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커피의 풍미 : 감미, 산미, 고미, 향미)

커피의 풍미
- 커피의 향기물질 종류 :  로스팅 향
- 커피의 쓴 맛


Roasting, cooling, and storage conditions affect the chemicals that contribute to brew's flavor and aroma
Sophie L. Rovner © 2007 American Chemical Society

COFFEE PREPARATION may appear simple, but the chemistry it touches off is complex indeed. Food scientists are studying the reactions that take place in coffee beans and in the beverage itself to make this treat even more delectable.
The process begins when raw green coffee seeds, or beans, are removed from bright red coffee berries, then dried and roasted. Beans are typically roasted for eight to 12 minutes and ultimately reach a temperature of 210–225 °C. "The final roasting temperature influences not only the quality and quantity of aroma compounds that give coffee its enticing character but also the correct ratio between bitter and acid flavor," according to Thomas Hofmann, chair of food chemistry and molecular sensory science at the Technical University of Munich in Freising, Germany.
A thousand volatile compounds have been identified in coffee, though just 40 or so of these substances "have been demonstrated to contribute to the alluring smell," Hofmann noted. They include β-damascenone (which has an aroma like cooked apples), 2-furfurylthiol (sulfury, roasty), 2-isobutyl-3-methoxypyrazine (earthy), guaiacol (spicy), 2,3-butanedione (buttery), and 4-hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanone (caramel-like).
The flavor and aroma compounds derive from multiple chemical reactions, including the Maillard reaction, caramelization, polyphenol degradation, polymerization of carbohydrates, and pyrolysis.
One of the distinctive flavor characteristics of coffee is its bitterness, which develops during roasting. Conventional wisdom held that caffeine was the most important compound responsible for this flavor, Hofmann said. But he wasn't convinced, particularly when he found that consumers couldn't distinguish between decaffeinated coffee and decaf spiked with caffeine. That proved caffeine wasn't an important contributor to bitterness, Hofmann said.
While caffeine is bitter, its concentration in coffee is too low to be tasted, he added. Hofmann spoke about coffee bitterness in a press briefing and symposium on thermal generation of flavors at last month's American Chemical Society national meeting in Boston. The symposium was sponsored by the Division of Agricultural & Food Chemistry.
Hofmann and his research associate Oliver Frank of Germany's University of Münster turned to fractionation experiments to try to isolate the bitter factors. They found that two groups of components were significant contributors to bitterness: chlorogenic acid lactones and multiply hydroxylated phenylindanes. The lactones derive from chlorogenic acids, also referred to as O-caffeoylquinic acids, which are the predominant polyphenols present in raw coffee beans. Bean roasting either can break these phenolic acids down to form di- and trihydroxybenzenes such as hydroxyhydroquinone or can epimerize and dehydrate the acids to give various lactones that provide a "pleasant, coffeelike bitter taste quality" in light- to medium-roast coffee, Hofmann said.
If roasting continues, the lactones break down and form 4-vinylcatechol as a highly reactive intermediate. This compound then oligomerizes to give multiply hydroxylated phenylindanes such as the dimeric cis- and trans-5,6-dihydroxy- 1-methyl-3-(3′,4′-dihydroxyphenyl)indanes. These compounds yield a "lingering, harsh type of bitter sensation" typical of overroasted coffee, Hofmann noted.
The 20 lactones and indanes that Hofmann identified could serve as reliable markers for industrial roasters. They could use liquid chromatography coupled to mass spectrometry to track these compounds and thereby tailor roasting time and temperature to achieve an even more desirable coffee taste. This science-driven technique would be more objective than the current method, which mainly assesses the color of roasting beans to determine when roasting should be stopped.
ONCE COFFEE BEANS are roasted, they stay fresh for several months, but ground coffee is best used within two weeks of grinding, according to Hofmann. Brewed coffee also evolves, with the flavor changing dramatically within a few minutes of brewing and continuing to deteriorate until the beverage is consumed.
