에스프레소의 압력과 추출의 일관성

by Fritz Coffee Company

커피를 판매하는 카페의 입장에서 ‘일관성’은 매우 중요한 주제가 된다. 좋은 재료, 좋은 장비를 사용하거나, 친절한 태도를 유지하는 등의 모든 노력들은 ‘일관성’이 담보되지 않는다면 모두 무효로 돌아갈 수 있다. “커피의 품질이 높다”는 평가는 그것이 매우 일정하게 나타났을 때 가능한 얘기다. 따라서 대부분의 카페는 이를 위해서 꽤 많은 에너지를 투입한다. 우리도 마찬가지다. 매 샷 저울을 사용하고, 심혈을 기울여 에스프레소 셋팅을 하고, QC 시트를 작성한다. 노력이 헛되지 않기 위해, 고객과의 신뢰를 쌓기 위해서 '일관성'은 매우 중요하다.

이와 관련해 에스프레소 머신의 '압력'에 대한 이야기를 해보고자 한다. 에스프레소 머신의 탄생은 압력을 통한 추출 효율성의 증가를 가져왔다. 커피를 만드는데 2~4분 정도가 걸리던 시간이 20~30초 정도로 짧아졌고, 약 250g 정도를 추출해야 얻을 수 있는 향미 성분을 30~40g안에 담아낼 수 있었던 것은 모두 압력의 역할이다.

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1bar에서 시작한 압력은 올라갈수록 추출의 효율성을 가지고 오다가 약 10bar 이상의 강한 압력에서는 오히려 퍽을 압박하면서 추출을 방해하게 되며 효율성이 다시 떨어지는 결과(변곡점)가 나온다는 것이 일반적이었다. 그래서 9bar는 에스프레소를 대변하는 하나의 상징적인 수치가 될 수 있었다.

2월 경에 업로드 된 이상선(서리)님의 에스프레소의 체계적 향상 : 수학적 모델링과 실험을 통한 인사이트 논문 게재 'Systematically Improving Espresso: Insights from Mathematical Modeling and Experiment'  논문 해석을 보게 되었고, 큰 흥미를 느꼈다. 

수율이 떨어지게 되는 변곡점은 우리의 예상보다 앞에 있었으며, 그 보다 더 큰 충격은 추출 결과물의 일관성이었다. 일관성을 중요한 가치라고 여기며 QC와 저울의 사용, 변수에 대한 빠른 대응들에 대한 노력의 결과물을 더 강화할 수 있게 되었음에 기대를 가지게 되었다.

그리고 해당 논문에서의 실험 모델은 산레모의 오페라 에스프레소 머신과 말코닉의 EK43으로 구성되어 있었고, 현재 우리가 사용하고 있는 머신은 슬레이어 에스프레소와 안핌의 SP2 그라인더의 조합이기에 실험을 통한 데이터 수집의 필요성을 느꼈다.

실험에 사용한 커피와 장비 셋업

-커피- 

Las Lajas, Costa Rica

Process : Perla Negra

Variety : Caturra

Roast Age : 13 days from roast date 

-장비-

Grinder : Anfim SP2

Tamper : Tamping Master (Press : 10*2)

Portafilter Basket : VST 20g

Espresso Machine : Slayer Espresso

Grouphead Flow Rate : 9bar - Needle valve 150g/30sec

                                        6bar - Needle valve 130g/30sec

Coffee Refractometer : VST Coffee

아래의 표에서 사용된 에스프레소 추출 방법은 장착 후 추출 핸들을 니들 밸브(중간)에 두고 프리 인퓨전을 하고, 압력 게이지가 최고치에 다다를 때 완전 개방으로 추출하고 그 상태에서 원하는 추출량에서 추출을 멈추는 방식으로 추출하였다.

(그래프 디자인 수정 도움 : 이상선(SUHRI)

갈색 그래프는 9bar로 추출하였을 때의 수율의 편차를 나타낸 것.

최저 수율 20.03%, 최고 수율 20.74%로 형성. 

주황색 그래프는 6bar로 추출하였을 때의 결과물.

최저 수율 20.54%, 최고 수율 20.75% 이다.

꺽은선 그래프 밑의 박스형 그래프는 추출 수율 편차 비교를 나타낸 것이다.

박스의 크기가 크고 위아래로 뻗어나온 선이 길수록 편차가 큰 것이다.

9bar의 그래프보다 눈에 띄게 편차가 적은 것을 확인할 수 있다.

추가로 여러 번의 실험을 더 해보았지만 수치적 결과는 같았다.

결과적으로 6bar의 추출압력은 9bar에 비해 결과물의 일관성이 더 뛰어나고, 평균적으로 수율을 소폭 상승 시키는 효과가 있기 때문에 효율성도 더 좋아진다고 볼 수 있다.

우리는 이 결과를 어떻게 받아들여야 할까?

