커피 토픽

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※ 1. 커피 맛에 영향을 미치는 대표적인 물의 조성 : 경도 성분

MAJOR WATER COMPOSITION FOR  BETTER COFFEE


물 속에는 순수한 H20 성분이외에도 다양한 성분들이 함께 녹아 있습니다. 


이 가운데에서도 물 속에 용해되어 특정한 역할을 수행하는 성분들이 있죠. 이들은 물속에 완전히 용해되어 눈에 보이지 않는 미네랄 상태로 존재하는 경우가 많은데, 특히 커피 추출에 관여하는 대표적  양이온과 음이온들에 대한 기본적 이해가 중요합니다. 


# 대표적 경도 성분 : Ca+2, Mg+2

# 대표적 알카리도 성분 : OH- CO3-   HCO3-


일반적으로 커피에서의 경도 성분은 끓였을 때 석출되어 일시적으로 경도의 성격을 갖는 일시 경도에 많은 초점을 갖추고 있습니다. 이런 일시 경도는 칼슘(Ca+2 ), 마그네슘(Mg+2) 이온 이 알카리도로 대표되는 음이온인 OH- , CO3- , HCO3-  등과 결합이 가능한 양을 의미합니다. 


일반적으로 우리가 스케일이라고 말하는 탄산칼슘(CaCO3)이 이러한 이온들의 결합의 대표적인 예라고 할 수 있습니다. 따라서 이러한 경도 성분이 물속에 많다는 것은 스케일 발생의 잠재적 역량을 갖추고 있다는 의미로 해석이 될 수 있습니다. 


하지만 꼭 그렇지는 않죠.


최근들어 커피에서 는 특히 이러한 칼슘과 마그네슘 이온들의 중요성이 크게 부각되고 있는 가운데, 특히 가장 중요하게 재평가 되고 있는 부분은 바로 “커피 향미 추출”의 관점입니다. 


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칼슘과 마그네슘은 커피의 성분들이 물 속에 더 잘 녹아들게  하는 향미 추출자의 역할을 수행하는데  큰 기여를 하는 것으로 밝혀졌죠. 덕분에 스케일 발생에 대한 유발 요인으로 제거 대상이었던 경도 성분들이 다시금 주목 받고 있습니다. 


더불어 기존에 경도 성분들에게 씌워졌던 누명이 벗겨지기도 했는데, 이 부분은 알카리니티 편에서 조금 더 소개하도록 하겠습니다. 



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※ 2. 커피 맛에 영향을 미치는 대표적인 물의 조성 : 알카리니티 성분

MAJOR WATER COMPOSITION FOR  BETTER COFFEE


알카리도 유발자(pH 완충제) & 스케일 유발자 

OH-     CO3-    HCO3-


 물 속에 녹아 있는 음이온 성분 중  OH- , CO3- , HCO3-  등은 알카리도(Alkalinity)로 대변되는 대표적인 구성 물질들입니다. 

 이들은 물 속에서 pH 를 유지하는 아주 중요한 역할을 하는데,  이들이 일정량 이상 녹아 있지 않으면, 외부 요인에 의해 물이 급격히 산성화되는 위험에 노출됩니다. 

 일반적으로 pH 변동을 억제하는 역할로 인해 완충제(Buffer)라고 부르기도 합니다. 알카리도 성분이 물에 충분히 녹아 있다면, 그 물은 산에 대한 완충 능력이 우수해 pH 가 안정적으로  유지되는 물이라고 이해하시면 됩니다.
 

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 커피에서 산성 성분에 완충작용을 보이는 이러한 알카리도 유발 이온들의 역할은 관능적으로 큰 영향을 미친다는 것이 중요합니다. 

 물속에 녹아 있는 알카리도 물질의 양이 많아질 수록 커피의 맛은 생기가 없고, 밋밋한 맛을 나타낼 경향이 큽니다. 산미가 풍성한 커피라 할지라도 이러한 알카리도 성분이 높은 물에서는 고유의 산미를 나타내기 힘듭니다.   