"The longer you keep coffee hot, the more you degrade the aroma molecules, and in particular, those exhibiting the pleasant sulfury-roasty smell," Hofmann said. "The acidity increases too, because the lactones are hydrolyzed to form free acids." Fresh coffee has a pH between 5.0 and 5.4; that can drop to 4.6 if the coffee is kept hot for two or three hours, increasing sourness and also influencing the perceived bitterness.
Aroma degradation can be a particular problem when coffee is stored as a canned or bottled beverage or as a liquid coffee concentrate, noted Christoph Müller, a senior scientist at Firmenich in Plainsboro, N.J. He spoke in the flavor generation symposium and press briefing at the national meeting.
"Unfortunately, the pleasant fresh-coffee aroma cannot be simply preserved," Müller said. Once again, it's the sulfury-roasty aroma quality that suffers during storage of coffee beverages. "This is mainly due to the decrease of the coffeelike-smelling compound 2-furfurylthiol (FFT)." Müller, who was a doctoral student with Hofmann when he performed the work he described at the meeting, wanted to find a way to prevent this "aroma staling" and extend coffee's shelf life.
Müller found out that di- and trihydroxybenzenes, and in particular hydroxyhydroquinone, react with FFT and other odor-active thiols such as methanethiol that are present in freshly brewed coffee. The reactions form conjugates, including 4-[(2-furylmethyl)sulfanyl]hydroxyhydroquinone. This oxidative coupling begins right after coffee is brewed and continues when the beverage is kept hot or processed into canned, instant, or concentrated liquid coffee. The binding reactions, which end when all the odor-active thiols are trapped, explain why the smell of the stored beverage isn't as appealing as the alluring aroma of freshly brewed coffee.
Shelf life could be improved by treating coffee with enzymes that would break down thiol-binding compounds such as hydroxyhydroquinone, Hofmann said.
Alternatively, trapping of the thiols could be limited by tailoring the bean roasting process to reduce formation of hydroxyhydroquinone, lowering the oxygen level in coffee, or controlling parameters such as pH during extraction of coffee powder, Müller said.
Jürg Baggenstoss, a Ph.D. student at the Swiss Federal Institute of Technology, Zurich, also discussed the influence of roasting conditions on flavor during the national meeting. Baggenstoss investigated the impact of time, temperature, heat transfer, and bean cooling methods on flavor formation, oxidative stability, and shelf life of coffee.
He compared the traditional roasting process with a slow, low-temperature roasting process (660 seconds, 228 °C) and a fast, high-temperature process (170 seconds, 260 °C). Baggenstoss' experimental methods resulted in the same degree of roast as gauged by bean color. But the fast, high-temperature process formed considerably more aldehydes and diketones as well as 4-vinylguaiacol, N-methylpyrrole, and 3-mercapto-3-methylbutyl formate.
THE RESULTS "show that different time-temperature profiles lead to different flavor profiles," Baggenstoss concluded. "The concept of a degree of roast derived from roast color can be a bit misleading." His most important finding, he added, is that "you cannot simply speed up the slow, traditional roasting process" and still attain the most pleasing flavors.
Once beans reach the desired degree of roast, they are cooled rapidly with air or water. Air-cooled coffee beans contain just 1–2% water, while water-cooled coffee beans contain as much as 5% water. Baggenstoss studied the effect of the beans' water content on the stability of flavor compounds during storage. He found that aldehydes, pyrazines, and diketones such as 2,3-butanedione were unaffected by bean water content.
On the other hand, compounds such as dimethyl trisulfide formed faster and reached higher levels in beans with higher water contents. Dimethyl trisulfide is formed by the oxidation of methanethiol, which is broadly related to the perception of coffee freshness. "Therefore, the coffee with higher water content seemed to lose fresh attributes faster than air-quenched coffee," Baggenstoss said. Furthermore, "some of the impact compounds are more rapidly degraded during storage of coffees with higher moisture content."
