Ⅰ. 물리적 성분 변화
1. 수분
로스팅 과정은 원두의 수분 함량을 변화시킵니다. 로스팅이 진행됨에 따라 원두의 수분 함량은 감소하게 되며, 이는 다양한 영향을 주는 중요한 요소 중 하나입니다. 로스팅 과정에서 원두의 수분 변화는 다음과 같은 방식으로 이루어집니다.
수분 제거
로스팅이 시작되면 원두 내부의 수분이 증발하기 시작합니다. 원두의 내부 온도가 상승하면서 수분이 증발하고 기체로 변환됩니다. 이로 인해 원두의 구조가 변화하고, 수분이 증발됨에 따라 원두의 무게가 감소합니다.
열전도로 수분 제거
로스팅 과정에서 원두는 열을 받고 내부의 수분이 증발합니다. 열은 원두의 표면에서 내부로 전도되어 수분을 제거합니다. 이 과정에서 원두의 수분은 증발되고, 로스팅이 진행됨에 따라 수분 함량은 점점 감소합니다.
로스팅 종료 시 수분 함량
로스팅이 진행되다가 완료되면, 원두의 수분 함량은 로스팅 전에 비해 상당히 감소합니다. 원두의 수분 함량은 로스팅 온도, 시간, 로스팅 프로파일 등에 따라 달라질 수 있으며, 로스팅의 목표에 따라 조절됩니다.
로스팅 과정에서 원두의 수분 변화는 로스팅 결과에 큰 영향을 미칩니다. 수분이 증발하면서 원두의 구조가 변하고, 설탕과 탄수화물이 탄화되어 커피의 풍미와 향을 형성합니다. 수분의 감소는 또한 커피 원두의 무게 감소와 관련이 있으며, 로스팅 과정에서 원두의 색상과 밀도가 변화합니다.
2. 가스
로스팅 과정에서 가스 변화는 원두 내부의 기체 변화를 의미합니다. 로스팅 시 원두의 내부 기체는 다양한 화학 반응에 의해 변화하며, 로스팅에 사용되는 가스도 로스팅 과정에 영향을 미칠 수 있습니다.
로스팅 과정에서 가스 변화가 일어나는 주요한 요인은 다음과 같습니다.
이산화탄소(CO2) 생성
로스팅 과정에서는 원두 내부의 수분과 탄수화물이 열분해 되고 탄화되어 CO2 가스가 생성됩니다. 이산화탄소는 로스팅 동안 원두 내부에 존재하며, 크래킹 소리와 함께 로스팅 프로세스의 중요한 지표인 1st crack 및 2nd crack을 특징짓는 주요한 기체입니다.
기타 가스 생성
CO2 외에도 다른 기체들이 생성될 수 있습니다. 이들은 화학적인 반응과정에서 생성되는 부산물들로, 커피의 향과 풍미에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들면 메틸프로필황, 아세트아마이드 등이 있습니다.
로스팅에 사용되는 가스도 로스팅 과정에 영향을 줄 수 있습니다. 일반적으로 로스팅에서 가장 흔히 사용되는 가스는 천연 가스와 프로판 가스입니다. 이들 가스는 로스터의 가스밸브를 통해 공급되며, 로스팅 프로세스에서 원하는 로스팅 온도를 유지하는 데 도움을 줍니다.
가스 변화는 로스팅 과정에서 발생하는 여러 화학 반응과 연결되어 있으며, 커피의 맛과 향에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, CO2는 로스팅 후 피니시드 상태에서 가스로 존재하여, 커피를 추출할 때 원두에서 빠르게 방출되는 것으로 알려져 있습니다. 이로 인해 추출된 커피에서 크레마(Crema) 형성이 증가하고, 풍미와 아로마에 영향을 미칠 수 있습니다.
로스팅 과정에서 가스 변화를 관찰하고 이해하는 것은 로스터에게 중요한 요소입니다. 로스터는 로스팅 온도와 시간, 가스의 공급량 등을 조절하여 원하는 로스팅 프로파일과 가스 변화를 조절할 수 있습니다. 이를 통해 원하는 커피의 맛과 향을 조절할 수 있으며, 커피의 품질을 향상시킬 수 있습니다.
Ⅱ. 화학적 성분 변화
1. 탄수화물
탄수화물은 원두의 주요 구성 성분 중 하나로, 로스팅 동안 탄화되고 분해됨에 따라 맛과 향을 형성하는 중요한 역할을 합니다.