 또한 이러한 알카리도는 스케일 발생에도 중요한 영향을 미칩니다. 대부분의 경우 커피 장비에서 스케일 유발은 중  Ca+2, Mg+2 에만 초점을 맞출 경우가 많지만, 실제로 커피 장비에서 대다수 생성되는 탄산칼슘(Lime Scale,CaCO3) 은 경도 성분(Ca+2, Mg+2)과 알카리니티 성분(일반적으로 HCO3- )들의  화학적 반응을 통해 유발됩니다. 

  따라서 장비 측면에서 경도 성분 과 알카리니티 성분의 함량은 스케일 발생과 밀접한 관계에 놓여있으며, 특히 Ph 완충 작용에 관여하는 알카리니티 성분들이 극단적으로 낮아질 경우는 pH저하로 인한 장비의 부식성 문제를 일으킬 수 있음을 유의해야 합니다.


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※ 3TDS 에 대한 대표적인 오해  ABOUT TOTAL DISSOLVED SOLIDS


물 속에는 앞서 #1, 2 편에서 설명했던 커피 맛에 많은 영향을 미치는 대표적인 양이온, 음이온 등 뿐만 아니라 수많은 성분들이 존재합니다. 이 가운데 물에 용해되어 있는 성분을 TDS(TOTAL DISSOLVED SOLIDS)라고 부르죠.


우리가 말하는 물의 TDS 속 에는 (당연한 말이지만) 용해된 양이온, 음이온 성분들이 모두 포함이 됩니다. 일반적으로 TDS 를 경도와 혼용하기 쉽지만, 엄밀하게 TDS 와 경도는 전혀 다른 개념입니다. 


TDS 는 물 속에 녹아든 성분들의 총량이며, 경도는 2가 양이온, 특히 Ca, Mg 이온의 함량을 CaCO3 로 환산한 수치입니다. 따라서, 우리가 사용하는 TDS 의 수치만으로는 경도성분의 함량과 알카리도 성분의 함량을 정확히 알 수 없습니다. 



TDS와 커피 맛의 상관관계?


TDS 가 높으면 커피 성분이 덜 녹는다? 


앞의 #1편에서 Ca, Mg 이온 등의 경도 성분들은 커피의 향미를 보다 잘 꺼내는 역할을 한다고 설명되었습니다. 따라서 이들 이온들이 많아질 수록 TDS 수치 역시 높아지게 되며 커피 향미, 성분들에 대한 추출 능력이 높아지게 된다는 것이 최근의  연구결과입니다.(수율의 측면은 아닙니다.) 


최근 발표된 SCAE 의 “THE SCAE WATER CHART MEASURE AIM TREAT (2016)” 리포트에서도 이같은 경도 성분과 향미의 관계를 언급하기도 합니다. 그렇다면 왜? 높은 TDS 는 커피 향미에 낮은 결과를 보인다고 알려져 왔을까요? 



TDS 가 높으면 커피 성분이 덜 녹는다? 


이를 제대로 이해하기 위해서는 몇 가지 사항에 대해 살펴 볼 필요가 있습니다.


 첫째, 물에는 다양한 이온들과 성분들이 공존합니다. 따라서 물 속에 녹아있는 총 고형물의 양(TDS)이 모두 같다고 하더라도 녹아 있는 성분들의 함량은 각기 다릅니다. 즉, 경도 성분이 많아도 TDS 는 높게 나타나고, 알카리도 성분이 많다해도 TDS 는 높게 나타나죠. 


  “TDS 가 높으면 커피가 잘 녹지 않는다”는 설명이 타당하지 않은 이유 중 하나가 바로 이 부분입니다. TDS 중 경도 성분이 높을 경우는 커피 향미와 성분 추출에 긍정적이지만, 알카리도 성분이 높을 경우는 커피의 산미와 밝은 플레이버를 감쇄시킬 가능성이 있죠. 따라서 TDS 가  높은데도 커피가 잘 녹지 않는다고 알려진 데 대한 타당한 추론 중 하나는 바로 이겁니다. 


