덜 강하게, 더 달게 – 25 Magazine, Issue 11

덜 강하게, 더 달게 – 25 Magazine, Issue 11

대부분의 사람들에게 블랙 커피의 맛을 묘사해 달라고 하면 쓰다는 말이 거의 빠지지 않을 것입니다.

대학원생인 매켄지 바탈리(MACKENZIE BATALI)칼리토 레브리라(CARLITO LEBRILLA), 얀-하비에르 귀나르드(JEAN-XAVIER GUINARD)윌리넘 D. 리스텐파르트(WILLIAM D. RISTENPART) 교수가 UC Davis에서 SCA 및 Breville Corporation과 제휴하여 블랙 드립 브루 커피의 천연 단맛을 조사한 “분별” 실험의 놀라운 결과를 공유합니다.

하지만 스페셜티 커피 애호가들과 얘기하면 다른 감각 특성들도 중요함을 금방 알게 될 것입니다. 실제로 커피 전문가들은 종종 경외하는 어조로 달다는 표현을 사용하는 경우가 많습니다.

일반적인 소비자는 커피의 단맛을 설탕이나 인공 감미료를 넣어서 젓는 행동과 연관 짓지만, 여기서 말하는 건 그게 아닙니다. 커피 전문가들은 오히려 블랙 커피에 아무것도 첨가하지 않아도 단맛이 느껴질 수 있음을 오래 전부터 알았습니다. 많은 이들이 스페셜티 커피의 성배로 간주하는 자연적인 단맛은 컵 안에서 이 맛을 즐기는 이들에게 황홀한 즐거움이 됩니다. 반면에 이 맛은 자연적인 단맛을 만들어야 하는 사람을 미치게 할 수도 있습니다. 커피를 직업적으로 조달하고 로스팅하고 브루잉하는 사람이면 누구나 블랙 커피에 자연의 단맛을 담아 제공하는 일이 쉽지 않음을 압니다. 단맛은 원두 묶음 마다, 또는 로스팅하거나 우려내는 조건의 사소한 차이에 반응하여 변하기 때문에 얻기 힘듭니다. 그래서 어떻게 하면 블랙 커피의 자연적인 단맛을 극대화할 수 있을까? 라는 중요한 문제가 제기됩니다.

과학적으로 입증하려면 아직 멀었지만, UC Davis 커피 센터가 최소한 퍼즐의 일부를 이해하는 데 상당한 진전을 이루었다는 기쁜 소식이 있습니다. 2017년부터 필자들은 SCA와 제휴하고 Breville Corporation의 후원을 받아 드립 브루 커피에 대한 대대적인 과학 연구를 실시했습니다. 이 다각적인 연구 노력의 목적은 브루와 관련된 다양한 요소가 드립 브루 커피의 감각적 특성에 어떻게 영향을 미치는지 이해하는 것입니다. 잠정 연구 결과는 과거에 SCA의 계간지인 25Journal of Food Science에 요약되었습니다. 이후 연구에서는 전통적인 “커피 브루 관리도” 전체를 조사했고, 흥미로운 결과가 곧 발표될 예정입니다.

이 글에서는 드립 브루 커피의 자연적인 단맛에 대한 놀라운 결과에 초점을 맞춥니다. 특히 필자들은 드립 브루 커피의 화학적 구성과 감각적인 특질이 브루가 진행됨에 따라 어떻게 변하는지 알고 싶었습니다. 필터에서 처음 나오는 브루잉커피는 나중에 나오는 커피보다 분명 더 어둡지만, 과학 문헌에서 이 현상과 그에 따른 감각적 특질에 미치는 영향을 측량한 사람은 아무도 없었습니다. 필자들은 이 현상을 자세히 연구하기로 했습니다.

