프로라운지

안녕하세요! 파이오니어커피입니다.


평소에는 조금 실무와 떨어져 있거나 이론적인, 학술적인 내용에 치우쳐진 논문들을

다뤘잔아요


이론상으로는 참 중요하지만 실제는 상당히 복합적인 요소들로 인해 중요성을 체감하지 못했던

경우가 참 많은 것 같습니다.


에쏘추출의 경우

제각각인 변수들을 충분히 이해하고 있다고 생각하지만 막상 필드에서 마주하게 되면

추출과 직접적으로 관련된 요소들 뿐 아니라 매장이라는 복잡한 환경들로 인해

추출이 언제나 이론처럼 딱 떨어지진 않는 것 같습니다


농도와 수율은 스페셜티 산업에서 가장 활발한 논의가 되어왔고 지금도 진행형이랍니다

수율은 커피 추출에 있어서 얼마나 효율적인 추출인지, 얼마나 경제적인 추출인지 판단하는

주요 변수이기도 하고,

농도 역시 풍미와 크게 관련되어 있고

- 에쏘와 아메리카노를 비교 해보시거나 브루잉을 진하게 내린것과 그것을 희석해서 드셔보시면

얼마나 큰 차이가 나는지 아실 수 있을겁니다 ! -

많은 매장들이 에쏘나 브루잉 QC에서 농도지표를 이용하고 있는걸로 알고 있어요



이번 사이언티픽 리포트에 출간된 논문은

농도와 추출 온도 추출 수율에 따라 센서리가 어떻게 영향을 받는지에 대한 내용입니다 !

굉장히 바리스타들과 애호가들이 좋아할 만한 주제를 다루고 있죠

이 논문으로 인해 추출온도에 대한 시각이 조금 바뀔 수도 있고

다시한번 수율과 농도에 대한 중요성을 아실 수 있을것 같아요

그리고, 독창성도 좋지만 표준화는 참 좋은거시라고 생각이 듭니다 !


리뷰를 하려다가 오랜 시간이 걸릴것 같고, 그냥 논문을 읽어나가는 것은 리뷰가 아니기 때문에

전체적으로 논문을 소개해드리겠습니다 !


추출에 대한 리뷰도 꼬옥 해보도록 할게요 그럼

시작!


원제 : 

Brew temperature, at fixed brew strength and extraction,

 has little impact on the sensory profile of drip brew coffee

출처 : nature - Scientific Reports


이 논문은 UC davis에서 진행되었어요

이학교는 커피센터를 가지고 있고 꽤나 커피에 투자를 많이 하는 학교중 하나랍니다.


저자들은 커피의 수율이나 농도에 따라 센서리가 영향을 받는 다는 이전의 연구결과들을

언급하면서, 추출온도 역시 센서리에 영향을 줄 수 있다고 설명합니다.

이전 결과들로부터, 비교적 고온에서 추출된 커피는 더 시고 쓴맛을 내는 경향이 있다고

말하며 본 실험에서 추출온도에 따른 센서리 반응을 알아보기 위해 실험을 준비했습니다


실험셋팅


사용된 커피는 다음과 같습니다

워시드 가공된 아라비카 혼합 - Bourbon, Catuai, Caturra, Lempira, Ihcafe 90, Pacas, and Typica

그리고 로스터는 로링

요건 로스팅 로그입니다


실험은 세 범위 온도 ( 87도, 90도, 93도)와 농도 ( 1.0, 1.25, 1.5), 그리고

추출수율 (16, 20, 24%)에서 진행되었습니다.

물론 타겟범위에서 편차가 발생하긴 했지만, 다행히도 큰편은 아니었습니다


본 실험에서는 총 투입 물양이 3075g으로 고정되었고, 타겟 수율과 농도 범위에 들기 위해서

그라인딩 셋팅과 추출비율이 조절되었어요

그라인더는 말코닉 ek43이 이용되었습니다.


