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커피 컬럼 정보

The Coffee Brewing Handbook 에 대한 고찰 및 보완

2017-05-02  


외부 기고자 김현준, 노띵커피 대표

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The Coffee Brewing Handbook 에 대한 고찰 및 보완




1. 들어가기에 앞서

『The Coffee Brewing Handbook』은 1950년대 The Coffee Brewing Center의 Scientific Director 였던 Dr. Ernest Lockhart의 연구 결과를 비롯, 과거 50여년간의 커피 추출에 대한 과학적인 연구결과를 바탕으로 Ted R. Lingle 이 1995년에 집필한 책입니다.



01_책표지.jpg


수많은 커피 저서가 범람하는 현시점에서,  『The Coffee Brewing Handbook』은 대다수 1950년대의 자료를 바탕으로 1990년대 출판된 서적임에도 불구하고, 매우 가치있는 커피 저서 (특히나 커피 추출에 관해서는) 중 한권이라 생각합니다. 그래서 이 책이 담고 있는 내용을 중심으로, 커피 추출에 있어 지극히 중요하지만 자칫 가볍게 지나쳐 버렸을 사실들과 여기에 저희의 의견을 덧붙여 보완하는 작업을 진행했습니다. 


2. 『The Coffee Brewing Handbook』의 주요내용

■ 커피 추출에 있어서 6가지 핵심 요소

1) 커피와 물의 비율 
- 최종 추출물은 농도(strength=solubles concentration)와 수율(extraction=solubles yield)의 균형에 의해 결정되어진다.
- 농도는 1~1.5% 사이, 수율은 18~22% 가 이상적인 범위이다. 농도가 1% 미만이면 너무 연한 커피가, 1.5% 초과일때는 진한 커피가 되며, 수율이 16% 이하일 때는 풀내음 및 견과의 결점을 24% 이상일 때는 쓰고 떫은 결점을 느끼게 된다.  

2) 커피의 분쇄도
- 과소 추출 혹은 과대 추출을 방지하기 위해서는 적절한 분쇄도를 유지해야한다.
- 긴 추출시간을 가져가고자 한다면 분쇄도를 크게, 짧은 추출시간을 가져가고자 한다면 분쇄도를 작게 해야 한다.
- 커피 추출시 가장 중요한 요소가 분쇄도이다. (분쇄도와 커피 용해 물질의 추출은 반비례 관계라고 생각해도 된다.)

3) 시간, 온도, 와류
- 이상적인 추출 온도는 92℃~96℃ 이며, 커피가 추출되는 동안 ‘일정하게’ 유지되어야 한다.
→ 전체 추출 시간 중 최소 90%의 추출시간 동안은 온도가 일정하게 유지되어야 한다. 
(Temp. gradient = 92 ~ 96℃ : 추출시간 3분을 기준으로, 이 온도를 벗어나면 용해되는 물질의 총량이 크게 변하기 시작한다.)
- 충분한 와류는 물이 커피입자를 ‘고르게’ 통과 및 추출하는데 필수 요소이다.

4) 추출 방법
- Steeping(우려내기), Decoction(=boiling, 달임), Percolation(삼투), Drip filtration(여과), Vacuum filtration(진공여과), Pressurized infusion(가압여과)
- Percolation vs. Drip filtration : 분쇄된 커피가 용기에 담긴 후 물이 분쇄된 커피를 통과되어지는 것은 동일하나, 물이 펌프작용에 의해 반복적으로 통과되어지면 Percolation, 물이 일회성으로만 통과되어지면 Drip filtration으로 구분한다.
- Pressurized infusion : 열과 압력에 의해 수용성 물질 외에도 에멀젼화된 비수용성 오일과 섬유소 그리고 가스 버블이 추출되어진다.(=크레마)

5) 물
- 커피의 98%이상이 물이기 때문에 매우 중요한 요소이며 통상적으로 50~100ppm ‘경도’가 이상적이다. (300ppm 이하의 ‘총용존고형물’은 커피 추출에 큰 영향을 미치지는 않는다.)

6) 필터
- 필터의 중요 역할은 ‘다양한 정도’로 비수용성 물질을 걸러내는 것이다. 즉, 필터링이 커피의 ‘바디’에 직접적인 영향을 미친다.
- 바디는 오일과 섬유소 등 비수용성 물질에 의해 만들어지며, 수용성 물질과 가스를 둘러싸서 향미를 보존 및 촉감을 만들어내는 역할을 한다. 