실험 설계

시간 경과에 따른 커피의 화학 및 감각적 측면의 변화를 측량하기 위해, 필자들은 과학자들이 “분류”라 칭하는 작업을 수행했습니다(그림 1).[1] 이 작업은 기본적으로 필자들이 시중에서 판매하는 드립 브루기를 사용해 커피를 4분 동안 우려내는 동안 카라페를 30초마다 교체하여 우려낸 커피 분류를 8가지 얻는 방법으로 실시되었고, 분류 1은 0-30초에 해당하고 분류 2는 31-60초에 해당하는 식으로 분류 8까지 계속됩니다. 또한 WB(“whole brew”) 특성을 개별 분류와 비교할 수 있도록 동일한 브루를 분류 없이 추가로 수행하기도 했습니다.

Fig. 1: “Fractionation,” illustrated. Over the course of a four-minute brew, researchers would change the carafe every 30 seconds in order to better understand how the chemical composition and sensory qualities of the brew change as it progresses.

분류”도해 4동안 우려내는 과정에서, 연구학자들은 브루의 화학적 구성과 감각적 특징이 브루가 진행됨에 따라 어떻게 변하는지에 대한 이해를 높이기 위해 카라페를 30초마다 교체했습니다.

“각 분류의 맛이 어땠는가?” 라는 질문에 대한 확실한 답을 얻기 위해, 필자들은 전문 묘사 패널을 이용했습니다. 이 패널의 기능은 커피 산업의 일반적인 “커핑” 패널과 매우 다릅니다. 패널리스트는 처음에 커피 샘플 세 개 중 나머지 두 개와 다른 것을 올바르게 구별해야 하는 일련의 “구별” 심각 시험을 통과하여 모집 및 선정되었습니다. 그 후 여러 주 동안 SCA/WCR 커피 테이스터의 플레이버 휠을 적절한 감각 기준과 함께 사용하는 교육을 통해 패널을 교정했습니다. 마지막으로, 패널리스트들은 UC Davis Robert Mondavi 연구소의 감각 묘사 격리 부스에서 분류를 시음했습니다. 이 부스는 패널리스트를 격리하고 커피가 어두워 보이는 정도에 따른 기대 편향을 최소화하기 위해 빨간색 등을 사용하는 등의 방법으로 환경 편향을 최소화하도록 설계되었습니다.

묘사적 감각 시험이 커핑과 다른 가장 중요한 차이점 중 하나는 “품질,” “가치,” 또는 “좋음” 점수가 없고 단순히 감각적 특징에 대한 객관적인 측도만 사용된다는 것입니다. 이론적으로, 패널은 재현 가능한 계기의 기능을 수행하여 우려낸 커피에서 정확히 무엇을 감지할 수 있는지 측량해야 합니다. 시험에서 전문가 패널은 9가지 유형의 샘플(8가지 분류와 WB 샘플 하나)에 대해 쓴맛, 신맛, 꽃향, 베리향 등과 같은 23가지 맛과 향 특성을 평가했습니다. 모든 샘플은 맹검 방식으로 임의 순서에 따라 개별 “시험 복제본” 3개와 함께 서빙되었습니다. 전문 패널리스트는 12명이므로 시음에서는 커피가 총 9×3×12 = 324번 서빙되고 7,452개의 개별 감각 데이터 측정점이 사용되었습니다. 브루의 실제 “강도”를 나타내는 TDS(용존고형물총량) 등, 각 분류마다 해당하는 물리적 측도도 측정했습니다.

Fig. 2: The “strength” of each fraction, as determined by the percentage of total dissolved solids (TDS) in each fraction.

분류 내 TDS(용존고형물총량)백분율로 결정되는 분류의 “강도”.

결과에서 나타난 감각 추세

[p9] 데이터를 분석한 결과, 몇 가지 두드러지고 체계적인 추세가 밝혀졌습니다(그림 3). 먼저 쓴맛을 집중적으로 살펴보면, 전체 패널이 감지한 쓴맛의 평균은 첫 번째 분류에서 가장 높았고 이후 분류에서 체계적으로 감소했습니다(그림 3의 빨간 점). 중요한 사실은 이 감지되는 쓴맛의 감소가 각 분류의 TDS와 높은 상관 관계가 있다는 것입니다(그림 2의 보라색 점). 초기 분류의 TDS는 높았지만, 이후 분류에서는 거의 10배까지 더 낮아졌습니다. 따라서 감지되는 쓴맛의 감소는 용해된 분자의 더 낮은 농도로 해석됩니다. 다시 말해, 나중에 시음된 분류는 단순히 덜 강했기 때문에 쓴맛이 덜했습니다. 그 외에 신맛, 떫은 맛, 그을린 같은 몇몇 감각적 특성도 마찬가지로 브루 강도가 낮아질수록 감소했습니다.

