커피 로스팅이란? ② 로스팅의 단계

안녕하세요 에듀몬입니다. 지난 시간에는 커피 생두의 로스팅의 개념과 원리에 대해 알아보았는데요. 이번 시간에는 각 단계에 따라 로스팅이 어떠한 절차로 이루어지는지에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

 

1. 로스팅의 단계: 건조(Drying)

 

  건조 단계는 로스팅의 초기 단계로 커피 생두의 내부 온도가 물의 끓는점인 100℃에 도달할 때까지 일어납니다. 커피 생두는 보통 중량 대비 7 ∼12%의 수분을 포함하고 있으며, 촘촘한 구조의 생두 안에 균일하게 퍼져있습니다. 커피 생두를 로스팅 머신에 넣게 되는데 예열된 로스팅 드럼에 실온의 생두를 투입하면 드럼과 커피 생두 온도가 열평형(thermal equilibrium)을 이룰 때까지 온도가 계속 떨어집니다. 온도가 하강한 후 한 지점을 딛고 온도가 다시 상승하는데 이 지점을 터닝 포인트(turning point)라고 합니다. 건조 단계에서는 커피 생두가 로스팅 머신에 들어간 후 열을 흡수하여 수분 증발이 되기까지 어느 정도 시간이 걸리기 때문에 높은 열과 전력이 필요합니다.

 

 

2. 로스팅의 단계: 옐로잉(Yellowing)

 

  터닝 포인트를 지난 후 커피 생두의 색깔은 점점 밝은 녹색(brighter green)에서 황록색(yellow green)을 거쳐 옅은 노란색(pale yellow)으로 변합니다. 이 단계에서는 커피 생두의 수분 함량이 70∼90%까지 손실하게 됩니다. 흡열 반응 (endothermic)은 커피 생두 내에 수분 함량이 감소하면서 내·외부 조직에 열 침투가 이루어지는 1차 크랙 전까지의 과정입니다. 그리고 이 단계에서는 생두가 첫 번째 갈변화가 시작되면서 바스마티(basmati) 쌀 향을 냅니다. 생두가 부풀어 오르면 생두를 감싸고 있던 종이처럼 얇은 껍질인 채프(chaff)가 떨어져 나갑니다. 건조 단계에서 옐로잉 단계는 로스팅 공정에서 매우 중요한데, 이는 생두가 제대로 건조되지 않으면 골고루 익지 않고, 겉과 속이 다르게 로스팅 될 수 있기 때문입니다.

  열을 흡수한 생두는 메일라드 반응(Maillard reaction)에 의해 내부의 압력이 커지게 되고 많은 방향족 화합물들이 생두 내부에서 외부로 이동하게 됩니다. 그 과정에서 생두의 유기물질이 분해되고 증기압이 높아지고 부피가 팽창함으로 열을 흡수하는 표면적이 넓어지게 됩니다. 그 후 열분해에 의해 캐러멜화(caramelization)가 진행되면서 탄수화물이 분해되기 시작합니다. 이 단계에서는 유기물질의 연소로 인해 발생한 이산화탄소와 수분 증발로 인한 증기압의 상승으로 높은 압력을 받고 열분해를 통해 조금씩 열을 방출하는 발열 반응 (exothermic)이 일어납니다. 캐러멜화를 통해 커피 생두는 짙은 갈색으로 변해 가고 생두의 특성에 따라 과일 향, 캐러멜 향, 견과류 향이 나게 됩니다.

 

 

3. 로스팅의 단계: 1차 크랙(First crack)

 

  1차 크랙은 로스팅 공정 중 가장 중요한 단계로, 1차 크랙에서 비로소 커피 생두에서 우리가 음용할 수 있는 커피 원두가 됩니다. 1차 크랙은 커피 생두 내부의 수분이 기화되면서 엄청난 압력을 발생시키고 탄수화물이 산화되면서 많은 양의 이산화탄소가 발생하게 됩니다. 이로 인해 생두의 가장 약한 부분인 센터 컷(center cut)이 벌어지면서 파핑(popping) 소리가 나게 됩니다. 이 단계에서, 커피 원두의 표면 온도는 잠시 낮아지게 되는데 이 현상은 순간적인 흡열 현상으로, 커피 원두에서 상당량의 수증기가 증발하면서 순간적으로 냉각되기 때문입니다. 그리고 1차 크랙은 로스팅의 공정 중 종료 시점을 정하는 기준이 되기 때문에 중요합니다. 1차 크랙 이후에 생두 플레이버의 잠재력이 나옵니다. 이 단계에서는 커피 원두의 신맛이 두드러지게 됩니다.

 

 

 

 

4. 로스팅의 단계: 로스팅 발현(Roast development)

 

  로스팅에서 1차 크랙 단계부터 로스팅이 끝나는 시점까지의 구간이 차지하는 비율을 디벨롭 타임(develop time)이라고 합니다. 1차 크랙이 끝나면 원두의 표면은 훨씬 더 부드러워지지만 나머지 상태는 아직 그대로인데, 로스팅 발현 단계에서는 우리가 마시는 커피의 최종 색깔과 로스팅 정도가 결정됩니다. 로스팅이 진행될수록 원두의 신맛은 감소하게 되고 점차 쓴맛이 강조 됩니다.

 

 

5. 로스팅의 단계: 2차 크랙(Second crack)

 

  1차 크랙이 끝나면 로스팅이 잠시 소강 상태로 들어가지만, 커피 원두 중심부에서는 이산화탄소로 인해 압력이 커지게 됩니다. 이 압력으로 인해 열분해에 의해 약해진 셀룰로오스(cellulose) 구조 밖으로 커피 오일(oil)이 표면으로 나옵니다. 1차 크랙과 2차 크랙 사이에서 열역학(thermodynamics)의 변화가 일어나서 발열 반응(exothermic)에서 흡열 반응(endothermic)으로 변합니다. 세포 내의 탈수화(dehydration)에 의해 커피 원두 내에 수분은 더 감소하게 됩니다. 세포 내의 지속적인 압력으로 2차 크랙이 일어나게 되는데, 커피 원두의 목질 조직(woody structure)의 파괴에 의해 생성되며 다시 발열 반응으로 바뀌게 됩니다. 2차 크랙 이후 커피 원두의 부피는 생두에 비해 80∼90%까지 팽창합니다.

  2차 크랙 단계에서는 커피 원두의 고유한 특성들이 사라지게 됩니다. 2차 크랙 단계에서 산미는 거의 없으며, 다크로스트의 특징인 쓴맛과 매캐한 향미 그리고 묵직한 바디의 특징을 가지게 됩니다. 2차 크랙을 넘겨 계속 로스팅을 진행하면, 탄맛과 탄화된 느낌의 향미가 나타나고 바디는 가벼워집니다.

 

 

6. 로스팅의 단계: 냉각(Cooling)

 

  로스팅이 끝나자마자 커피 원두를 쿨링 트레이(cooling tray)에 배출하고 바로 냉각해줘야 하는데 그렇지 않으면 원두 내의 잔열로 인해 원하는 로스팅 포인트보다 더 진행됩니다. 이때 찬 공기를 순환시키거나 물을 분사시켜 냉각(water quenching)합니다. 참고로 휘발성 기체인 아로마는 높은 온도에 노출되면 많이 배출되기 때문에 원두를 빠르게 냉각시켜 아로마가 원두 내부에 고체 상태로 남아 발산되지 못하게 해야 합니다.

 

 

※ 참고문헌: 에티오피아 커피의 디카페인 공정과 로스팅 정도에 따른 관능적 품질 특성(정현우, 2021)