  “TDS 가 커피를 못 녹이게 만든게 아니라 높은 알카리도가 커피의 향미를 떨어뜨렸기 때문입니다.”  Maxwell Colonna Dashwood.



  둘째, 물과 추출된 커피의 TDS 를 따져 볼 때 이 부분은 더 명확해집니다. 미네랄이 많이 녹아있는 경우(약 200ppm)라도 물속에 이미 녹아있던 TDS 는 실제 물 속에 녹아든 커피의 고형물의 양에 비해 극히 미미한(약 1% 가량)   수준이죠. 


 따라서 일반적으로 수돗물 기준 높은 TDS 를 가진 물이라 할 지라도 아직도 물은 빈 공간이 매우 큰 상태라 볼 수 있습니다. 이 때문에 TDS가 높은 물 속은 이미 많은 성분이 녹아 있어 커피가 녹지 않는다는 말이  타당한가?에 대해 생각해 볼 필요가 있습니다.



TDS는 어떻게 활용하는가? : TDS 는 수질(Water Quality)나타내는가? 


  사실 대한민국의 대다수 상수원을 통해 정수장을 거쳐 정상적으로 급수되는 물들은 모두 음용상태에 적합한 “정수”입니다. 따라서 일반적으로 우리가 사용하는 수질용 TDS 미터로 물의 품질을 측정하는 것은 큰 의미가 없으며, 물 속에 어떤 성분이 어느 만큼 녹아있는지도 확인은 불가능합니다. 

 따라서 커피에 있어서 단순히 물의 TDS 수치를 커피 맛에 반영하는 것은 큰 의미가 없습니다. 


 하지만, 일반적인 전도도 기반 TDS 미터는 꽤나 빠르고 간편히 물의 TDS 의 성향을 판단할 수 있게 만들어줍니다.  평소 커피에 사용하는 물의 TDS 수치가 급격히 변화했다면, 물 속의 다른 성분들의 함량도 변화했을 가능성이 크기에  정확한 수질 체크 시기로 삼아보시는 것이 좋습니다.        



글 : 이상선(indend007@naver.com)


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B.EXPERT

댓글 24

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운영자 작성자

Jul 22, 2016 06:44

B.EXPERT

경도 이야기에 조금 더 부연합니다.

 

일반적으로 칼슘과 마그네슘으로 대변되는 2가 이온들은 대부분 경도에 영향을 미치는데, 특히 칼슘의 농도가 마그네슘 보다는 높은 편입니다.


여튼 이들 경도 성분은 이제껏 "스케일을 발생하는 요인"이며, 커피 성분이 잘 녹지 않게 만드는데 기여를 한다고 알려져 오기도 했죠.


그런데 실제로 최근의 연구(C. Hendon, Maxwell Colonna Dashwood)에서는 이러한 경도 성분을 이루는 2가 금속 이온들은 커피의 향미를 커피로부터 더 잘 꺼내는 역할로 작용한다는 점을 밝혀냈으므로 경도 성분이 높을 수록 커피 성분을 추출하는 추출 잠재력이 높다고 보는게 맞다는 견해들이 힘을 얻어갑니다.


따라서 "경도 성분이 높을 수록 물 속에 이미 녹아있는 성분이 많기 때문에 물에 커피가 잘 녹지 않는다"라는 말은 근거가 부족하다고 보는 것이 타당할겁니다.


좀 더 살펴볼까요?


실제로 약 200mg/L 이상의 경도 값(CaCo3 환산치)을 가진 물은 경수로 분류되어 흔히 "센물"이라는 단어로 설명되고 커피엔 적합하지 않은 물로 대변되는데, 이를 조금만 더 들여다본다면 재미있는 사실을 발견할 수 있습니다.
물의 경도값은 대부분 2가 이온 금속의 각 이온수치를 뭉뚱그려, 이와 대응되는 탄산칼슘(CaCO3)의 농도로 환산하여 표기합니다. 녹아있는 각각의 금속 이온의 무게를 그냥 더하는 것은 화학적 측면에서 별 의미가 없기 때문인데요.


