7. 커피 로스팅
• 한 잔의 커피가 원두를 이용해서 만들어지기 위해서는 로스팅(roasting, 배전),
그라인딩(grinding)(분쇄), 추출(brewing) 등 3가지 공정을 거침.
• 생두는 아무런 맛과 향이 없다. 로스팅은 이러한 생두에 열을 가해 생두 안에 가지고
있는 무수한 물질을 밖으로 배출하며, 커피의 고유한 향미가 생성되는 핵심공정
• 생두가 진한 갈색의 고소한 원두로 탈바꿈되면서 비로소 원두커피로 재탄생
이 과정에서 600여 가지 이상의 다양한 화학물질이 생성
◉ 커피 로스팅 의미
• 로스팅은 ‘시간과 온도에 의존하는 공정(time temperature dependent process)’
• 전도(conduction), 대류(convection), 복사(radiation)에 의해 열이 생두를 가열하면
물리화학적 과정이 연속적으로 일어나 커피의 색상, 맛, 향미 성분이 형성되며,
커피콩은 건조해져 부서지기 쉬운 구조로 변함.
수분이 증발, 이산화탄소가 생성되어 방출되며, 휘발성 향기성분이 생성되고,
부피는 약 2배까지 증가하고, 조직이 다공성으로 변화, 밀도는 반 이하로 감소
• 로스팅 정도에 비례해서 감소하는 커피의 성분으로는 트리고넬린(trigonelline),
클로로겐산(chlorogenic aacid)이 있는데, 이들 함량을 측정하여 배전정도를 파악
• 로스팅은 커피 가공과정에서 가장 중요한 부분으로
커피 고유의 맛과 향, 신맛과 쓴맛의 정도를 결정짓는 핵심 테크닉
약하게 로스팅할 수록 신맛이 강해지고, 강하게 볶으면 쓴맛이 강조
※ 성공적 로스팅이란 ?
로스팅 머신의 화력, 로스터의 후각을 이용하여 산지별 커피가 가지고 있는 특징적인 맛과 향을 얼마나 정확하고 세밀하게 표현하느냐에
따라 결판난다. 로스팅의 결과는 언제든지 맛과 향의 차이가 없어야 한다.
※ 커피의 맛과 향이 다른 이유
① 재배하는 생산지가 광범위 ② 재배방식의 차이
③ 다양한 품종 ④ 산지별 기후조건의 차이
⑤ 수확방법의 다양성 ⑥ 체리의 가공과 건조방법의 차이
⑦ 재배고도와 등급 기준의 차이 ⑧ 생두수분의 함량 차이
◉ 커피 로스터
□ 커피 로스터(roaster, roasting machine) 종류
• 사용하는 열원에 따라 : 가스, 전기, 오일, 화목(숯 등)
• 로스팅 방식에 따라 : 직화식, 반열풍식, 열풍식
◇ 직화식 로스터(Conventional Roaster, Drum Roaster)
• 가장 보편적인 로스터로 원통형의 드럼을 가로로 눕힌 형태가 대부분
• 가스나 오일버너에 의해 가열된 드럼의 표면과 뜨거워진 내부 공기에 의해 배전된다.
• 드럼회전에 의해 생두를 고르게 섞어 볶고, 끝나면 앞쪽 문을 열어 냉각기로 방출.
◇ 반열풍식 로스터(Semi-Rotating Fluidized Bed Roaster)
• 직화식 로스터의 변형
• 드럼몸체에 구멍을 뚫어(perforated) 고온의 연소가스가 드럼 내부를 지나도록 한 것
• 팬(fan)이나 모터(mortar)를 이용해 연소가스를 강제로 불어넣는 방식
• 고온의 연소가스를 재활용(recycle)하여 열효율을 높인 것.
◇ 열풍식 로스터(Rotating Fluidized Bed Roaster)
• 고온의 열풍을 불어넣어 배전하는 방식
• 고온고속 열풍에 의해 생두가 공중에 뜬 상태로 섞이고 볶이기 때문에 직화식보다
균일하게 볶을 수 있으며, 배전시간도 빠르다.
• 배전실과 냉각실이 별도로 설치되어 있어 열손실이 적다는 장점
직화식 로스터 반열풍식 로스터 열풍식 로스터
◇ 숯불 로스터(Charcoal Roaster)
• 1970년대에 일본에서 개발된 것으로 숯의 강렬한 열을 이용해 로스팅 한다.
