커피 로스팅 -스캇라오 2부(5장~10장)

오늘은 2번째 시간으로 5장부터 시작해 보겠습니다. 

5. 로스팅 화학

화학 조성의 변화

: 원두는 1/3 을 약간 넘는 물질이 수용성이라 제대로 추출할 경우 원두에서 19-22% 정도가 빠져나온다라고 적고 있습니다. 

생두와 원두의 성분을 비교한 그래프

로스팅 중 발현

- 이곳에서는 커피에 활력 섬세함 복합성 및 밝은 느낌을 주는 산미에 대해 적고 있습니다. 

클로로겐산(CGA): 생두에서 주도적인 산으로 건조 무게비 6-8%를 차지하며, 로스팅 시 분해되어 퀸산과 카페인산으로 변하고 대략 20% 정도 잔존하게 됩니다. 퀸산과 카페인산 양이 적을 경우 기분 좋은 밝은 느낌과 산미를 준다고 합니다. 

시트르산 - 커피에 신맛을 더해줌.

인산- 케냐 커피에 많이 함유되어 독특한 산미를 만들어 낸다고 합니다. 

수크로스 성분 - 로스팅을 통해 신맛과 단맛에 큰 영향을 미치는데, 바로 카라멜화를 통한 아세트산 생성이 이유입니다.

향발현

향은 카라멜화 마이야르 반응 그리고 아미노산과 당, 페놀산, 지질의 분해를 통해 만들어집니다.

마이야르 반응과 캐러멜화 

마이야르 반응 - 자유 아미노산과 환원당 상이의 비효소적 갈변화 반응

카라멜화 - 대략 171도에서 시작되는 열분해 반응으로 쓴맛물질을 생성 단맛을 줄이고 쓴맛을 높입니다. 

카페인 함량과 로스팅

의외로 카페인은 로스팅 내내 거의 변하지 않기 때문에 이전에 알려진 다크 로스트가 카페인 함량이 적다는 것은 사실이 아니라고 적고 있습니다. 오히려 음료를 만들 시 물과 커피의 비율을 맞추는 것을 감안하면, 다크로스트 쪽이 카페인 함량이 높을 것이라고 합니다.

6. 커피로스팅 중 열전달

전도, 대류, 복사

: 커피 로스터는 전도 대류 복사를 통해 열을 커피콩으로 전달하는데 각로스터는 이 세 가지 열전달 방식을 더마다의 비율로 배합해 열을 전달합니다. 

- 고전방식 드럼 로스터는 대류 70% 정도 전도 30% 정도로 열을 전달합니다.

-유동층(FLUID BED) 로스터는 대류 방식을 전달하게 됩니다. 

열전달과 수분

수분은 커피콩의 열전도성을 높이므로 열전달량이 많아지게 한다.
수분은 커피콩의 열용량을 키우므로 같은 양의 커피를 가열할 때 더 많은 열이 필요해진다. 
더 많은 양의 수증기가 커피콩 밖으로 빠져나가야  하므로 커피콩 내부로의 열전달이 항해된다. 

7. 로스터 구조

고전드럼방식

- 원통형의 철제드럼이 가로축 방향으로 회전하며, 드럼 아래 차폐장치 없이 버너가 달려 있다.

 

간접 가열 방식 드럼

- 드럼을 간접적으로 가열하는 로스터로 뜨거운 공기를 연소실에서 드럼 쪽으로 불어넣는 방식.

간접가열방식 로스터

유동층 로스터

- 공기를 고속으로 불어넣어 로스팅 챔버(로스팅이 일어나는 공간) 내의 커피콩을 띄워 올려 회전시키는 방식.
      장점 : 가격이 적당하고 공간을 적게 차지하며, 원두표면이 탈 위험이 없다.
      단점: 공기 흐름이 과다해 향미 손실이 있고 연료 효율성이 낮다. 

