 여러 대 사용해 보았다. 그러나 아무리 비싼 전문가용 분쇄기도 미분의 문제를 해결하지 못하는 것을 보고, 매우 저렴하고 간편한 제3의 제거방법을 찾았다. 미분 제거를 고민하던 중, 건축 실험실에서 사용하는 ‘체’ 실험기구가 생각났다. 젊은 시절, 건축현장에서 체가름 실험으로, 콘크리트의 골재를 구별해 내기도하고 모래입자의 크기를 확인도하는 체 실험기구를 사용한 적이 있었다. 나는 당장에 제빵기구점에서 가는 체를 구입했고, 체를 사용해서 분쇄한 커피 속의 미분을 분리해 냈다. 미분이 제거된 커피는 잡미가 거의 없는 정갈한 맛의 커피로 추출됐다.
나는 이 방법을 내 자신의 노하우로 생각하고 오랫동안 나 혼자의 비법으로 사용해 왔다. 하지만 제거되어야할 미분입자의 크기를 정확하게 알지 못했기 때문에, 분명히 대단한 효과를 보고 있었지만 주변사람들에게 설명할 기술적인 자료가 부족했었다. 그러던 중 일본의 ‘다케다 커피’의 ‘다케다’씨가 쓴 ‘미분을 제거한 마일드 드립 추출법’과 ‘커피의 분쇄입도’에 대한 글을 보게 되었다. 정말 신기할 정도로 그동안 내가 해온 미분 제거방법과 동일한 방법을 사용하고 있었다. 아마, 커피에 미친 쟁이들이 하는 고민은 국가나 지역을 초월하는 것 같았다. 그가 권장하는 체의 크기도 내가 사용하고 있는 것과 같은 규격의 것이었다. 그것은 시중에서 판매하는 가정용 체로, 체의 통과 사이즈가 0.84mm인 매쉬(Mash) No.20이었다. 이 체의 사용법은 분쇄기에서 나온 커피가루를 체에 넣고 한두 번 좌우로 흔들어 주면 밑으로 미세미분이 떨어지면서, 체 안에는 미분이 제거된 균일한 분쇄커피만 남는다.
왜? 구태여 미분이 제거된 균질한 분쇄입자를 원할까? 답은 명쾌하다. 분쇄된 커피의 입자 속에 침투되는 뜨거운 물이 커피의 분쇄입자 하나하나에 동일한 조건(접촉시간과 접촉면적)으로 작용되기를 원하기 때문이다. 그래야만 추출된 커피의 맛이 균질하고 잡미가 없다. 혹시, 이 글을 읽는 독자 중에서 간혹 로스팅을 잘했는데도 떫은 느낌이나 탁한 느낌의 커피가 추출되었다면 미분을 제거하고 다시 추출해보면 어떨지. 아마 깔끔한 느낌의 부드러운 커피로 변하는 마술 같은 상황을 체험할지도 모른다. 미분은 다른 보통의 분쇄 입자보다 극히 작기 때문에 추출 시 물에 잠겨있는 시간이 상대적으로 길어져서 커피 세포 속에서 추출되지 않아도 될 성분까지 추출된다. 그렇기 때문에 맛의 편차가 크고 원하지 않은 잡미가 추출될 가능성이 높은 것이다. 이제, 멋진 커피 추출의 노하우를 알았으니, 독자들도 안개처럼 나타났다 사라지는 한줄기의 커피 향기를 당신의 커피 잔에 담아보지 않으시렵니까?