Since several flavor-impact compounds were affected by water content, "we have to assume that increased water content has a negative influence on flavor stability," Baggenstoss said. "In order to increase shelf life, the final water content of the roasted coffee bean should be low."
Once applied, such findings may ensure that coffee remains good to the last drop.


신혜경의 커피와 경제] (26) 커피향미 표현방법을 알면 커피맛을 더 풍부하게 음미할 수 있다
신혜경 전주기전대학 호텔소믈리에바리스타과 교수
입력 2017.02.10 05:00

커피를 마실 때 누구나 커피 특유의 향기와 맛을 느끼게 된다. 그렇게 느끼는 커피의 향기와 맛을 말로 표현하는 것이 커피의 향미표현이다.
커피 전문가들, 특히 커피향미를 전문적으로 평가하는 감정사들은 커피 향미에 관한 전문용어를 사용하여 서로 의사소통하거나 일상에서 경험했던 것을 용어로 나타내어 부연설명을 하곤 한다. 하지만 개인의 주관적인 느낌을 일상용어로 표현한다고 해서 아무 표현이나 사용하는 것은 아니다.
서로 정의되어 있는 통일된 용어를 사용하여 커피의 향미를 표현한다. 그래서 꽃향기와 함께 신맛과 단맛이 어우러져 난다고 표현하면 이미 전문가들은 그 표현만으로도 그 커피가 아프리카 지역의 에티오피아 계열의 커피라는 것을 알게 된다.
20년 전, 미국스페셜티커피협회(The Specialty Coffee Association of America, SCAA)장인 테드 링글(Ted Lingle)은 ‘커피 테이스터들의 플레버휠(Coffee Taster’s Flavor Wheel)’로 커피의 향미를 정의했다. 또한 향미 평가지(아로마, 풍미, 후미, 산미, 바디, 균형감, 단맛, 청결도, 밸런스, 결점, 전체의견 등의 평가항목이 있음)를 이용하는 향미 평가 방법을 제시하였다.
SCAA의 평가지에는 각 항목마다 점수를 매기게 하고 최종 합산하여 85점 이상이면 스페셜티급 커피로 분류하고 있다.
동일한 품종의 커피도 원산지와 재배방법, 가공방법에 따라 그 향기와 맛은 크게 다르다. 또한 커피의 향미는 로스팅에 의하여 다양하게 변화되어 나타나며, 로스팅된 원두를 어떻게 추출하는지에 따라서도 새로운 특성이 나타나기도 한다.
따라서 다양한 향미의 특성을 찾아내어 평가하는 작업인 커핑(cupping)은 커피업계에서 매우 중요하며 이를 전문으로 하는 감정사는 커피업계에서 예술에 가까운 고도의 기술로 존경받고 있는 것이다.
커피의 향미는 커피의 향기, 맛, 농도, 촉감을 기준으로 평가되고 표현된다. 그 중 커피의 향기는 커피 한 잔을 마실 때 기체상태에서 느끼는 것이며, 나머지는 모두 액체 상태에서 느끼게 된다. 커피 전문가들이 어떻게 커피향미 표현을 하는지 알면 자신에게 맞는 커피를 선택하는데 도움이 될 것이다.
커피를 마실 때, 커피의 향기는 대략 4단계를 거쳐 느끼게 된다. 커피를 분쇄할 때 느낄 수 있는 분쇄된 커피의 향기(Fragrance, Dry Aroma), 분쇄된 커피에 물을 부어 적실 때 올라오는 향기(Aroma, Wet Aroma), 음료로 추출된 커피를 마실 때 느끼는 향기(Nose), 삼키고난 뒤 남는 여운의 향기(Aftertaste)가 바로 그것이다.
이렇게 여러 단계로 느껴지는 커피의 향기는 다양한 용어로 표현된다. 커피생콩이 가지는 고유의 향에서부터 로스팅 단계를 진행하면서 생성되는 향기, 로스팅의 막바지에 다다랐을 때 생겨나는 향기의 특성을 주로 언급한다.