로스팅 과정에서 일어나는 주요한 탄수화물 변화는 다음과 같습니다.
당분 분해
로스팅 동안 원두 내의 당분은 열과 화학 반응에 의해 분해됩니다. 당분은 글루코스, 프룩토스, 살토스 등 다양한 형태로 존재하는데, 이들은 열분해에 의해 탄화되고 카라멜화되는 과정을 거치며 로스팅 중에 색상과 풍미를 형성합니다.
마이야르 반응
마이야르 반응은 당분이 아미노산과 상호작용하여 마이야르 반응 생성물을 형성하는 반응입니다. 로스팅 과정에서 아미노산과 당분이 상호작용하면서 풍부한 맛과 아로마를 형성하는 중요한 역할을 합니다. 이 반응은 커피의 복잡한 풍미와 향을 형성하는 데 기여합니다.
탄화
로스팅 동안 탄수화물은 탄화되어 탄소와 이산화탄소(CO2)로 변화합니다. 이산화탄소는 로스팅 중에 발생하는 중요한 가스로, 크래킹 소리와 함께 로스팅 프로세스의 지표인 1st crack 및 2nd crack을 특징짓습니다.
로스팅 과정에서 탄수화물의 변화는 커피의 풍미와 향을 결정하는 중요한 요소입니다. 탄수화물의 분해와 탄화는 커피의 색상, 향, 풍미에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 로스팅이 진행되면서 당분이 탄화되고 카라멜화되면 커피는 달콤하고 고소한 풍미를 갖게 됩니다.
2. 지질
지질은 원두의 주요 구성 성분 중 하나로, 로스팅 동안 열 분해되고 산화되면서 맛과 향을 형성하는 역할을 합니다.
로스팅 과정에서 일어나는 주요한 지질 변화는 다음과 같습니다.
트리글리세라이드 분해
원두 내부에 존재하는 트리글리세라이드는 로스팅 동안 열과 화학 반응에 의해 분해됩니다. 트리글리세라이드는 지방을 구성하는 주요 성분으로, 로스팅 과정에서 분해되면서 다양한 지방산이 생성됩니다.
산화
로스팅 동안 지질은 공기와의 산소 반응에 의해 산화됩니다. 산소와의 반응으로 자유 라디칼이 생성되며, 이는 지질의 산화와 관련된 화학 반응을 촉진시킵니다. 지질의 산화는 로스팅 중에 발생하는 맛과 향을 형성하는 중요한 역할을 합니다.
아세트아마이드 형성
로스팅 과정에서 아미노산과 당분이 상호작용하여 아세트아마이드와 같은 화합물이 형성됩니다. 이러한 화합물은 로스팅 된 커피에서 특정한 풍미와 아로마를 형성하는 데 기여합니다.
로스팅 과정에서 지질의 변화는 커피의 풍미와 향을 결정하는 중요한 요소입니다. 지질의 분해와 산화는 커피의 색상, 향, 풍미에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 지질의 산화는 커피에 발생하는 산미와 쓴맛의 형성에 관여할 수 있습니다.
3. 단백질
단백질은 원두의 주요 구성 성분 중 하나로, 로스팅 동안 열 분해되고 변성되면서 커피의 맛과 향을 형성하는 역할을 합니다.
로스팅 과정에서 일어나는 주요한 단백질 변화는 다음과 같습니다.
마이야르 반응
로스팅 동안 단백질은 아미노산과 당분이 상호작용하여 마이야르 반응 생성물을 형성하는 반응에 참여합니다. 이 반응은 커피에서 고유한 풍미와 아로마를 형성하는 데 중요한 역할을 합니다. 마이야르 반응은 로스팅 과정에서 단백질과 당분이 상호작용하면서 커피의 복잡한 풍미와 향을 형성합니다.
단백질 변성
로스팅 동안 단백질은 열에 노출되면서 변성되는 경향이 있습니다. 이는 단백질 분자의 구조적 변화로 이어지며, 커피의 향과 풍미에 영향을 줄 수 있습니다.
로스팅 과정에서 단백질의 변화는 커피의 맛과 향을 결정하는 중요한 요소입니다. 마이야르 반응을 통해 단백질이 아로마와 풍미를 형성하며, 단백질의 변성은 커피의 복잡한 풍미를 개발하는 데 기여합니다.