■ Brewing Control Chart

02_브루잉콘트롤차트.JPG


Brewing control chart는 농도(strength), 수율(extraction) 그리고 공식(brewing formula)의 주요 세가지 요소에 대한 상호관계를 단순화하여 그래프화 시킨 것이다.

1) 농도(Strength=Solubles Concentration)
- 차트의 왼쪽에 위치하며 농도로써 %와 TDS(Total Dissolved Solids, 총용존고형물)로 표기된다. 
- 만약 1.18% TDS가 측정되었다면, 1.18%의 커피와 98.2%의 물이 포함되었다는 것을 나타낸다.

2) 수율(Extraction=Solubles Yield)
- 원두에는 대략 28%의 수용성인 유기, 무기물이 포함되어 있으며, 나머지 72%는 비수용성인 셀룰로오스 섬유소이다.
- 수용성 향미 물질은 비수용성 셀룰로오스 섬유소에 둘러싸여 있고, 이러한 커피가 분쇄되어지 면 원두에 따라 각각 다른 비율의 고형물이 추출되어진다.
- 만약 수율이 20%라면 10g의 분쇄된 커피를 사용시 총 2g의 성분이 추출되어졌음을 뜻한다.

3) Brewing Formula(Coffee-to-Water-Ratio)
- 분쇄된 커피와 추출시 사용되어진 물의 비율
- 만약 20g의 분쇄 커피 추출시 총 200g의 물이 사용되어졌다면 비율은 1:10 이다. 



03_브루잉콘트롤차트.JPG


- 분쇄커피 10g, 사용된 물의 양 156g, 1.18% TDS가 측정되어졌다면 수율 = 1.18ⅹ1/(10/156) = 18.4% → EXAMPLE1
- 분쇄커피 10g, 사용된 물의 양 156g, 1.33% TDS가 측정되어졌다면 수율 = 1.33ⅹ1/(10/156) = 20.8% → EXAMPLE2

- The Formula
  • strength = dissolved solids / water
  • extraction = dissolved solids / ground
  • brew ratio = grounds / water
∴ strength = brew ratio ⅹ extraction


3.  『The Coffee Brewing Handbook』에서 주목해야할 내용

■ 와류(Tubulence)
: 추출시 와류의 형성을 통해 전체 커피 입자에 물이 고르게 침투될 수 있도록 할 수 있다. 충분한 와류가 없다면 커피 입자의 일부 구간은 너무 적은 물이 침투하여 풀내음 및 견과의 결점이 느껴지는 과소 추출이, 커피 입자의 일부 구간은 너무 많은 물이 침투하여 쓰고 떫은 과대 추출이 발생할 수 있다. 

1) 사전적심(Wettability)
- 추출이 발생하기 전에 커피 입자는 먼저 물을 흡수해야만 하는데, 통상적으로 커피 입자의 두배 정도를 흡수한다.(2.086ml/g)
- 고르지 못한 사전적심은 추출시, 수로(channeling)현상을 일으켜 커피 입자의 일부 구간만 과대 추출이 발생할 수 있다. 

2) 적절한 높이(height of coffee bed)
- 수로현상 방지 및 적절한 추출을 위한 커피가 쌓인 높이(coffee bed)는 2.5~5cm 정도가 적당하다. 또한 커피입자가 물을 흡수하면 대략 50%정도 더 부피가 커지므로, 커피도구의 높이는 5~7.6cm 정도가 적당하다. 

■ 바디(Body)
: 바디는 불용성 물질에 의해 형성되는데, 이러한 불용성 물질(오일과 섬유소등)은 콜로이드를 형성한다. 또한 이렇게 형성된 콜로이드는 향미 물질을 둘러싸고 있다가 천천히 방출시키는 역할을 한다.

■ 추출의 단계

1) 적심(wetting)
- 커피 섬유소가 물을 흡수함으로써 가스를 방출하고 추출이 일어날 수 있는 준비를 하는 과정.

2) 추출(extraction)
- 수용성 향미 물질이 녹아나오는 단계

3) 가수분해(hydrolysis)
- 불용성 탄수화물의 큰 분자가 수용성인 더 작은 분자로 분해되는 과정.

■ 분쇄도의 중요성
: 분쇄도, 온도, 시간 모두 추출에 많은 영향을 끼치지만, 그 중 가장 중요한 요소는 분쇄도이다. 즉, 여러 추출에 영향을 주는 요소 중 한가지만을 독립변수로 가져갈 때 가장 극적인 변화를 보일 수 있는 것은 분쇄도를 조정할 때이다. (실제 추출 수율을 조정할 때도 분쇄도를 바꾸는 것이 가장 효과적이다.)