"6bar가 무조건 더 좋고, 9bar는 이제 완전히 아니야." 이렇게 결론 짓기는 어렵다.

6bar로 펌프 압력을 바꾸면 분명히 수정과 개선해야 할 여지들이 생긴다.

떨어진 압력에 의해 줄어든 유량은 추출에 있어서 열 손실을 만들어낼 수 있고, 또 그룹 헤드마다 독립 된 펌프를 갖고 있지 않은 머신들은 추출중에 다른 그룹 헤드를 동시에 사용하게 되면 5바 혹은 4바 까지도 펌프 압력이 떨어질 수 있다.

관능적인 평가에서도 향미적인 큰 차이가 있었던 것은 아니지만, 텍스쳐나 스트렝스 부분의 변화가 있었다. (좋고 나쁨의 이야기가 아니라 달라짐은 분명히 있었기에 알립니다.)

하지만 우리가 많은 노력을 투입하여 한 잔의 좋은 커피를 만들어 낸다고 했을 때, 이 노력의 매개는 아마 일관성이 아닐까. 9바 혹은 더 높은 압력으로 추출했을 때의 가장 큰 문제점은  우리가 마시는 맛있는 에스프레소가 고객에게 다른 맛으로 전달 될 확률이 높다는 것이다. 함께 고민한 바리스타들의 의견을 함께 첨부하며 마무리 하도록 하겠다.

김사곤 : 우리는 에스프레소 추출의 일관성을 위해 많은 요소들을 관리하고 있다. 

기존에 통상적으로 사용하던 9바가 아닌 자신의 커피에 맞는 압력으로 조절해보면 더욱 근사한 커피가 되지 않을까?

박태웅 : 에스프레소 특성상 가는 분쇄 입자를 선택하게 되며 미분을 피할 순 없다. 

그렇다면은 추출수의 흐름이 막히지 않을 정도로 가는 입자에서도 안정적으로 추출수가 지나갈 수 있는 특정 압력(유량,유속) 구간을 찾는 다면 에스프레소 추출 일관성에

도움을 줄 수 있다고 생각한다.

원서점에서 적용결과 6bar 추출은 9bar나 7.5bar 추출 결과물에 비해 추출은 훨씬

안정적이나 플레이버의 복합성과 구조감이 다소 떨어지는 느낌이 있었다. 

아무래도 적어진 유량만큼의 열에너지가 덜 전달되는 것 같았고 온도를 올려

추출했을때 약간 개선된 결과물을 얻을 수 있었다.

최재영 : 그동안 추출의 안정성이나 일관성을 위해 개발되었던 각 종 디스트리뷰터나 오토탬퍼를 사용한다해도 매 샷마다 편차는 불가피했었다.

오토 탬퍼 사용시에도 기계가 눌러주는 힘은 일정하겠지만, 이 역시 포터필터 내부에 분포된 커피 퍽들의 부분적 밀도차이는 발생한다고 본다(사람보다는 덜 하겠지만).

그런 부분에서 해당 논문과 실험 결과는 우리가 보다 일관성있는 추출을 할 수 있는

아이디어를 제시했다고 생각한다.

온도를 높여야하지 않을까라는 생각을 가지고 있었는데, 

그 어떤 외국인은 도징량을 확 줄인것도 아닌데 오히려 온도를 많이는 아니지만

아주 살짝 내린 것을 보았다. 

머신이나 그라인더가 다르고 추출시간으로 커버한건지는 잘 모르겠지만 우리도 실제로 온도 조절해서 먹어보면 좋을 것 같다.

문희석 : 6바로 변경하고 추출하였을때 추출 일관성은 물론, 소폭이지만 추출효율도 증가하는 것을 볼 수 있었다. 

우리의 커피가 조금 더 일관적으로 유효한 성분을 전달하는 방법이 될 수 있지않을까?

기타 주제 : 슬레이어 에스프레소의 니들밸브 프리 인퓨전은 추출의 안정성에 얼마나 기여 하는가?

해당 표는 프리 인퓨전을 사용하지 않고 포터필터 장착 후 바로 완전 개방으로 추출한 표본들의 결과물이다. 슬레이어 에스프레소의 니들 밸브 방식의 프리 인퓨전이 얼마나 추출에 안정성을 기여하는지가 궁금했던 테스트였다. 관점에 따라 다를 순 있겠지만, 9bar 추출을 기준으로 두고 니들밸브 사용 유무에 따른 TDS일관성을 따져본다면, 니들 밸브를 통한 프리 인퓨전은 수율 상승과 안정성에 기여를 한다고 볼 수 있다. 6bar 추출에서는 크게 유의미한 차이가 있다고하기엔 애매한 부분들이 다소 존재한다.

같이 머리를 맞댄 사람들 : 김사곤, 문희석, 박근하, 박태웅, 최재영

Special thanks to : 이상선(SUHRI)