커피 로스팅과 향미 평가 3 / 바리스타

Part #03 로스팅에 따른 성분 변화


 로스팅하면 생커피콩의 성분들이 변화하는데 각각의 성분들은 감소하기도 하고 새롭게 생성되기도 한다. 생커피콩의 각 성분이 로스팅 이후 전체 성분에서 차지하는 상대 비율을 소개하고자 한다.

1. 물리적 성분 변화
 생커피콩의 로스팅 전후의 물리적 성분 변화로 먼저 가스의 생성이 있다. 로스팅 과정에서 생커피콩 1g당 2~5 ml 정도의 가스가 발생하며 그중 87%는 이산화탄소로 이는 고온의 열로 인한 건열 반응에 의해 생성된다. 생성된 가스의 50% 정도는 로스팅 즉시 방출되나 나머지는 서서히 방출되면서 향기 성분이 공기 중의 산소와 접촉하는 것을 막아준다. 커피콩 내부의 온도가 물의 끓는 점 이상으로 상승하게 되면 커피콩의 수분이 급격히 기화되어 감소한다. 그 후 수분 함량은 로스팅이 진행되면서 1~2% 정도로 감소하게 된다.

로스팅된 커피콩

2. 화학적 성분 변화
 커피 성분에서 가장 큰 비중을 차지하는 것은 탄수화물이다. 탄수화물 중 가장 높은 비율을 차지하는 다당류는 대부분 불용성으로 세포벽을 이루는 성분으로 구성된다. 당류 중 가장 많은 자당은 갈변반응을 통해 원두가 갈색을 띠게 하는 데에 일조하고, 맛과 아로마 물질을 형성하며 로스팅 이후 대부분 소실된다. 지질 성분은 커피 아로마와 관계가 있으며 로부스타보다 아라비카에 더 많이 함유되어 있다. 대부분 트라이글리세라이드 형태이며 생커피콩 내부뿐만 아니라 표면에도 왁스 형태로 소량 존재하며 열에 안정적이어서 로스팅을 한다고 해도 큰 변화를 보이지 않는다. 

 

 단백질 성분 중 유리 아미노산은 로스팅 진행에 따라 급격히 소실되며 단당류와 반응해서 향기 성분으로 변화한다. 산 성분은 크게 두 가지가 있다. 첫 번째로 유기산은 커피의 산미를 결정하는 성분이다. 아로마와 커피 추출액의 쓴맛과도 관련이 있다. 클로로젠산은 유기산 중 가장 많은 성분이다. 로스팅 정도에 따라 클로로젠산의 양은 감소하는데 분해되면 떫은맛을 내는 카페인산으로 바뀐다. 일반적으로 아라비카보다 로부스타에 더 많이 함유되어 있다.

 커피 하면 가장 먼저 떠오르는 성분은 카페인이다. 카페인은 생커피콩뿐만 커피 콩잎에도 소량 존재한다. 또한 카페인의 승화 온도는 178도로 비교적 열에 안정적이다. 로스팅하면 카페인의 일부가 승화되어 소실되지만, 로스팅을 진행하며 수분 감소에 따른 중량 손실로 인해 원두에서 차지하는 큰 변화를 보이지 않는다. 카페인의 쓴맛은 전체 커피 쓴맛의 10% 정도밖에 되지 않는다. 트리고넬린은 카페인의 약 25% 정도의 쓴맛을 담당한다. 열에 불안정하기 때문에 로스팅에 따라 급속히 감소한다. 커피에 함유된 무기질 중 칼륨이 40%로 가장 많으며 그 밖에 인, 칼슘, 망간, 나트륨 등이 존재한다.

 휘발성 화합물은 원두 중량의 0.05% 미만인 700~2,500ppm으로 매우 적은 양이지만 종류는 800여 가지 이상이나 된다. 가스 방출과 함께 증발, 산화되어 상온에서 2주가량이 지나면 커피 향미를 잃어버리게 된다. 휘발성 화합물은 아라비카가 로부스타보다 더 많이 존재한다. 로스팅이 진행되면서 풀 시티 로스트까지 증가하지만, 이탈리안 로스트 에 이르면 오히려 감소한다.

3. 갈변 반응
 갈변 반응은 식품이 조리 또는 가공 과정에 의해 갈색으로 변하는 것을 뜻한다. 커피의 경우, 열에 의한 비효소적 갈변반응이며 원인은 다양하다. 첫 번째로 생커피콩에 있는 당 성분이 고온으로 가열됨에 따라 열분해 또는 산화 과정을 통해 캐러멜색을 띠게 되는 것이다. 두 번째로는 생커피콩에 있는 소량의 아미노산이 환원당, 다당류 등과 작용하여 갈색의 중합체인 멜라노이딘을 만드는 반응이다. 이 멜라노이딘으로 인해 커피가 대체로 갈색을 띤다. 클로로겐산류와 단백질 및 다당류와 반응을 하면 고분자의 갈색 색소를 형성한다. 

 

 커피의 색깔과 관련이 있는 성분은 클로로젠산, 캐러멜, 멜라노이딘이다. 커피나무의 여러 부위 중 카페인을 함유한 부분은 생커피콩과 나뭇잎이다. 커피에는 지방이 12~16% 정도 차지하고 있으며, 커피 맛과 향에 많은 영향을 준다. 또한 커피 추출액에 함유된 무기질 중 칼륨 성분이 제일 많다. 커피 음용에 의해 체내 흡수가 저해되는 성분은 철분 성분이다. 로스팅에 따라 수분이 가장 많이 소실된다. 보통 8~12%에서 1~2%까지 줄어든다. 탄수화물 중 자당은 원두의 갈색과 향을 형성하는 데 큰 영향을 미친다. 또한 전분은 생커피콩의 탄수화물 성분과 관계가 없으며, 원두에 함유된 다양한 유기산은 커피의 신맛을 제공한다. 생커피콩을 기준으로 했을 때, 아라비카가 로부스타보다 지방 함량이 더 많다. 가열 작용은 생커피콩 단백질을 파괴하는 역할을 하며 원두에 존재하는 지방산은 대부분 불포화 지방산이다.

 

 생커피콩 성분 중 로스팅하면 자당은 거의 소실되며, 클로로젠산도 많이 감소한다. 일반적으로 아라비카는 로부스타에 비해 유기산이 많아 신맛이 더 강하다. 맛 성분은 주로 가용성으로 뜨거운 물에서 약 18~22%가 추출된다. 로스팅 시 생커피콩 1g당 약 2~5mL의 기체를 발산하며 중량은 감소한다. 생커피콩의 당분, 유기산, 카페인, 무기질 등이 화학 반응하여 신맛, 단맛, 쓴맛, 떫은맛 등을 생성한다. 또한 생커피콩의 당분, 단백질, 유기산이 갈변반응을 통해 가용 성분으로 변화한다. 커피의 향기 성분은 커피의 맛에 영향을 미치며 로스팅 방법이나 로스팅 정도와 관련이 있다. 또한 생커피콩의 품종의 재배지 고도와 밀접한 관련이 있다.