가장 먼저 커피 생콩이 가지고 있는 고유의 특성은 크게 꽃향(Flowery), 과일향(Fruity), 야채와 같은 허브향(Herby)의 3가지로 구분한다. 꽃향기는 자스민향, 라벤더향, 커피꽃향, 허브꽃향 등의 달콤한 꽃 같은 향(Floral)과 향긋한 향신료 같은 향(Fragrant)으로 세분하여 표현할 수 있다.
과일향기는 레몬향, 오렌지향, 탠저린향, 사과향, 포도향 등의 시트러스향(Citrus, 감귤류 과일 같은 향)과 살구향, 블랙베리향, 블루베리향 등의 베리향(Berry)으로 구분할 수 있다. 허브향은 양파향이나 파향, 마늘향, 오이향, 완두콩향 등으로 표현할 수 있다.
다음으로 커피 생콩을 로스팅하면서 나타나는 향기는 마이야르반응과 당 갈변화를 통해서 생성된다. 처음에는 고소한 향(Nutty)을 띄다가 달달한 향이 추가된 카라멜향(Caramelly)이 나타난다. 그 후 조금 더 로스팅을 진행하면 단향에 쓴향이 살짝 섞인 초코렛향(Chocolaty)을 나타낸다.
고소한 향(Nutty)은 구운 땅콩, 월넛, 호두, 맥아 등 견과류 같은 향을 말하며, 카라멜향(Caramelly)은 구운 헤즐넛, 당밀, 꿀, 메이플시럽과 같은 향을 말한다. 초코렛향(Chocolaty)은 진한 초코, 스위스 바닐라, 버터같은 향을 나타낸다. 이러한 향기는 강볶음(Dark roast)으로 갈수록 급속히 사라지게 된다.
따라서 커피에서 고소한 향이나 카라멜향이 느껴지면 약하게 로스팅된 것이고 단향과 초코렛향이 강하게 느껴지면 중간정도 볶은 것이며, 이러한 향들이 모두 느껴지지 않고 쓰게 느껴지면 강하게 로스팅된 것이다.
로스팅을 오래 더 진행하면, 커피의 후미(Aftertaste)에서 탄내를 느낄 수 있는데, 송진 냄새(Turpeny), 향신료의 톡쏘고(Pungent, 정향 같은) 매운 내(Spicy, 후추, 육두구 같은), 타서 나는 연기 냄새(Smoky), 재 냄새(Ashy) 순으로 나타낸다.
커피의 향기는 위와 같이 로스팅을 진행하면서 나오는 향기를 주로 언급하고 있지만, 추출에 관련하여서는 추출 성분의 고형물(물에 녹아나 있는 수용성 물질)의 양과 농도에 의해 나타나는 향기 특성과 맛을 연관지어 말하는 것이 일반적이다.
커피의 맛 표현은 신맛, 단맛, 구수한 맛, 쓴맛을 중심으로 감칠맛이나 짠맛으로 표현한다. 추출할 때, 커피와 물이 만나는 조건과 방식을 어떻게 사용하였는지에 따라, 또 추출된 커피를 어떠한 온도와 농도로 즐기느냐에 따라 다르게 나타나는 맛을 표현하는 것이다.
신맛 계열은 어시더티(Acidity, 단맛이 살짝 드리우며 가벼운 신맛이 상큼하게 느껴지는 것), 와인니(Winey, 와인과 같이 단맛에 좀 더 많은 신맛이 느껴지는 것), 샤워리(Soury, 신맛만 시큼하게 느껴지는 것)를 중심으로 표현한다.
단맛 계열은 주로 단맛과 감칠맛, 구수함으로 나누어 표현하는데 신맛과의 조화, 쓰고 거칠며(harsh) 날카로움(pungent)과의 관계를 중점적으로 나타낸다. 각종 맛이 혼합되어 한꺼번에 나타나더라도 어느 맛이 좀더 강하게 나타나는지에 집중하여 표현한다.