예를들면, 농도 1.0 추출 수율 16% 물온도 87도의 조합에서,

원두는 176.1g이 사용되었고 물양은 3075g이니 추출비율은 약 17.5 그라인더 사이즈는 5,

총 추출시간은 7분이었습니다.

반면에, 농도 1.0에 추출 수율 20% 물온도 87도의 조합에서는

원두 145g, 추출비율 21.2, 그라인더 사이즈 3, 총 추출시간 6분 44초 였습니다.

센서리 평가는 약64-66도에서 이루어졌어요


이런식으로 농도와 추출 수율에 변화를 주기위해 추출시간과 추출비율, 입자가 변화 되었다는 것을

보실 수 있답니다.

같은 온도, 동일 추출 수율에서 농도를 증가시킬수록 사용되는 원두양이 증가하면서 추출 비율이 낮아졌고, 


같은 농도, 동일 온도에서 수율의 증가는 그라인딩을 더 가늘게 하고,  

원두를 더 적게 사용해서 추출 비율을 증가시켰으며 추출시간을 비교적 길게 가져갔습니다.


같은 농도 동일 추출 수율에서 온도의 변화에 따라서 다른 변수들은 큰 차이가 없었습니다.

실험에 이용된 추출 디스크립션; 출처: 원문 보충자료


자 요렇게 준비를 열심히 해서 다음과 같은 표를 만듭니다 !


이렇게 추출차트를 만들었구요, 조금 눈에 띄는 거라고는 추출 수율이 높아지면

변동이 좀 커보이죠 ? (요기)

저자들은 고 추출수율에서 이런 변동이 큰 이유를 긴 추출시간에 의한 더 낮은 일관성 때문이라고 했는데,

추출수율을 증가시킬 때 그라인딩을 더 가늘게 하고 추출비율 낮추고 추출시간이 길었거든요


그런데 저는 왜 길어진 추출시간이 더 낮은 일관적으로 표현됬는지 잘 모르겠습니다 (ㅠㅠ)

더 생각해보고 따로 바리스타 카테고리에 올릴게요. 혹은 의견있으시면 댓글 부탁드립니다 !



분석


자 이제 다 끝났어요 ,, 데이터 수집했으니 분석만 하면 됩니다.

위의 변수들의 조합(농도-수율-온도)에 따라 훈련된 패널들이 센서리를 평가했어요


우선 세개의 변수들이 센서리와 어떤 관계가 있는지 봐볼게요


분산분석 결과


분산분석 결과입니다 굵은색의 별표표시가 있으면 그 변수가 센서리에 통계적으로 의미있는

차이를 발생시킨다는 뜻입니다.

위 표에서는 TDS와 PE(percent extraction)가 큰 차이를 발생시키고

온도는 그렇지 않았습니다.


그리고 변수들의 조합에 따른 결과를 보면 오로지 농도와 수율의 조합만 

센서리에 변화를 초래했어요


우리는 지금까지 온도는 센서리에 큰 영향을 준다고 알고 있었죠

가장 많이 말했던거로는 온도가 높으면 쓴맛과 부정적인 맛이 증가한다

혹은 과다추출을 일으킬 수 있다 일겁니다


하지만 이전에 몇몇 바리스타들이 물이 끓자마자 브루잉을 하기도 했었고

온도를 상대적으로 높여서 추출을 하라고 가이드라인 되어있는 원두도 있답니다.

그리고 가장 조심해야할 점은, 통계적 차이 혹은 이론적인 차이가

실제 인지적 차이와는 다르다는 점이에요


만약 이론적 차이를 굳게 믿는다면 실제 결과를 객관적으로 받아들이지 못하고

편향적으로 받아들일 수도 있습니다


커핑의 경우가 그럴 수도 있는거 같아요. 예측커핑

아 일단 무산소면 와이니, 건포도 때리고 보는거죠

커핑점수 높고 워시드에 게샤 품종이라는 정보가 있으면 플로랄 때리고 자스민 꽂는겁니다



위 그림은 각각 변수에 따라 센서리 노트가 어떻게 변하는지 보여주고 있습니다.