FIg. 3: Attribute intensity as identified by the expert descriptive panel across each fraction. Here, we see pronounced and systematic trends: “bitter” and “sour” decrease over time, while “tea/floral” and “sweet” increase.

전문 묘사 패널이 분류에 걸쳐 확인한 특성 강도. 여기서 다음과 같은 두드러지고 체계적인 추세를 확인할 있습니다. “쓴맛”과 “신맛”시간이 지날수록 감소하는 반면 “차/꽃향”과 “단맛”증가합니다.

하지만 놀랍게도 일부 감각 특성은 이후 분류에서 강도가 실제로 증가했습니다. 특히 단맛은 이후 분류에서 체계적으로 증가했습니다(그림 3의 검정색 점). 모두 스페셜티 커피에서 대개 바람직한 것으로 간주되는 꽃향, 꿀향과일향을 포함한 몇 가지 다른 감각적 특성도 이후 분류에서 증가했습니다. 패널리스트들에게는 이런 분류를 무작위 순으로 서빙했으므로 단맛의 체계적인 증가는 실질적으로 통계적으로 유의미한 추세를 나타냄을 강조할 필요가 있을 것입니다.

이후 분류의 TDS가 훨씬 더 낮았기 때문에 결과는 매우 놀라웠습니다. 다시 말해, 액체에 커피 분자가 더 적을수록 맛이 더 달았습니다. 이런 현상은 감각 과학계에서 매우 드뭅니다. 예를 들어 물에 설탕을 많이 추가할수록 점점 더 달게 느껴집니다. 농도가 낮을수록 감지되는 단맛이 증가할 수 있다는 개념은 직관에 매우 어긋납니다.

화학 시험

브루 강도가 더 낮은 이후의 분류에서 단맛이 증가했다는 사실을 감안할 때, 중요한 질문은 왜 그런가? 입니다. 몇 가지 가능한 원인이 있습니다. 첫째, 가장 자명한 설명은 이후의 분류에 용해된 천연 설탕의 상대 농도가 실제로 더 높았다는 것입니다. 그린 아라비카 커피 원두의 질량 중 약 10%는 일반 설탕의 과학명인 수크로오스(sucrose)로 구성됩니다. 원두에 함유된 수크로오스는 대개 로스팅 후에 남아있지 않습니다. 수크로오스는 여러 다양하고 복잡한 화학 반응을 거치는데, 모든 반응의 조합으로 커피의 환상적인 맛이 완성됩니다. 특히 로스팅 중에 큰 복합 탄수화물이 과학명으로는 모노사카라이드(monosaccharides)라고 하는 단당류로 분해된다는 사실이 중요합니다. 단당류에도 감지되는 단맛이 있을 수 있습니다. 따라서 위의 감각 데이터에 대한 가능한 설명 중 하나는 과당 또는 글루코오스 같은 단당류가 브루 도중에 고형 커피농원에서 서서히 추출되므로 감지되는 단맛이 더 높다는 것입니다.

Fig. 4: Mapping the collective presence of monosaccharides, or “single sugars,” in each fraction against thresholds of human perception. Interestingly, the total concentration of all the sugars present in each fraction is well below the threshold of human perception, illustrated by the red line at the top.

분류의 모노사카라이드 또는 “단당류” 총량과 인간 감지 한계점의 매핑. 흥미롭게도 분류에 함유된 모든 설탕의 농도는 그림 위쪽의 빨간색 선으로 표시된 인간이 감지할 있는 한계점보다 훨씬 낮습니다.