예를 들면, ‘단맛이 풍부하며 침이 고이게 하는 상큼함(Acidity)이 좋다’든지 ‘뒤에 남는 여운까지 기분좋게 만드는 감칠맛이 느껴진다’와 같이 표현한다.
짠맛 계열은 다른 맛과 어울려 본래의 맛을 더 잘 느끼게 해 준다. 커피의 바디(body, 촉감)감과 어우러져 좀 더 부드럽고 은은하게 느껴지게 해준다.
커피의 농도는 커피의 성분이 추출되어 조성된 성격과 조화를 나타내지만, 흔히 농도가 진하면 바디도 강하게 느끼게 된다. 커피의 촉감은 바디를 통해 평가하게 되는데, 부드러움 정도(Butter, Creamy, Smooth, Watery)와 풍부함 정도(thin, medium, heavy, thick)를 함께 구사하며 떫거나 깔끔한 정도(Clean)로 질감까지 표현한다.
따라서 ‘한모금 머금을 때, 강한 신맛과 어울어지는 진한 단맛이 풍성하게 들어와 느껴지고 부드러운 목넘김이 되어 오랫동안 감칠맛이 기분좋게 감돌게 한다’와 같이 표현할 수 있다.
그 외, 커피 생두의 가공 문제, 보관상의 문제, 로스팅이나 커피추출에서의 잘못으로 인해 나타나는 향미도 있다. 이러한 향미는 불균형을 이루어 전체적으로 좋게 느껴지지 않으며 일반적으로 향미평가에서도 좋은 점수를 받지 못한다.
그러나 이러한 향미의 불균형에도 불구하고 오히려 개성 있는 것으로 인식되어 개인의 기호에 따라 선호의 대상이 되기도 한다. 그러므로 향미가 완벽하게 조화되지 않는다고 해서 무조건 부정적으로 볼 필요는 없다.
SCAA는 꾸준한 연구·개발을 통하여 2016년에 새로운 ‘커피 테이스트들의 플레버휠’을 선보였다. 지속적으로 개선에 노력함으로써 커피 전문가들에게 커피의 향미에 관하여 서로 소통할 수 있도록 정량적인 기준을 마련해주고 있는 것이다.
이 외에도 중남미의 여러 커피 생산국(브라질, 콜롬비아, 과테말라 등)에서는 커피 생두의 품질 평가를 위해서 별도의 COE(Cup of Exellent)대회를 개최하며 고유의 평가기준을 사용하고 있다.
각 평가항목에 점수를 매겨 수치화 하는 점에서는 SCAA의 평가지와 유사하나 커피생콩 고유의 향미 특성을 자세히 기재하게 하는 점에서는 차이가 있다. 커피 향미의 특징을 상세하게 기재하게 하여 대회에 참가한 개별 생산 농장들의 품질개선 노력을 독려하기 위한 것이다.
COE에서의 순위 결과에 따라 커피 생콩 가격이 결정되기 때문에 농장주는 대회에서 순위 내에 들기 위하여 많은 노력을 기울인다. 산지 특유의 고유한 향미 외에 색다른 향미를 구현할 수 있도록 가공공정에 변화를 주기도 하고 품종개량을 통해 색다른 향미를 개발하는 등의 노력을 하는 것이다.
결과적으로 커피 향미평가가 고품질의 커피 생산을 위한 커피 농장주의 노력과 품질 향상까지 영향을 미치게 되는 것이다. 앞으로 커피를 마실 때, 커피에서 어떤 향기가 나며 어떤 맛이 있는지를 느끼면서 천천히 음미해보자. 커피향미 표현 용어를 알고 음미하면 지금까지 느껴 보지 못한 다양한 향기와 맛을 느끼게 될 것이다.