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커피 로스팅 (갈변기: Browning Phase)
갈변구간 ( Browning Phase )

갈변구간은 콩의 건조가 끝나고, 화학변화가 본격적으로 시작되는 구간입니다. 이 때 나타나는 화학적 변화에는 마이야르 반응(Maillard Reaction)과 카라멜화 반응(Caramelization)이 있습니다. 두 반응 모두 갈색을 콩이 갈색을 나타내게 만드는 원인입니다. 색이 변하는 것보다 더 중요한 것은, 두 반응이 커피의 향미를 결정한다는 데에 있습니다. 이번 강의에서는 갈변구간에서 일어나는 화학변화를 중심으로 이야기를 풀어나가겠습니다.


Ⅰ. 갈변구간의 정의

갈변(Browning)은 화학반응의 산물입니다. 특히 마이야르 반응과 카라멜화 반응의 결과입니다. 콩은 초록색에서 노란색으로 변하고, 노란색에서 갈색으로 변해갑니다. 건조구간이 끝나고 노란색을 띠는 시점부터, 1)1차 크랙 전까지의 구간을 의미합니다. 이 구간 사이에서는 화학반응에 의해 여러 가지 향미 성분들이 발생합니다. 또한 콩의 부피가 점차 커지는 물리적인 변화도 있습니다. 콩의 부피가 커진다는 것은, 콩 내부의 다공질 조직이 더욱 넓어지고 있다는 뜻이기도 합니다. 갈변구간에서의 두 가지 화학변화를 중심으로 알아보겠습니다.

1차 크랙 : '1차 팝'이라고도 말하며, 콩의 부피가 커지다가 결국 조직이 갈라지는 현상입니다.


Ⅱ. 갈변구간에서의 변화

ⅰ. 마이야르 반응(Maillard Reaction)
   갈변구간에서는 두 가지 화학 반응이 있다고 했습니다. 그 중에 마이야르 반응을 먼저 알아보겠습니다. 마이야르 반응은 처음으로 발견한 프랑스 과학자의 이름에서 유래되었습니다. 마이야르 반응은 아미노산의 아미노기와 환원당의 카보닐기의 탈수축합반응입니다. 간단하게, 포도당과 아미노산의 반응이고, 각각은 탄수화물과 단백질에서부터 나온다고 생각하시면 되겠습니다. 마이야르 반응은 상온에서도 일어납니다만, 고온에서 더욱 활발하게 일어납니다. 알려진 바로는 145℃ 이상 180℃이하에서 가장 활발하며, 그보다 높은 온도나 낮은 온도에서도 끊임없이 일어납니다. 혹자는 특정 온도 구간에서"만" 마이야르 반응이 일어난다고 말하는데, (예컨데, 150℃에서 170℃ 사이) 그런 내용은 과학적 사실에 반하는 내용입니다. 그 온도보다 낮은 온도에서도 마이야르 반응은 일어납니다.

  포도당과 아미노산은 마이야르 반응을 통해 새로운 물질을 만들어내는데, 이 물질들은 독특한 향미를 갖습니다. 이 때, 어떤 포도당과 어떤 아미노산이 반응하느냐에 따라 서로 다른 향미가 만들어집니다. 예컨데, 한 가지 포도당에 아미노산이 10 종류가 있으면 향미 성분이 10종류가 생성되는 것입니다.(실제로는 더 다양합니다.) 포도당이 10 종류, 아미노산 10종류라면 향미성분은 100가지가 됩니다. 그러니, 커피에는 다양한 향미성분들이 있을 수 밖에 없는 것이지요. 다양한 향미 성분들은 마이야르 반응이 많이(또는 오래) 일어날수록 다양해지고, 그 양도 많아집니다. 그렇다면, 마이야르 반응은 많이 일어나는 것이 좋을까요? 반드시 그런 것은 아닙니다. 마이야르 반응이 일어나는 시간이 길고 짧은 것은 장단점을 갖습니다. 마이야르 반응이 많이 일어난다는 것은 향미성분이 많아지므로, 향미의 복합성(Complexity)은 증가합니다. 또한 커피의 바디감도 증가하게 됩니다. 하지만, 그 만큼 명확성(Clarity)나 깔끔함(Clean Cup)은 떨어질 수 밖에 없습니다. 그래서 내가 어떤 맛을 원하느냐에 따라 마이야르 반응의 길이 결정하게 되는 것입니다.

로스팅 정도가 길수록, 명확성은 떨어지고, 복합성은 높아집니다.