여튼 CaCO3 값이 200mg/L 로 높은 경도를 보이는 물이 있다면, 이온 조성에 따라 다르겠지만 다음과 같은 가상의 사례로 치환해 볼 수 있습니다.


#1. 100% 칼슘만 존재하는 200mg/L(CaCO3 환산)의 경도 水의 실제 칼슘 농도 : 80.1 mg/L
#2. 100% 마그네슘만 존재하는 200mg/L(CaCO3 환산)의 경도 水의 실제 마그네슘 농도 : 48.6 mg/L


이 경우 순수하게 TDS 수치로만 따진다면, #1 의 경우는 실제 이온 농도는 80.1mg/L 에 불과하며, #2 의 경우는 48.6 mg/L 의 이온 농도에 불과합니다.


일반적으로 우리가 마시는 브루잉 커피 중 굉장히 연하다고 생각되는 커피들 예를 들어 1.0 TDS% 정도의 농도를 가진 커피 속 커피 고형물의 농도는 10,000 mg/L 입니다.


극단적으로 마그네슘으로 이루어진 경도 200mg/L(CaCO3 환산) 의 경수 속 이온 농도는 고작 50mg/L 가 채 되지 못합니다. 반면 아주 연한 커피라 할지라도 10,000 mg/L 의 농도를 가뿐히 도달합니다.


따라서 일반적으로 우리가 경수라고 부르는 물 속에 녹아있는 실제 금속이온들의 농도는 실제 커피의 농도 단위에 비해 극히 미미한 수준이란 것을 확인 할 수 있겠지요.

 

그렇다면, 왜 우리는 경도가 높은 물이 커피 추출을 방해했다고 여겨왔을까요? 그 부분은 바로 관능적 측면에서 이유를 살펴 볼 수 있을 텐데, 그 부분은 경도가 아닌 다른 요소에서 찾을 수 있습니다. 그 이유는 다음번 글에서 설명하도록 하겠습니다.

 

 

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Jul 22, 2016 12:56

보유자격 없음

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일시경도에 대해선 여러 글에서 많이보고해서 커피에 관련 된걸 알수있습니다만 영구 경도에 관한건 많이 안보이는것 같습니다 저도 궁금하구요...

 

 

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운영자 작성자

Jul 23, 2016 10:15

커피 추출의 관점에서는 영구 경도를 따로 분리해서 보실 필요는 없을 것 같습니다. 일시 경도는 가열상황에서 석출 등으로 커피 추출에 영향을 미치는 부분 등이 고려되어야 하지만 영구 경도는 그런 부분에 대한 부분에서 안정적으로 볼 수 있겠지요. 일시 경도, 영구 경도를 이룰 수 있는 경도 성분에 초점을 맞추시는게 아직까지는 보다 유익할 것 같습니다.

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LoveLove

Aug 31, 2017 01:34

항상 궁금하지만 어려운 물.. 물에 대한 좋은글 감사합니다^^
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Jul 25, 2016 02:27

보유자격 없음

좋은정보 감사합니다!

이번 2016 WBrC 챔피언 Tetsu Kasuya가 

시라카미 산지에서 길러낸 300ppm의 물을 사용하여

1등을 한 것을 보고 물에 대한 고민이 많아졌는데

굉장히 도움이 많이 되었습니다.

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운영자 작성자

Jul 25, 2016 02:28

감사합니다. 앞으로도 쭈욱 관심 가져주세요! ^^

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Aug 20, 2016 08:58

보유자격 없음

아주 유능한 지인덕분에 물에 대한 공부를 하고 있었습니다.

네이버 백과사전을 3시간 찾는것 보다 방금 글 집중해서 읽는게 훨씬 정리가 잘되네용~!!  감사감사~~ ^^

 

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Aug 20, 2016 11:27

아이고 감사합니다. :)

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김지혜

Feb 20, 2017 16:04

보유자격 없음

좋은 글 감사합니다:) 이해가 쉽게 정리해주셨네요. 