• 숯이 발하는 원적외선이 생두의 내부를 가열하여 겉과 속이 균일하게 배전되는 장점
• 숯이 탈 때 발생하는 고유의 스모크(smoke)가 커피에 스며들어 독특한 향을 냄
◇ 디지털 로스터(Digit Roaster)
• 전기를 이용해 복사열과 적외선으로 커피를 볶는 전기로스터(electronic roaster)
• 디지털 프로그래밍 기술을 활용 자동으로 로스팅으로 누구나 쉽게 로스팅할 수 있다
로스팅 머신의 구조와 역할
• 샘플러(Sampler, Trier) : 로스팅 도중 로스팅 진행상황을 확인 할 수 있는 장치
• 댐퍼(Damper)의 기능 : 화력 조절, 드럼 내부의 공기 흐름과 열량 조절, 내부 압력과 온도를 조절, 은피 배출
• 드럼 : 드럼 밖에서 생두로 열을 유입하여 골고루 전달하는 장치
• 버너 : 드럼 전체 열원 공급장치
• 사이클론 : 로스팅 중 발생되는 채프(Chaff)를 제거하여 연기배출을 원활히 하는 장치
• 냉각장치 : 로스팅 된 커피의 열을 식혀주는 장치, 냉각제는 공기와 물
◉ 로스팅 방법
| 저온-장시간 로스팅 | 고온-단시간 로스팅 | ||
로스터의 종류 | 드럼로스터 | 유동층 로스터 | ||
커피콩의 온도 | 200~240°C | 230~250°C | ||
시 간 | 15~20분 | 1.5~3분 | ||
밀 도 | 상대적으로 팽창이 적어 밀도가 큼 | 상대적으로 팽창이 커 밀도가 작음 | ||
향 미 | 신맛이 약하고 뒷맛이 텁텁하나 중후함이 강하고 향기가 풍부 | 신맛이 강하고 뒷맛이 깨끗하나 중후함과 향기가 부족 | ||
가용성 성분 | 적게 추출 | 10~20% 더 추출 | ||
경 제 성 | 고온-단시간 로스팅이 커피 사용량을 10~20% 덜 쓰게 되어 경제적임 | |||
※ 낮은 온도 : 적은 쓴맛과 많은 신맛을 가진 밝은 색 커피
※ 높은 온도 : 많은 쓴맛과 적은 신맛, 조금 더 강렬한 맛의 다크한(dark colored) 커피
◉ 로스팅 과정
로스팅시 확인사항
• 로스팅 하기 전 핸드픽으로 결점두를 제거하고,
생두의 품종, 수분함량, 밀도, 수확연도, 가공방법 등 점검
• 로스팅 계획을 수립하고 계획에 따라 진행
• 로스팅 머신의 특징에 맞게 생두의 양 조절
※ 로스팅 과정 순서 : 건조(Dry) ⇒ 열분해(Pyrolysis) ⇒ 냉각(Cooling)
로스팅의 물리적 변화
생두를 로스팅하면 수분증발로 중량·질량·밀도가 감소하고,
휘발성 물질이 방출됨에 따라 유기물 손실이 발생. 조직이 다공질되어 부피 증가
상 태
상 태 | 옐로(Yellow) 단계 | 1차 크렉 | 2차 크렉 | ||||
반 응 | 흡 열 | 발 열 | |||||
색 깔 | 녹색 | 노란색 | 계피색 | 옅은 갈색 | 갈색 | 짙은 갈색 | 검은색 |
맛 | 로스팅이 진행될수록 신맛은 감소, 쓴맛은 증가 | ||||||
형 태 | 생 두 | 수 축 | 팽 창 | 팽창 멈춤 | |||
중량 감소 |
|
|
| 12~14% | 15~17% | 18~25% | |
※ 크 렉 (Crack)
① 1차크렉 : 콩의 수분이 증발하면서 내부압력에 의해 조직이 팽창하는 소리.