빈공간은 그 변수가 그 노트에 대해 의미있는 차이를 발생시키지 못했다는 거에요

서로 다른 알파벳은 같은 변수타입의 다른 값끼리 차이가 있다는 겁니다.

농도 카테고리에 프루티 노트 ... 아... 같은 알파벳은 뭐죠 ... ㅠㅠ

표기오류인가요 

또 농도의 루버에 cbc 뭐죠 ,,, a는 어디로  ?

*a bb같은데 오류인거 같습니다 !

그리고 cbc의 경우 잘 보시면 가장 오른쪽이 a로 추정됩니다.


확실히 노트에 가장 크게 기여하는 변수는 농도네요

고농도로 갈수록 전체적인 노트에 대한 기여도가 증가하는 것을 보실 수 있답니다.

저 같은 경우엔 에쏘는 강렬함 정도가 워낙 쎄서 노트를 세세히 구분하는 것은 의미 없고

텍스쳐와 풍미의 패턴 중심에 한 두개의 핵심 노트만 집어내곤 해요.


근데, 수율의 경우 긍정적인 향미에 기여하는 프루티, 시트러스,베리, 블랙티 등의

향 중심의 저분자 화합물이 주로 기여하는 노트의 경우  수율의 차이에 따라 의미있는 차이가 발생했고, 


얼스,고무,스모키,재 등의 좀 부정적인 향미는 수율과 상관이 없다고 보여집니다

그렇다면 이런 디펙트 요소의 경우, 그라인딩과 추출 비율과는 무관하게 영향을 받는 것 같고

추출 테크닉으로 감추는 것은 어렵다고 보여집니다


긍정적인 향미의경우 그라인딩의 변화와 추출 비율 변화로 인지가 달라진다는 건데,

높은 수율의 경우 대체적으로 낮은 값을 보여주고 있어요.

추출시간이 길어진 결과가 아닐까 생각합니다.


온도의 경우는 너티만 차이가 있다고 보여지네요


각각 변수에 따라 향미들의 변화를 스파이더 플랏으로 보여주고 있습니다

시각적으로 눈에 딱 들어오는게 보여요


TDS의 경우 값에 따라 스파이더 플랏의 변화가 큰게 느껴지고

크게 변하는 영역은 점도와 신맛, 떫은맛 부분입니다

농도가 짙어질수록 이들의 촉감과 맛은 강해지고 있어요


주성분분석(PCA)

다음은 주성분 분석입니다.

복잡한 데이터의 차원을 축소시켜서 두, 세개의 변수로 데이터를 설명하는 방법이에요

여러분 요거는 조금 어렵게 느끼실 수 있어요 생소하기 때문에요


숫자에 의미를 두기보다는 데이터들이 어떻게 퍼져있고 어떻게 관계를 맺고 있는지를 보시면 돼요.

가로축은 데이터를 가장 잘 설명하는 주 변수1 입니다. 

전체 변동의 약 72.21%를 차지하고 있어요 나머지 세로축(주변수2)은 10.45%를 설명하고 있습니다.


그림A의 경우 3개의 변수가 조합되어 있는 브루잉이 어떻게 퍼져있는지 보여주고 있어요

가장 오른쪽을 보시면 공통점이 브루잉농도 1.5%가 집중되어 있고

가장 왼쪽은 1.0%에 집중되어 있습니다

1.25%는 중앙에 산개되어 있네요

그리고 TDS라는 변수도 왼쪽부터 1.0% -> 오른쪽 1.5%으로 가로축을 중심으로

이동하고 있습니다


그림 B는 각각의 센서리 데이터의 로딩값을 보여주고 있습니다

그러니까 위의 데이터와 연계해서 보시면, 그림A에서 오른쪽으로 갈수록 농도가 진해지고 있었죠 ?