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재지

Feb 21, 2017 16:41

B.STARTER

너무 좋은 글이네요! 항상 감사합니다~

 

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토끼

Feb 21, 2017 16:56

B.STARTER

문과출신이라 그런지 각자의 챕터는 이해가 되는데 머릿속에 연결이 잘안되네요.

스케일 생성과 관련된 경도와 알칼리니티 부분은 이해가 되는데

경도가 맛을 담당하는것 같기도 하고 아닌것 같기도 해서 너무 헷갈립니다. 이 부분을 다음에 설명해주신다는거라면 ㅎㅎ 죄송합니다.

또, 칼륨이 쓴맛을 더 내게 한다던지 물의 성분에 따른 커피의 맛이 연결되는 점도 궁금합니다. ㅎ 혹시 스터디 하실 생각은 없으신지.. ㅋㅋ 아니면 다음 크런치는 물로 ㅎㅎㅎ

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ashgray

Feb 22, 2017 01:55

보유자격 없음

좋은정보 감사합니다. 물공부는 항상 어려운 부분인거같아요.

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송빠

Jul 27, 2017 17:15

B.STARTER

좋은정보 감사히 잘 보고 갑니다. 물에 대한 이해도가 높아지는 순간입니다.

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UNICCO

Sep 02, 2017 09:35

보유자격 없음
이마를 탁! 치게 하는 명쾌한 글과 댓글이네요. 너무 아름다웠습니다. 이는 분명 제 커피를 보다 힘있게 만들어줄거라 생각해요. 오랜만에 고1화학책이 보고싶은 순간이었어요.
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garam.cf

Sep 05, 2017 16:22

보유자격 없음

좋은 글 감사합니다..!!                    

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Cafegelato

Oct 26, 2017 23:15

보유자격 없음
전에 읽었던 글을 오늘 다시 읽어보고 있습니다....역시 다시봐도 좋은 글인듯합니다.
저의 직원에게도 이글을 읽어보라고 알려 주었네요. ^^
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운영자 작성자

Oct 27, 2017 08:09

좋은 말씀 감사합니다. ^^ 정성껏 읽어주시는 분들이 계셔서 계속 쓸 수 있을것 같습니다.
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DrCoffee

Nov 06, 2017 04:45

보유자격 없음
좋은 글 감사합니다~! 아직 100%이해했다는 말은 못하겠지만 공부할수 있는 토픽이 생겨가지고 감사하네요 
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운영자 작성자

Nov 06, 2017 08:06

하나씩 찬찬히 공부해나가시면 되실 듯 합니다. 읽고 고민하신다는 것 만으로도 대단하신거에요.
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운영자 님 20 포인트 획득 하셨습니다. 많은 활동 부탁드려요!
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송빠

Sep 12, 2018 12:05

B.STARTER
열정에 박수를 드리고, 공유에 감사를 드립니다. 항상 응원하구요, 좀 아쉬운점은 매번 세미나에서도 그렇지만 좀 정리가 되어 결론이 나오면 좋겠습니다. 예를 들어 위에서 말하는것처럼 TDS 가 반드시 물에 의해 추출된 커피고형성분의 % 가 아니라는것처럼... 커피를 위한 물 = 어떻게 해야하며, 어떤 기준을 가지고, 향미에 집중할건지, 머신보호에 신경을 쓸건지 외다리줄을 탈건지 등이요.. 예를 들어서요. 암튼 담편 기대하구요 항상 응원 합니다. 카페하나 하세요 ^^
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멜번커피

Jan 17, 2019 12:37

보유자격 없음
좋은 자료 감사합니다. 덕분에 헷갈렸던 부분들을 정확히 알게 됐어요ㅎㅎ
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멜하

Apr 02, 2019 11:20

보유자격 없음
좋은자료 감사합니다. 문과 출신이라 그런지 물은 테스트도 자주해보지만 공부하면할수록 더 이해가 안되는거 같아요!~
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유진

Apr 03, 2019 02:28

보유자격 없음
접할수록 어려운 물공부ㅜㅜ 좋은 정보 올려주셔서 감사합니다!
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