4. 산
유기산은 커피의 맛과 향을 형성하는 중요한 성분 중 하나로, 로스팅 동안의 화학 변화에 따라 다양한 유기산이 형성됩니다.
로스팅 과정에서 일어나는 주요한 유기산 변화는 다음과 같습니다.
클로로겐산
원두 내의 클로로겐산이 열 분해되어 각종 유기산들이 생성될 수 있습니다. 클로로겐산은 피닌 산, 카페익 산 등으로 변화할 수 있으며, 커피의 맛과 향을 형성하는 데 중요한 역할을 합니다.
아세트산
로스팅 동안 일부 단백질과 당분이 상호작용하여 아세트산이 생성될 수 있습니다. 아세트산은 커피의 맛과 향을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다.
히드록시아실산(HAA)
로스팅 과정에서 원두 내부의 단백질과 당분이 상호작용하여 히드록시아실산이 생성될 수 있습니다. 이러한 유기산은 커피의 쓴맛과 산미를 형성하는 데 기여합니다.
로스팅 과정에서 유기산의 변화는 커피의 풍미와 향을 결정하는 중요한 요소입니다. 다양한 유기산의 생성과 변화는 커피의 복잡한 풍미와 아로마를 형성하며, 각각의 유기산은 커피의 맛과 향을 다양하게 조절할 수 있습니다.
5. 카페인
로스팅 과정에서 카페인은 원두 내부에서 일부가 분해되거나 변화하지만, 주된 성분으로 남아있게 됩니다. 로스팅은 카페인의 양을 크게 변화시키지 않지만, 원두의 중량 감소로 인해 카페인 함량이 높아질 수 있습니다.
로스팅 과정에서 일어나는 주요한 카페인 변화는 다음과 같습니다.
카페인 분해
로스팅 동안 일부 카페인이 열 분해되어 분해 생성물이 발생할 수 있습니다. 이는 카페인의 일부 분자가 분해되거나 변성되는 과정입니다. 하지만, 대부분의 경우 로스팅에 의해 분해되는 카페인의 양은 매우 적으며, 주요한 카페인 손실은 아닙니다.
중량 감소
로스팅 과정에서 원두의 중량이 감소하게 됩니다. 원두의 로스팅 중에는 수분과 일부 탄소화물이 증발되어 원두의 무게가 감소합니다. 이로 인해 로스팅 후 단위 부피당 카페인 함량이 높아지는 경향이 있습니다.
로스팅은 카페인의 양을 크게 변화시키지 않지만, 로스팅의 정도와 로스팅 시간에 따라 카페인의 풍미와 향에 약간의 영향을 줄 수 있습니다. 일반적으로 로스팅의 진행에 따라 맛과 향이 더 진하고 풍부해지는 경향이 있는데, 이는 카페인 외에도 다른 커피 성분들이 상호작용하여 풍미와 아로마를 형성하기 때문입니다.
6. 트리고넬린
로스팅 과정에서 화학적 반응에 의해 생성되는 화합물입니다. 트리고넬린은 로스팅 중에 원두 내부에서 마이야르 반응과 동시에 생성되는 중요한 화합물 중 하나입니다.
커피의 특정한 풍미와 향을 형성하는 데 기여합니다. 일반적으로 트리고넬린은 커피에서 더 깊은 풍미와 단조로운 맛을 형성하는 요소로 알려져 있습니다. 그러나 정확한 맛과 향은 로스팅의 정도와 원두의 종류에 따라 다를 수 있습니다.
로스팅 과정에서 트리고넬린의 생성은 로스팅 온도, 시간 및 로스팅 프로파일과 관련이 있습니다. 일반적으로 로스팅이 진행됨에 따라 트리고넬린의 양이 증가하며, 보다 깊고 진한 풍미를 형성하는 데 영향을 줄 수 있습니다.
7. 무기질
로스팅 과정에서 무기질은 원두 내부에서 일부가 분해되거나 변화하지만, 주된 성분으로 남아있게 됩니다. 로스팅은 무기질의 양을 크게 변화시키지 않지만, 원두의 중량 감소로 인해 무기질 함량이 높아질 수 있습니다.
로스팅 과정에서 일어나는 주요한 무기질 변화는 다음과 같습니다.
