☆☆☆Roasting중 단계별 [물리적인변화],[화학적인변화],[중량,부피변화], [온도상승률ROR],[발열],[디개싱]☆☆☆
안녕하세요. 지난번 실제로 생두
로스팅 과정 같이 살펴보았는데요.
오늘은 생두가 로스팅되면서 다양하게 변화하는 과정을 살펴볼게요.
로스팅(Roasting) 중
화학적, 물리적인 변화
로스터에 들어간 시점부터 생두는 이미 예열되어있던 열을 흡수하기 시작하여 서서히 변화하기 시작한다.
로스터 예열/생두 투입:로스터기가 충분히 예열되지 않으면 생두를 투입했을 때 열손실이 커서 Develop이 원활하게 이루어지지 않는다.
터닝 포인트(Turning point):생두가 드럼에 들어가게 되면 열을 흡수하면서 생두 온도가 올라가지만
주변의 열을 빼앗기 때문에 드럼의 온도는 순간적으로 떨어지게 된다. 생두와 드럼의 온도가 열 평행을 이루면 드럼의 온도는 다시 상승하는데 이 기점을 Turning point라고 한다.
수분 증발:로스팅 중 보통 옐로 단계에서 생두가 가지고 있던 대부분의 수분을 잃어버린다. 즉 생두가 녹색에서 황색으로 변하기 시작한다.
흡열 반응:생두에 열이 흡수되어 일어나는 반응. 수분이 증발하고 부피가 팽창하며 중량이 감소한다.
메일라드 반응(Maillard Reaction):
화학자인 마이야르 박사가 발견해 그의 이름을 따서 부른다. 영어 이름을 부르는 식에 따라 메일라드, 마일라드 등 다양한 방식으로 불리고 있다. 마이야르 반응은 불을 이용하는 대부분의 요리에서 일어나는 흔한 반응으로 단백질의 아미노산과 탄수화물의 환원당이 열과 만났을 때 식품에서 자연적으로 발생하는 반응이다. 안타까운 점은 이 과정이 매우 복잡하고 순식간에 이루어지기 때문에 아직까지 어떻게 그렇게 되는지는 밝혀내지 못했다고 한다.
로스팅 온도 140도 전후로 발생하지만 낮은 온도에서도 발생한다. 따라서 끓이거나 스팀 하면 발생하지 않는다. 생두의 당과 단백질의 아미노산이 반응하여 갈색으로 변하고 화합물이 발생해 고기 냄새 등 특유의 향이 탄생한다. 콩은 쓴맛을 생성하고 이는 다크로스팅에서 더욱 쉽게 일어난다.
자연히 생기는 현상으로 로스팅 과정에서 커피 속 멜라노이딘을 생성한다.
캐러멜화(Caramelization):
약 160-200도 가까이에서 생두 속 순수한 설탕이나 탄수화물이 갈색 또는 검은색으로 발현이 되는 현상으로 쓴맛 등 독특한 맛이 발현되기 시작한다. 커피 속 당분 함량을 결정한다. 캐러멜화 반응 시 단향과 캐러멜 향이 증가하고 단맛은 줄어든다.
발열반응(1차 시작):생두가 화학반응과 동반한 열을 방출하는 단계
1차 크렉:생두의 수분이 기화하면서 생두 내부의 압력으로 폭발하는 현상. 세포 안에서 증기압력이 증가해 세포벽이 파열됨. 수증기와 가스들이 미세한 생두 콩 내부의 틈을 통하여 방출되는데 이때 압력에 의해 콩에 크렉을 만들어 콩 내부가 부서지는 현상. 높은 온도로 로스팅했을 때 , 첫 크렉 후 콩의 색과 부피 변화가 가장 빠르게 나타난다. 특징으로는 1차 크렉 시점에 팝콘 튀겨지는 소리가 시작되며 연속성이 보일 때를 1차 크렉으로 정한다.
2차 크렉:유기산이 탈카르복실 반응으로부터 생기는 이산화탄소로부터의 폭발로 물리적인 깨짐과 유기질에 세 가스로 불꽃이 없는 연소가 일어난다. 연소가 가속화되어 생두의 세포구조가 파괴되고 내부도 타게 된다.
2차 크렉시 생두에서 나오는 것들로 열, 이산화탄소, 지질, 휘발성 화합물, 유지 물질, 셀룰로오스, 증기, 압력 등이 있다. 로스팅 시 커피의 향미 특성에 맞게 대체적으로 2차 크렉 이전에 로스팅을 멈준다.
. 방향족 화합물이 지용성인데 지질은 로스팅 중에 높은 온도에서도 안정적이라 성분비가 크게 변하지 않는다. 오일에는 방향족 화합물이 농축되어 있으며, 로스팅 과정 속에서 오일이 생성되는 화학반응이 일어나고 생두 안에 들어 있던 오일은 2차 크렉시 밖으로 나오게 된다.
또한 로스팅 시 클로로 겐산은 퀴닉산과 카페인산으로 가수 분해된다.
클로로겐산은 약간의 신만을 나타내지만 카페인산과 퀴닉 산은 쓴맛을 나타낸다. 클로로겐산은 커피의 주된 용해성 물질이다. 볶은 커피 무게의 4% 이상을 차지하고 있으며, 유기산의 약 2/3 정도이다. 클로로겐산이 분해되면서 카페인산과 퀴닉산으로 나뉜다.