② 2차크렉 : 주로 이산화탄소 생성으로 인한 팽창, 커피 속 기체로 인한 팽창
로스팅 단계 분류
※ Moderate : 보통의, 중간의, 적당한
애그트론 넘버 | #95 | #85 | #75 | #65 | #55 | #45 | #35 | #25 |
SCAA | 베리라이트 (Very Light) | 라이트 (Light) | 모더리트리 라이트 (Moderately light) | 라이트 미디엄 (Light Medium) | 미디엄 (Medium) | 모더리트리 미디엄 (Moderately Medium) | 다크 (Dark) | 베리 다크 (Very Dark) |
일본 | 라이트 (Light) | 시나몬 (Sinnamon) | 미디엄 (Medium) | 하이 (High) | 시티 (City) | 풀시티 (Full City) | 프렌치 (French) | 이탈리안 (Italian) |
명도(L값) | 30.2 | 27.3 | 24.2 | 21.5 | 18.5 | 16.8 | 15.5 | 14.2 |
• 우리나라에서 많이 사용하는 분류는 일본의 8단계(라이트~이탈리안) 분류법이고,
이것을 명도(L값)표시하기도 함.(로스팅 할수록 명도가 낮아짐)
• SCAA는 원두의 밝기에 따라 애그트론 넘버(Agtron No.)25~95까지 8단계로 분류
※ 8단계 로스팅의 각 단계별 변화와 특징
Light Roasting (최약배전) | 감미로운 향기가 나지만 이 단계의 원두를 가지고 커피를 추출하면 커피 본래의 쓴맛과 단맛, 깊은 맛을 느끼기 어렵다. 로스터에 투입한 생두가 열을 흡수하면서 수분이 빠져나가기 시작하는 초기 단계로, 생두의 색깔은 황색을 띠게 된다. |
Cinnamon Roasting (약배전) | 신맛이 잘 살아나는 단계 생두 외피(silver skin)가 왕성하게 제거되기 시작하는 시점. 황색의 원두가 황갈색으로 변한다. |
Midium Roasting (중약배전) | 아메리칸 로스트(American roast)라고도 함. 신맛이 강하고 쓴맛이 살짝 가미 빠르고 쉽게 추출해서 편하게 마시기에 좋은 초기단계 커피. 원두는 담갈색 |
High Roasting (중배전) | 신맛이 엷어지면서 단맛이 나기 시작 가장 일반적인 로스팅 단계로 갈색의 원두가 만들어진다. 부드러우면서도 신맛과 단맛 최근 핸드드립용으로 하이로스팅이 많이 추구되고 있다. |
City Roasting (강중배전) | 저먼 로스트(German roast)라고 부르기도 하는 단계 균형 잡힌 맛과 강한 느낌의 향미가 느껴짐. 맛과 향이 대체로 표준 원두의 색상은 진갈색 대개의 로스터들이 많이 취하고 있는 로스팅 방식 |
Full City Roasting (약강배전) | 신맛은 거의 없고 쓴맛과 진한 맛이 살아나면서 커피 고유의 맛이 강조되는 단계. 아이스커피에 적합하며, 에스프레소 커피의 표준으로 많이 채택된다. 크림이나 우유를 가미하여 마시는 유러피안 스타일의 커피에 알맞다. 원두의 색깔은 암갈색으로 변한다. |
French Roasting (강배전) | 쓴맛이 더욱 진해지면서 진한 커피맛과 중후한 뒷맛이 강조 표면에 기름기가 돌기 시작하는 단계로 원두는 검은 흑갈색이 된다. 커피의 진한 맛을 즐기기에 적합한 로스팅 단계 |
Italian Roasting (최강배전) | 쓴맛과 진한 맛이 정점 생두의 종류에 따라서는 타는 냄새가 나는 경우도 있으며, 로스팅 타임도 매우 짧다. |
※ 로스팅 과정을 간략하게 약배전(light roasting), 중배전(midium roasting), 강배전
(dark roasting)등 3단계로 나누기도 한다.