수분 제거
로스팅 동안 원두 내부의 수분이 증발되고 제거됩니다. 수분 함량의 감소는 로스팅 후 무기질의 상대적인 함량을 높일 수 있습니다. 이는 로스팅 후 무기질 함량이 상대적으로 증가하는 이유 중 하나입니다.
무기질 농축
로스팅 중에 원두의 중량이 감소하면서 무기질의 농축도 발생합니다. 중량 감소로 인해 무기질 함량이 상대적으로 증가하는 경향이 있습니다.
로스팅은 무기질의 양을 크게 변화시키지 않지만, 로스팅의 정도와 로스팅 시간에 따라 무기질의 상대적인 함량이 변할 수 있습니다. 일반적으로 로스팅이 진행되면서 무기질의 농축도 증가하며, 커피의 맛과 향에 일부 영향을 줄 수 있습니다.
8. 수용성 비타민
로스팅 과정에서 수용성 비타민은 일부 손실될 수 있습니다. 수용성 비타민은 물에 잘 녹는 성질을 가지며, 열에 민감한 특성을 갖고 있습니다. 따라서 로스팅 도중 높은 온도와 긴 시간에 노출되면 일부가 파괴되거나 감소할 수 있습니다.
로스팅 과정에서 영향을 받을 수 있는 주요한 비타민은 비타민 C와 비타민 B 그룹입니다. 비타민 C(아스코르빈산)는 열에 민감하며 로스팅 도중 손실될 수 있습니다. 비타민 B 그룹에는 타이아민(B1), 리보플라빈(B2), 나이아신(B3), 피리독신(B6), 엽산(B9) 등이 포함되어 있습니다. 이들 비타민도 열에 민감하며 로스팅 도중 손실될 수 있습니다.
로스팅 과정에서 수용성 비타민의 손실은 로스팅 온도와 시간에 따라 달라집니다. 고온과 긴 로스팅 시간은 비타민의 분해와 손실을 높일 수 있습니다. 따라서 로스터는 로스팅 온도와 시간을 조절하여 비타민의 손실을 최소화할 수 있도록 노력합니다.
수용성 비타민의 손실은 커피의 영양성을 일부 감소시킬 수 있지만, 커피는 여러 다른 영양소와 화학물질을 함유하고 있어 여전히 영양가 있는 음료입니다. 또한, 로스팅 후에도 일부 비타민은 남아 있을 수 있습니다. 따라서, 다양한 식품을 통해 영양소를 공급받는 것이 중요하며, 커피 이외의 다른 식품과의 다양한 영양소 섭취를 권장합니다.
9. 휘발성 화합물
로스팅 동안 열 분해되거나 화학적인 반응을 통해 형성됩니다. 로스팅 과정에서 발생하는 휘발성 화합물은 커피의 아로마와 향을 형성하는 주요한 요소입니다.
로스팅 과정에서 일어나는 주요한 휘발성 화합물은 다음과 같습니다.
알데히드
알데히드는 로스팅 동안 원두 내부의 단백질과 당분이 상호작용하여 형성되는 화합물입니다. 알데히드는 커피의 고유한 아로마와 향을 형성하는 중요한 성분입니다.
페닐프로판올
페닐프로판올은 로스팅 과정에서 아미노산과 당분이 상호작용하여 형성되는 휘발성 화합물입니다. 이 화합물은 커피의 과일향을 형성하는 데 중요한 역할을 합니다.
피롤
피롤은 로스팅 중에 탄수화물이 열 분해되고 탄화되면서 형성되는 화합물입니다. 이러한 화합물은 커피의 특정한 풍미와 아로마를 형성하는 데 기여합니다.
티오펜
티오펜은 로스팅 동안 원두 내부의 티오황화합물과 탄수화물이 상호작용하여 형성되는 화합물입니다. 이러한 화합물은 커피의 특정한 풍미와 아로마를 형성하는 데 중요한 역할을 합니다.
로스터는 로스팅 온도와 시간을 조절하여 휘발성 화합물의 생성과 방출을 조절할 수 있습니다. 로스팅 프로세스에서 휘발성 화합물의 변화를 관찰하고 조절하여 원하는 커피의 아로마와 향을 얻을 수 있습니다. 로스터는 원하는 로스팅 프로파일과 커피의 특성에 맞게 휘발성 화합물의 생성과 방출을 조절하여 맛과 향을 최적화할 수 있습니다.
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