그럼 구간의 길이를 어느정도로 하는 것이 가장 이상적일까요? 정답은 없습니다. 로스팅 환경에 따라 다릅니다. 어떤 로스터기로는 마이야르 구간의 길이를 충분히 짧게하면서 설익지 않게 할 수 있습니다. 이런 로스터기는 향미의 발현이 좋고 명확한 맛을 낼 수 있습니다. 하지만, 복합성이나 바디감은 다소 약할 수 있지요. 또 다른 로스터기로는 그러한 로스팅을 하지 못해 위와 같은 맛을 내지 못할 수도 있는 것입니다. 나의 로스터기가 갖는 특성에 따라 적정 지점을 스스로 찾는 것이 필요합니다. 이 부분은 열 전달 방식(복사, 대류, 전도)과 관련이 있으므로 추후에 자세히 논의하도록 하겠습니다. 결론은, 자신의 로스터기의 특징을 파악해서 적절한 포인트를 찾는 것이 중요하다는 내용입니다. 아무도 그 지점을 말해줄 수 없습니다. 이 부분은 이론이 아닌 실제 경험이 더 중요하다고 생각합니다.

ⅱ. 카라멜화 반응(Camarelization)

 카라멜화 반응은 마이야르 반응보다 우리에게 더 익숙할 수 있습니다. 어린 시절 설탕을 녹여 달고나를 만들어 드신 적 있으신가요? 바로 그 반응이 카라멜화 반응입니다. 아미노산(단백질)의 관여 없이 포도당 그 자체만으로의 반응입니다. 순수한 포도당(또는 설탕)은 그 자체로 달달한 맛을 가지고 있습니다. 설탕을 가열해보면, 누르스름하게 변하며 곧 이어 갈색으로 변하게 됩니다. 또한 고소한 향미와 중후한 단 맛을 가지게 됩니다. 만약 어느 정도 수준 이상으로 가열하게 되면, 설탕은 검은 색으로 타게 되며, 쓴 맛이 나게 됩니다.

 커피에서도 이 반응이 그대로 일어납니다. 설탕을 가열 할 때처럼, 시간이 지날수록 고소한 맛이 늘어나고, 어느 정도 수준이 넘어가면 쓴 맛이 강해집니다. 그렇다면 시간에 따라 어떻게 변화할까요? 로스팅 시간이 길어지면, 단 맛은 점차 사라집니다. 왜냐하면, 당분이 열을 받아 쪼개지고, 변화하면서 그 본래의 특성을 잃기 때문입니다. 당분은 시간이 지남에 따라 그 양이 점차 감소합니다. 그래서, 흔히 알려진 내용, "로스팅 시간이 길거나, 높은 배전도에서 커피의 단 맛이 증가한다"라는 표현은 잘못된 것이라는 점입니다. 물론, 시간이 지남에 따라 향미 성분이나 산미가 급격하게 줄어, 상대적으로 단 맛이 더 도드라질수는 있습니다. 하지만, 그 양은 점차 감소하고 있다는 점을 기억하시면 좋겠습니다.


Ⅲ. 갈변구간의 운영

 향미를 만들기 시작하는 점에서, 상당히 중요한 의미를 갖는 갈변구간은 어떻게 운영해야할까요? 위에서 말씀드렸다시피, 그 정답은 없습니다. 하지만, 자신만의 균형점을 찾는 것은 중요합니다. 저는 여러분께 "갈변구간의 길이를 3분이 되도록 운영하세요" 또는 "갈변 구간의 길이가 4분이 되도록 운영하세요"라는 말을 결코 할 수 없습니다. 여러분의 로스팅 환경에서 어느 정도의 로스팅 시간이 어떤 맛을 내는지 계속 볶아보고 마셔보아야합니다. 볶는 것에서 멈춰선 안되고 꼭 그 맛을 기록해야합니다. 그래야, 서로 다른 프로파일의 차이를 이해하고, 나의 로스팅 환경에서, 나에게 적절한 프로파일을 설정해나갈 수 있게됩니다. 세계 로스팅 챔피언 쉽의 챔피언인 Rob Hoos의 경우는 카라멜화 반응의 균형을 다음과 같이 소개했습니다. 그는 바로 Sweet & Balance 한 지점이 어딘가에 존재하고, 그 균형 지점을 찾는 것이 중요하다고 했습니다. 추후에 그 균형점을 찾기에 도움이 되는 방법을 소개하겠습니다.


Ⅳ. 갈변구간의 끝

 갈변구간의 끝, 그 지점은 어디일까요. 바로 1차 크랙입니다. 로스팅의 마무리 단계가 찾아오고 있습니다. 콩은 계속 열 에너지를 받으며 화학적인 변화가 일어나고, 또 그 부피는 계속 팽창하게 됩니다. 생두 내부에서의 화학변화로 인해 다양한 휘발성 기체가 발생하고, 그 압력이 콩의 조직을 압박하게 됩니다. 더 이상 그 압력을 견디지 못할 때, 콩의 조직은 '타다닥' 소리와 함께 갈라지게 됩니다. 우리는 이 순간을 1차크랙(또는 1차팝)이라고 부릅니다.
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