수망 로스팅
• 수망 로스팅 순서
① 생두 핸드 픽, 결점두 제거
② 생두에 골고루 열을 가하고 상하좌우 입체적으로 흔들어 줌
③ 원하는 포인트가 오기 전에 화력 조절, 포인트 도달 시 불을 꺼줌
④ 신속히 냉각
• 수망 로스팅의 장점
① 원산지별 생두의 특성을 폭 넓게 이해할 수 있음
② 원두를 구입하는 것보다 경제적임
③ 필요한 양 만큼 로스팅할 수 있어 낭비를 줄일 수 있음
④ 항상 신선한 커피를 마실 수 있음
◉ 커피 로스팅 후 변화
□ 로스팅 전·후의 성분 변화
• 로스팅에 따른 성분의 상대적 변화
성 분 | 생 두(%) | 원 두(%) | |||
전 체 | 가용성성분 | 전 체 | 가용성성분 | ||
탄수화물 | 당 분 | 10.0 | 10.0 | 18.0~26.0 | 11.0~19.0 |
섬유소 외 | 50.0 | - | 37.0 | 1.0 | |
지 방 | 13.0 | - | 15.0 | - | |
단 백 질 | 13.0 | 4.0 | 13.0 | 1.0~2.0 | |
무 기 질 | 4.0 | 2.0 | 4.0 | 3.0 | |
산 | 클로로겐산 | 7.0 | 7.0 | 4.5 | 4.5 |
유기산 | 1.0 | 1.0 | 2.35 | 2.35 | |
알카로이드 | 트리고넬린 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
카페인 | 1.0 | 1.0 | 1.2 | 1.2 | |
휘발성화합물 | 탄산가스 | - | - | 2.0 | 미량 |
향기성분 | - | - | 0.04 | 0.04 | |
페 놀 | - | - | 2.0 | 2.0 | |
총 량 | 100 | 26 | 100 | 27~35 | |
• 수분함량의 변화 : 생두 8~12% ⇒ 원두1~2% 가장 변화가 큼
건조 로스팅
※ 체리(60%) ⇒ 생두(8~12%) ⇒ 원두(1~2%)
• 가용성 성분
- 생두의 당분, 단백질, 유기산 등은 갈변반응을 통해 가용성 성분으로 변함
- 로부스타는 아라비카보다 약 2% 많고, 고온에서 단시간 로스팅하면 2~4% 증가
• 가 스
- 로스팅 중 생두 1g 당 2~5ml의 가스를 발생함
- 가스성분의 87%는 탄산가스이며, 고열에 건열반응으로 생성됨
- 가스의 50% 정도는 즉시 방출, 나머지는 서서히 방출되면서
향기성분이 공기 중의 산소와 접촉하는 것을 막아줌
• 향기 성분
- 당분, 아미노산, 유기산 등이 갈변반응을 통해 향기성분으로 바뀜
- 휘발성화합물은 중량의 0.05% 미만인 적은 양(700~2,500ppm)이나 800여 가지가 되며,
가스방출과 함께 증발, 산화되어 상온에서 2주가 지나면 커피 향기를 잃어버림
- 아라비카종>로부스타종, washed coffee>natural coffee, 고온단시간>저온 장시간
- 로스팅이 진행되면 풀시티로스트까지 증가하나 프렌치, 이탈리안로스트에 이르면 감소
• 맛 성분 : 주로 가용성으로 끊는 물에서 약 18~22% 추출됨
구 분 | 내 용 |
신 맛 | • 클로로겐산(Chlorogenic acid), 옥살산(Oxalic acid), 말산(Malic acid, 사과산), 시트르산(Citric acid, 구연산), 타타르산(Tartaric acid, 주석산) 같은 유기산에 기인함 • 아라비카종은 pH 4.9~5.1 / 로부스타종은 pH 5.2~5.6 • 라이트~시나몬 로스트일 때 신맛이 가장 강함 |
단 맛 | • 환원당, 캐러멜당, 단밸질 등에 기인함 • 아라비카종이 로부스타종보다 더 강함 |
쓴 맛 | • 알카로이드인 카페인과 트리고넬린, 카페산(Caffic acid), 퀸산(Quinic acid) 등의 유기산과 페놀화합물(Phenoic compound)에 기인함 • 로부스타종이 아라비카종보다 더 강함 |
• 쓴맛의 생성 : 카페인, 유기산, 페놀화합물에 기인
- 카페인에 의한 쓴맛은 전체의 10%를 넘지 않음
- 카페인 함량은 로스팅을 해도 거의 일정한 값을 유지
- 쓴맛 성분 함량
| 카페인 | 트레고넬린 (Trigonelline) | 퀸산 | 카페산 |
