한 잔의 커피 속에 들어 있는 '측정'의 미학
- 커피에 관한 수분, 온도, 압력 이야기 -
- KRISS 온도센터 최병일, 이상욱 박사, 에너지소재표준센터 백운봉 박사 -
    

한 잔의 커피는 누군가에게는 사랑하는 이와 함께 마시는 달콤함이며, 누군가에게는 졸음을 쫓아내주는 좋은 친구이며, 누군가에게는 끝없이 즐거운 연구대상이다. 커피는 6~7세기 경 에티오피아에서 발견되어 현재까지 많은 사람들의 사랑을 받고 있으며, 여전히 식을 줄 모르는 인기를 누리고 있다. 많은 이들에게 다양한 의미로 다가오는 한 잔의 커피에 수많은 측정의 기술들이 녹아있다. 커피를 과학으로 느끼며 예술처럼 음미하는 커피 애호가들은 아마도 측정의 미학이 주는 즐거움을 누리고 있는 사람들 일 것이다.

커피는 과학이다
커피에 관한 오래된 기록 중에 흥미로운 것은 커피의 각성효과 때문에 약으로 사용했다는 이야기이다. 시간이 지나면서 의사들이 커피를 기호식품으로 분류해 음료로 보급되었다고 한다. 어쩌면 ‘의학’에서 출발한 커피가 오늘날에는 기호식품답게 많은 이들에게 다양한 방법으로 음용되며 ‘과학’이라 불리는데 어색함이 없다. 커피를 만드는데 필요한 공정을 간단히 살펴보면, 커피나무에서 수확한 커피 열매 속 콩을 건조시킨 뒤 로스팅하여 물로 추출하는 것이다. 그런데 자세히 살펴보면 생두의 종류, 건조 방법, 로스팅의 온도와 속도, 분쇄된 원두의 굵기, 추출할 물의 온도 등 다양한 공정 조건이 필요하다. 이것들이 하나하나 다른 방식으로 표현될 때 커피의 맛은 각양각색이 된다. 최고의 맛을 담은 커피를 만들기 위해 최적의 조건들을 만들어 나가는 것, 그것에 필요한 것이 측정이다.

생두에 머금은 수분을 측정하다
KRISS 온도센터는 국제온도눈금을 기반으로 온도표준 연구와 습도, 수분 및 열물성 분야의 국가표준을 확립하는 연구를 하고 있다. 그 중 습도/수분 표준의 정확도 향상과 보급영역을 확장시키는 연구는국가의 산업 경쟁력 향상과 밀접한 관련이 있다.

“곡물수분의 표준을 확립하고 유지하는 것은 생산물의 품질관리뿐 아니라 많은 사람들의 이해관계와도 밀접한 관련이 있는 부분입니다. 그래서 더욱 중요한 일입니다. 저희 온도센터에서는 곡물수분 표준을 유지하기 위해 다양한 연구들을 수행하고 있습니다.”온도센터 최병일 박사는 일반 가정에서 사용하는 가습기 습도의 10억 분의 1에 해당하는 극미량의 가스수분표준을 확립해 습도표준영역에서 세계 최고 수준이다. 최병일 박사의 수분계측에 대한 연구는 곡물수분측정도과도 관련이 있는데, 여기에 생두도 빠질 수 없다. 생두의 표준 수분 함량은 10~12 %이며, 수분이 10 % 미만일 때는 묵은 생두로 향미가 떨어진다. 수분이 13 % 이상일 때는 저장 중 곰팡이가 번식할 뿐만 아니라 수분이 1 % 증가하면 가격이 약 8 %씩 높아진다고 한다. 또한 볶은 커피의 수분은 2.5 % 미만이 바람직하다. 수분이 높으면 산화작용이 촉진되어 맛과 색이 변하고 불쾌한 냄새가 나게 된다.

“생두의 수분을 측정하는 것은 제품자체의 신선도의 간별뿐만 아니라 로스팅이나 추출 그리고 보관에까지 영향을 미치기 때문에 중요합니다. 또한 커피회사의 제조공정에서 수분의 조절을 못하면 좋은 향을 가진 커피를 만드는데 어려움이 있습니다. 이렇게 볼 때 생두의 수분은 전체적으로 커피의 품질에 결정적인 영향을 주는 것이지요.”생두의 수분을 측정하는데 사용되는 것으로 적외선분광수분계가 있다. 이는 적외선 중 물 분자가 흡수하는 파장을 이용하여 수분함량을 신속하게 측정하는 수분계로서, 기존의 적외선 건조를 이용하는 방법과 비교할 수 없는 신속한 측정이 가능함으로, 생산공정의 온라인상에서 수분의 신속한 측정 및 조절이 가능하다.