이 가설을 검증하기 위해, 인간 시음자 대신 분석 화학 기법을 사용했습니다. 구체적으로 설명하면, 액체 크로마토그래피와 질량 분석법을 사용하여 각 분류의 단당류 농도를 확인하고 측정했습니다. 데이터에서는 두 가지의 놀라운 추세가 확인되었습니다(그림 4) 첫째, 설탕 농도는 첫 번째 분류에서 가장 높았고 이후 분류에서 더 낮아져 “느린 용해” 가설을 배제할 수 있는 것으로 확인되었습니다. 더 중요한 사실은 질량 분석 측정에서 모든 분류에 함유된 모든 설탕의 총 농도가 설탕의 감각적 인지 한계점(그림 4의 빨간 선)보다 훨씬 낮아 인간 시음자가 시험에 사용된 커피에 함유된 설탕을 인지할 수 없음이 분명히 확인되었다는 것입니다.

모든 것은 무엇을 의미할까요?

그렇습니다. 감지된 단맛은 브루에 함유된 설탕과 관계가 없었습니다. 이후 분류에서 감지되는 단맛이 증가한 원인은 다른 데 있음이 분명합니다.

가능한 원인은 적어도 2-3개입니다. 하나는 사람의 뇌가 특정한 맛 특성을 단 것과 연관 짓기 때문에 이런 특성의 존재가 단맛이 있음을 의미한다고 “속을” 수 있다는 것입니다. 이 현상은 다른 식음료 제품에서도 확인된 바 있습니다. 이 가설은 감지된 단맛이 감지된 꽃향, 꿀향 및 과일향과 나란히 증가했다는 관찰 결과와 일치합니다. 또 하나의 가능한 기제는 “마스킹”과 관련이 있습니다. 초기 분류에는 쓰고 신 화합물이 함유된 농도가 더 높아서 고유한 단맛이 억제, 즉 “마스킹”되므로 쓰고 신 화합물이 더 적은 이후 분류에서만 이 맛이 드러납니다.

더 간단히 말하면, 커피의 성배인 자연적인 단맛은 모든 브루의 끝에 숨어 있을 수 있습니다. 이 글에서 설명하는 분류를 사용한 접근방식은 적어도 커피 애호가들이 완벽한 컵을 찾는 과정에서 탐구할 수 있는 또 하나의 경로를 제시합니다.

칼리토 레브리라(CARLITO LEBRILLA), 얀-하비에르 귀나르드(JEAN-XAVIER GUINARD), 그리고 윌리넘 D. 리스텐파르트(WILLIAM D. RISTENPART)매켄지 바탈리(MACKENZIE BATALI)가 식품과학기술 박사 과정을 밟고 있는 UC(University of California) Davis의 커피 센터에서 교수로 재직 중입니다.

브루에 대한 생각

현재 커피 브루의 패러다임은 “브루 하나에 맛 프로파일 하나”입니다. 하지만 이 글에서 확인한 결과는 “브루 하나에 여러 맛 프로파일”이 가능함을 시사합니다. 크래프트 위스키 증류소에서 최종 위스키에 섞을 증류액의 “컷”(분류)을 선택하는 방법처럼, 커피 전문가는 고객에게 서빙할 특별한 음료를 얻기 위해 조합할 같은 브루의 분류를 선택할 수 있습니다. 예를 들어 대부분 매우 쓰고 신 초기 분류로 구성된 브루는 크림과 설탕을 많이 첨가하길 좋아하는 이들에게 호소할 수 있는 한편, 대부분 이후의 더 단 분류로 구성된 브루는 보다 섬세하고 차 같은 꽃향, 과일향 및 단맛이 있는 커피를 선호하는 이들에게 강하게 호소할 수 있습니다.

 

[1] 연구 프로젝트의 이 부분에는 후일라 지역의 Java City Colombian 커피가 사용되었습니다(Agtron 점수: 54). 모든 샘플은 91.5°C(196.7°F)에서 우려내고 55°C와 60°C 사이(131–140°F)의 온도로 서빙되었습니다.

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