㎖/ℓ | 10,000~20,000 | 3,000~10,000 | 3,200~8,700 | 1,800~8,700 |
※ 쓴 맛의 생성 : 과도한 원두의 량, 높은 물의 온도, 로스팅 정도, 원두의 상태
• 신맛성분 : 젖산, 피부르산(pyruvic acid), 말산, 아세트산(Acetic acid), 시트르산
□ 탄수화물 (단당류, 이당류, 다당류)
• 유리당
생 두 | • 유리당류는 원두의 갈색이나 향의 형성에 큰 영향을 미침 • 유리당류 중 자당(Sucrose)이 주성분으로 6~8%정도 포함되어 있음 • 유리당류는 아라비카종이 로부스타종보다 많이 함유되어 있음 |
원 두 | • 유리당류는 로스팅 후에 거의 소실됨 • 자당은 로스팅 후에 갈색 색소, 비페놀릭 카보닉산류, 향기성분 등으로 변화하고 나머지는 CO2와 물로 사라짐 |
• 다당류 : 생두의 탄수화물 조성 (단위 : %)
홀로 셀룰로스 | 헤미 셀룰로스 | 전 분 | 자 당 | 펜토산 | 펙 틴 | 환원당 | 계 |
18.0 | 15.0 | 10.0 | 7.0 | 5.0 | 2.0 | 1.0 | 57.0 |
□ 단백질 (유리아미노산)
1. 로스팅 과정에서 급속히 소실
2. 당과 반응해서 멜라노이딘(Melanoidin) 및 향기성분으로 변화함
3. 생두에 0.3~0.8%로서 원두의 향기 형성에 중요한 성분임
4. 일부 성분은 쓴맛 성분과 결합해서 갈색색소 성분으로 변화함
□ 지질(Lipid)
1. 아라비카종 : 평균 15.5%, 로부스타종 : 평균 9.1%
2. 커피생두의 색깔은 녹청색 → 옅은 녹청색 → 황색 → 갈색으로 변함
3. 저장기간이 길수록 리파아제(lipase)에 의한 가수분해가 촉진되어 산가가 높아짐
4. 커피생두의 지질 성분 : 트리글리세라이드(Triglyceride), 디테르펜(Diterpene), 토코페롤(Tocopherol, 비타민E), 인지질
□ 무기성분
K(칼륨)은 99%가 추출되어 인스턴트커피에 이행하기 때문에 추출율의 판단에 이용되며,
전체 무기질 성분의 40%로 가장 많이 함유되어 있음
□ 트리고넬린
생 두 | • 카페인의 약 25%의 쓴맛을 냄 • 커피뿐만 아니라 어패류와 홍조류 등에 다량 함유 • 아라비카종이 다른 종보다 비교적 많이 함유함 |
원 두 | • 열에 불안정하여 로스팅이 진행되면서 급속히 감소함 |
□ 카페인
생 두 | • 품종에 따라 함량 차이가 큼 • 씨앗뿐만 아니라 잎에도 소량 함유(나무껍질과 뿌리에는 없음) |
원 두 | • 카페인은 열에 비교적 안정적이며, 130°C 이상에서 일부 승화하여 소실되나 대부분은 원두에 남음 |
□ 갈변반응(Sugar-browning)
• 캐러멜화(Caramelization) : 당을 가열시 생두에 5~10% 포함되어 있는 자당의 캐러멜화
• 마이야르 반응(Maillard Reaction) : 비효소적 갈변반응으로 생두를 로스팅할 때
생두에 포함되어 있는 미량의 아미노기와 환원당인 카보닐기와 작용하여 갈색의 중합체인 멜라노이딘을 만드는 반응
• 클로로겐산에 의한 갈변 : 고분자의 갈색색소는 클로로겐산류와 단백질 및 다당류와의 반응으로 형성됨
◉ 블렌딩(Blending)
커피의 특성이 서로 다른 원산지별 커피를 혼합하여 새로운 맛과 향을 창조하고
차별화된 커피를 만드는 것. (통상 2~3개 품종 혼합)
※ 블랜딩 목적 : 커피 품질의 안정화, 공급의 안정성, 개성있는 커피 향미의 표현성
※ 블랜딩 방식
| 단종 블랜딩(Blending After Roasting) | 혼합 블랜딩(Blending Before Roasting) | ||
방법 | 각각의 생두를 따로 로스팅을 하고 그 후, 블렌딩을 함 | 정해진 블랜딩 비율에 따라 생두를 미리 혼합 후 로스팅 함 | ||
특성 | • 생두의 특성을 최대한 발휘 • 로스팅 횟수가 많고, 재고관리 어려움 • 균일한 맛을 내기가 어려움 • 로스팅 칼라가 불균일함 | • 한번만 로스팅 해 편리함 • 균일한 커피 맛을 낼 수 있음 • 재고 부담이 적음 • 컬러가 균일함 | ||