유동층 로스터

재순환로스터

- 배기가스 일부를 다시 연소실로 보내 열을 재수집함으로써, 로스팅에 필요한 연료를 줄인다.

재순환로스터

8. 로스팅 진행

 

  이제 본격적으로 로스팅 진행에 대해서 이야기하는 장입니다. 이곳에서는 스캇 라오가 중요하게 생각하는 것들을 중심으로 단편적인 메모만 하도록 하겠습니다. 

스캇라오는 일반적으로 로스터들이 "건조"단계와 "발현"단계에 집중하는 것을 꼬집으며, 로스팅 전체 과정이 이 두 과정에 영향을 미치므로 전 단계에 걸쳐 집중할 것을 강조합니다. 또한 대부분의 로스터에서 온도계가 제대로 성능을 발휘하는 것은 3분 정도는 지나야 한다고 강조하고, 로스터가 특정한 커피콩 온도는 드럼내부의 커피콩 더미들 안에서 나타나는 여러 표면 온도중 하나에 불과함을 잊지 말라고 하고 있습니다. 

일반적 로스팅 단계의 구분

건조단계 : 로스팅 초반부
중간단계 : 커피콩이 황토색 또는 밝은 갈색을 띠는 지점에서부터 시작. 마이야르 반응과 캐러멜화 반응이 시작되는 과정
1차 크랙 : 수증기와 이산화 탄소가 생두 중심부에서부터 방출되면서 터지는 소리가 나는 단계
2차 크랙: 1차 크랙 이후 소강상태에 들었던 커피콩의 중심부에서 이산화탄소의 압력이 다시 커지며, 셀룰로스 구조를 뚫고 기름이 커피콩 표면으로 밀려 나온다. 2차 크랙까지 로스팅하게 되면 커피 종류별로 지니는 고유한 특성 다수가 사라진다고 적고 있습니다. 
발현단계: 1차 크랙 시작점에서 배출시점까지의 시간

주의 사항: 로스팅마지막 수 분을 의도적으로 늘리는 경우 베이크드(BAKED)한 향미가 나기 쉽상이니 이를 반드시 피할 것을 당부합니다. 

9. 로스팅 계획

용량

: 로스터에 기재된 용량이 표준 용량이라고 생각하고, 표준용량에서 50~70% 정도의 생두를 넣었을 때 결과가 가장 좋았다고 합니다. 

공기흐름세팅

: 고전적으로 라이터불을 샘플러 구멍에 대고 그 불꽃이 어디로 휘는지를 보고 공기 흐름을 가늠해 세팅하는 방식을 적고 있습니다. 이 부분은 각 로스터 별로 별도의 교육을 받아야 할 듯합니다. 

공기 대 연료비 맞추기

- 이상적인 공기 : 연료비는 대략 10:1이라고 적고 있습니다. 

로스터 설계

- 각 로스터 별 투입온도

유동층로스터 : 288도 이상
간접 가열식로스터와 천공 드럼 로스터 : 232도~274도
고전 방식의 로스터 : 193도~ 227도가

로스팅 시간

추천로스팅시간
로스터 종류	분:초
고전방식드럼로스터	10:00~16:00
간접 가열 방식 드럼 로스터, 천공 드럼 로스터	9:00~15:00
유동층 로스터	7:00~11:00

 

10. 로스팅의 3 계명

1. 로스팅초반부에 충분한 에너지를 공급하자.
2. 커피콩의 온도 변화는 점점 줄어들도록 하라.
3. 1차 크랙은 전체 로스팅 과정의 75~80% 선에서 오게 하라

이번내용들을 정리하면서 문득 이제부터 커피로스터들은 일반사람이 아니라 과학자들이어야 할 것 같다는 생각이 들 정도로 화학과 열에 관한 과학적 내용이 많았습니다. 아무쪼록 로스팅에 관심 많은 분들에게 조금이라도 도움이 되길 바라면서 끝까지 한번 정리해 보렵니다.