“얼마 전 만해도 곡물수분계는 교정품목이 아닌 검정장비로 분류되어 있었는데, 수분계들 마다 값이 달라 사용자들 간에 많은 혼란이 있었습니다. 그런데 최근 수분계가 교정품목으로 바뀌었습니다. 따라서 교정을 통해 수분계를 더 정확하게 사용할 수 있게 된 거죠.”최병일 박사는 산업체에서 사용하는 수분계측기에 대한 교정을 실시해 관련 분야 산업 경쟁력 향상에 기여할 목표를 가지고 있다. 정확한 수분계측기를 통해 생두의 수분함량이 파악된다면, 좀 더 맛있는 커피를 향한 또 하나의 새로운 발걸음이 될 것이다.

커피 = f(온도, 압력)
“드립에 의한 커피 추출은 지구의 중력에 의한 것 입니다. 균일하게 분쇄된 원두를 거친 물이 중력에 의해 아래로 떨어지면서 커피를 추출하는 방식입니다. 모카포트나 에스프레소 머신은 물을 끓여 압력을 높여서 분쇄된 원두를 통과하게 하여 커피를 추출하는 방식입니다. 물론 커피를 추출하는 다양한 압력에 따라 원두의 분쇄 입도를 달리 해야 합니다. 추출할 물의 온도와 추출 시간과도 연관 지어 생각할 수 있습니다.”

KRISS의 알려진 커피애호가 에너지소재표준센터 백운봉 박사는 커피의 맛에 영향을 미치는 압력, 온도, 시간 그리고 그 외의 다양한 측정요소들에 대해 정통하다. 앞서 말한 커피 추출 시 미치는 압력의 차이는 커피 맛의 확연한 변화를 가져온다. 커피가 압력과 온도의 함수관계라고 말할 수 있을 만큼 각 변수들에 따라 결과 값이 다양할 수밖에 없는 것이다.

“생두에 열을 가하여 맛과 향을 만드는 과정이 로스팅입니다. 로스팅할 때 생두 마다 이상적인 온도 프로파일이 있을 정도입니다. 물론 로스팅 할 때의 주변환경(대기온도 및 습도 등)에 따라서 약간의 차이는 있겠지만 몇 ℃에서 얼마의 시간을 유지해서 몇 번의 팝(pop)으로 로스팅을 할 것인지 정할 수가 있습니다. 이런 작업은 커피의 산미에 영향을 줍니다. 첫 번째 팽창(first crack)이 시작 되는 단계에서는 커피의 특징인 신맛과 쓴맛 그리고 독특한 향기가 나타납니다. 두 번째 팽창(second crack)이 진행되면 산미는 줄고 쓴맛이 다른 맛을 압도합니다.”

온도는 원두 추출 시에도 영향을 미치지만 생두를 로스팅할 때에도 영향을 준다. 거기에 속도가 더 추가된다. 로스팅과 추출에 관여된 온도와 압력 그리고 시간이 다양하게 영향을 미치고 여러 가지 원두를 다양한 비율로 블랜딩하여 천의 얼굴을 지닌 커피들이 탄생된다. 그런데 엄연한 기호식품인 커피에도 널리 알려진 맛있는 레시피가 존재한다. 핸드드립을 예로 들자면 다소 개인적인 차이는 있겠지만, 약간의 산미와 풍부한 커피향을 즐기기 위해서는 15 g의 원두를 그라인더로 갈아 90~95 ℃의 물로 원두를 적셔 30초간 뜸을 들이고 2분 30초~3분 사이에 200 cc를 내리는 것’으로 알려져 있다. 물론 개인적인 취향의 차이가 있겠지만, 이 레시피는 많은 실험 끝에 내려진 결론 같은 것이다.

“커피라는 것이 기호식품이기 때문에 좋아하는 방식으로 마시면 되지만, 맛있는 커피를 만들기 위해서 신선하고 품질 좋은 원두뿐만 아니라 온도, 압력, 속도 그리고 분쇄된 원두의 입도 등이 연관되어 있다는 것은 명백합니다. 이들을 통해 알아낸 맛있는 커피의 맛을 유지하기 위해서 측정의 표준은 기본이겠죠.”