그리고 그림B를 보시면 오른쪽에는 떫은맛을 나타내는 아스트리젠트와 시트러스 ,시큼한이 있습니다

데이터들이 쫙 있을 때 떫은맛 시큼 시트러스가 농도의 진한 정도와 관련이 있다는 것을 나타내는 겁니다

농도에 의해 이 노트들의 인지가 눈에 띄게 변한다고 볼수도 있어요


비슷하게 수율도 보시면

전체 변동의 약 10%정도밖에 차지하지 않고 있어서 크게 영향력이 있지는 않습니다

다만 수율 16%의 플랏에서 베리류가 자리잡고 있네요


다음은 조금더 변수들과 센서리 노트들의 관계를 알아보는 그림입니다.

센서리 타이틀은 그레이,옐로,브라운,레드로 나누어져 있고 바탕색은 센서리의 기여도(attribute intensity)에요

그리고 가로축은 수율, 세로축은 농도입니다


타이틀에 대한 구분은

그레이 : 오직 TDS와 비례관계가 있음

옐로 : TDS와 비례관계 수율과 반비례관계

브라운 : TDS와 수율과 비례관계

레드 : TDS와 반비례관계 수율과 비례관계

입니다


이건 제가 딱히 해석해드릴건 없구요. 곰곰히 시간을 들여 해석해보시는 걸 권해드려요 !!

꼭 해석해서 의견을 댓글로 ,,, 달아주시면 정말 고맙습니다 ㅠㅠ 


그런데, 그레이를 보시면 오로지 TDS와 관계가 있고 농도가 진해질수록 이들의 인지가

더 증가하는걸 보실 수 있어요

반면에 옐로는 긍정적인 노트가 많은데 농도가 진해질수록 인지가 더 잘되지만

수율이 증가하면 감소하는 경향을 보입니다


앞에서 조금 주의깊게 봐야했던 수율의 증가는 추출시간의 증가로 이루어졌거든요

향미 소실이 있었을 가능성이 있고, 다른 노트에 희석되서 인지가 덜 됬을 수도 있을것 같습니다



오늘은 논문의 내용을 소개해드렸어요

간만에 실무에 대한 내용을 흥미롭게 다룬 내용인것 같아요

무엇보다 깔끔하고 한눈에 구분이 되는 시각적인 툴을 활용해서 더 좋았던것 같습니다

그리고 용어도 우리에게 친숙한 용어들을 사용해서 더 소개하기 편했어요


오늘안에 끝내려고 부족한 설명이 있을 수도 있습니다

내용이해에 어려운 부분이 있다면 말씀해주세요 ㅎㅎ

저자들의 해석과 덧붙인 제 의견은 바리스타 카테고리에 업뎃해두겠습니다 ㅎㅎ


해석에 있어서 센서리 라는 특징을 꼭 유념해주셨으면 해요 !

위의 변수들의 관계는 커피가 바뀌면 얼마든지 변할 수 있는 내용이니

너무 공식처럼 외우진 않으셨으면 좋겠습니다.


저는 이런 정보들로 부터

더 나은 커피문화가 되었으면 좋겠고 제가 가지고 있는 기술과 지식으로 지속가능성을

건설하고 싶습니다 ㅎㅎ

제 (미래)분야는 농학,식물 생리 및 유전입니다.


그럼 읽어주셔서 감사합니다.


끝!


insta : pioneercoffee_

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안녕하세요! 파이오니어커피입니다.​평소에는 조금 실무와 떨어져 있거나 이론적인, 학...

 
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커피 전분야를 사랑합니다. 주로 식물생리학과 유전학 육종학에 관심이 많으며 식품쪽으로는 생두의 가공을 통한 풍미관련해서 관심이 많습니다바리스타로써는 좀더 산업적인 분야와 아카데믹한 추출에 관심이 많습니다
사업자회원
B.STARTER

댓글 2

profile

flowmoon

2020-10-19 11:45  #1370686

B.STARTER

좋은 글 감사합니다! 

profile

Olaf

2020-10-22 13:10  #1373333

B.STARTER

좋은 논문내용 소개해주셔서 감사합니다!!

집에가서 여러번 읽어봐야겠네요 :)

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