4.  『The Coffee Brewing Handbook』에 대한 우리의 의견

■ 여기에서는 내용의 상당 부분을 Coffee Brewing Control Chart 의 설명에 할애하고 있습니다. 따라서 이 서적을 통해 Coffee Brewing Control Chart를 포함 농도 및 수율에 대한 이해도를 높일 수 있다고 생각합니다. 

■ Coffee Brewing Control Chart는 1950년대의 자료를 바탕으로 한 만큼, 그 실효성에 대한 지적과 오류에 대해서 많은 견해가 있을 수 있습니다. 아래는 그 중 몇 가지에 대한 저희의 의견입니다. 

- 서적내의 이상적인 구간은 미국을 대상으로 조사되어졌다는 점입니다.(실제 유럽 혹은 북유럽 기준으로는 TDS의 구간이 아래와 같이 바뀜)


04_통합브루잉콘트롤차트.jpg 
(출처 : VSTinc)

 

Min
EXT 

Max
EXT 

Min
TDS 

Max
TDS 

NCA 

18 

22 

1.30 

1.55 

SCAE 

18 

22 

1.20 

1.45 

SCAA 

18 

22 

1.15 

1.35 

(NCA : Norweign Coffee Association, SCAE : Specialty Coffee Association of Europe, SCAA : Specialty Coffee Association of America)


- 서적 내 조사되어진 자료는 로스팅 정도가 Agtron/SCAA color tiles #65-#55 에 한정되어진 것이므로 로스팅 정도가 달라지면 이상적 구간에 대한 결과치 역시 달라질 수 있습니다.

- VSTinc에 발표한 자료에서는 ROI(region of interest : 관심구간)를 기존 추출수율 18~22% 보다는 17~21% 구간이 더 적절하다고 했으며, 가장 이상적인 sweetest point는 18~20%라 했습니다. (저희 역시 추출 수율 19% 정도에서 매장 내 커피의 QC를 하고 있습니다.) 


05_변경브루잉콘트롤차트.jpg 
(출처 : VSTinc)


- Brewing control chart는 어디까지나 QC(quality control)를 위한 최적화된 도구라고 생각합니다. 이상적인 구간에 커피가 위치되어도 맛이 없을 수 있고, 반면에 비이상적인 구간에 위치해도 커피가 맛있을 수 있습니다. 단, 특정 커피에 대한 이상적인 구간을 찾아냈다면, 그 맛에 대한 일관성과 재현성을 위해 Brewing control chart는 훌륭한 도구가 될 수 있을 겁니다. 




읽어봄직한 연관글 : 로스팅 디벨롭먼트와 수율간의 상관관계 및 평가





김현준   CEO, 노띵커피
photoEmail: coffeesee@naver.com
Website: http://www.nothincoffee.com
Address: 경기 고양시 덕양구 용두로47번길 30-5


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대한민국 최초 & 최대 온라인 커피 미디어 시장을 연 블랙워터이슈는 2012년부터 현재에 이르기까지 스페셜티 커피 시장을 기반으로 국내, 외 업계 전반에 대한 뉴스와 칼럼, 교육 정보 등을 다루고 있습니다.
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댓글 10

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NguyễnQuangDuy

2017-05-02 13:05  #244892

1
great review, simple basic but important ! thanks
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뭥미

2017-05-02 18:24  #244944

커핑핸드북은 번역본 나왔던데 이책도 나왔으면^^
정말 소중한 자료 감사합니다 ,,
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대구촌놈

2017-05-04 00:09  #245192

구해볼수 있으면 꼭 구해서 봐야겠네요^^
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냠냠냠냠

2017-05-04 18:51  #245359

영어의 중요성을 깨닳고갑니다. 좋은글 잘읽었습니다.
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호퍼

2017-10-24 11:00  #307995

정말 많은 도움이 되었습니다
감사합니다
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축하드립니다. BW 포인트 획득!

2017-10-24 11:00  #308002

@호퍼님
호퍼 님 20 포인트 획득 하셨습니다. 많은 활동 부탁드려요!
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칰앤왚

2019-07-15 21:51  #829279

좋은 글 감사합니다.

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홍홍

2019-07-15 22:22  #829324

좋은 정보 감사합니다

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킴메리

2019-07-16 20:27  #832115

감사합니다

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Grimdal

2019-08-19 12:23  #915145

좋은 정보 감사합니당

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