카페인 산은 카볼산(cabolic acid)이라고도 하며 물과 에탄올에 용해된다. 카페인 산은 커피뿐 아니라 배, 바질, 타임, 버베나, 타라곤, 오레가노에도 포함돼있다. 발암 억제 효과와 항산화 효과가 뛰어나다.
퀴닉 산은 키나 나무껍질, 바나나, 사과, 복숭아, 사탕수수에 포함돼있다.
유기산이며, 물에는 잘 녹지만 에탄올과 에테르에는 거의 녹지 않는다.
로스팅 완료 후 배출하여 빨리 냉각을 시키지 않으면 남은잔열로 계속 로스팅이 진행된다.(쿨러 이용 빠르게 식힌다)
온도 상승률(Rate of rise, ROR)
온도 상승률(Rate of rise, ROR)이 란, 기준 시간당 원두의 온도 상승 정도를 말한다.
원두 온도의 상승 또는 하락 속도를 측정한 것을 수치로 나타낸다
로스팅 과정 중 로스팅 속도를 평가하는데 활용할 수 있음
로스팅 후 기록 및 평가해야 하는 중요한 지표가 될 수 있음
수분함량이 많으면 생두 내부에서 열평형을 위해 내부에서 외부로 수분을 보내고 이는 열 전도율을 높이며 더 큰 내부 압력의 증가 및 외부로 나가 수분의 기화를 통해 급격한 온도 상승으로 이어진다.
로스팅 중에 생두의 색이 녹색에서 노란색으로 넘어가는 단계에서 ROR수치가 대체로 가장 높음
대게 노란샥보다 1차 크렉에서 ROR이 더 낮다.
ROR이 정체 또는 급변화 시 베이크드(BAKED) 향미가 날 수 있음
1차 크렉 이후 ROR이 상승하면
단맛이 부족할 수 있음(그래서 보통 1차 크렉 이후 화력을 줄이기 시작하죠?)
*특정한 로스팅 중 190도에서 1차 크렉이 발생했다고 가정하자
현재 시각/온도가 6분/160도 이고
1차 크렉 목표 시각이 9분 30초 라면 평균 ROR은 30 초 간격일 때
얼마로 해야 할까요?
---->>
약 4.3도이다!!^^
중량과 부피의 변화
. 로스팅 중 중량(무게)은 13-22% 감소하 고부 피는 2배 정도 증가한다.
. 프로파일 곡선이 같게 로스팅된 경우 중량 감소와 부피 증가는 비슷한 범위의 비율로 변화한다.
. 중량 손실 공식
L(손실률)=[G그린빈 중량-R 로스팅된 커피의 중량]÷G그린빈 중량 × 100
ex) 생두 1000그램으로 로스팅 후 840그램으로 로스팅이 종료된 겨우 로스팅 손실률은?
~~~~>>공식에 대입하면
(1000-840)÷1000 × 100%
=16%
. 부피 변화율 공식
V부피 변화율=[R 로스팅된 커피의 부피-G그린빈 부피]÷G그린 빈부 피 × 100%
ex) 4리터로 로스팅을 시작하여 6리터로 로스팅이 종료된 경우 부피 증가율은?
공식에 대입하면~~~~~>>
(6-4)÷4 × 100%=50%
. 크기 밀도와 수분의 변화:
로스팅 과정에서 커피의 부피가 증가함에 따라 밀도는 감소한다.
. 밀도 계산 공식
밀도=중량÷부피
. 수분함량이 너무 적으면 탄 맛이 강해지고? 너무 많으면 풋내 및 채소향 등이 날 수 있음
. 저온으로 오래 로스팅(수분 증발)하면 밋밋한 향이 날 수 있음
. 로스팅된 커피에서의 일반적인 수분함량은 약 1.5% 정도이다.
HAVING FEVER [발열]
발열이란 가열된 재료가 열의 형태로 에너지를 방출하기 시작하는 때를 뜻한다.
원두는 로스팅 마지막 단계, 특히 1차 크렉 후에 발열이 발생한다.
이때 로스팅 중 가스가 발생하는데 이는 수분(가스 형태의 H2o), 이산화탄소(Co2)및 작은 유기분자로 구성된 유기 가스다.
2차 크렉(유기산이 분해), 즉 다크 로스팅은 캐러앨화 반응으로 쓴맛이 나는 물질을 생성하는데 로스팅을 할수록 증가한다.
탈 가스 시간(Degassing)-->
갓 볶은 원두에는 이산화 탄소가 들어 있습니다. 이 이산화 탄소를 자 연제로 배출하는 과정을 디개싱이라고 합니다.
이산화 탄소는 최소 약 24시간 동안 약 40%가 배출되고 이후 2-15일 동안 나머지 60%가 배출됩니다
보편적으로 이상적인 디개시 기간은 5-7일 정도이다.
이상 로스팅 중에 일어나는 생두의 다양한 변화를 살펴보았습니다.
다음 편에서는 로스팅 중 변화하는 생두의 맛과 향에 대해서 집중 탐구해볼까 합니다.
커피!
그냥 마실 땐 몰랐는데 알면 알수록
신기하고 매력이 넘치네요.
날씨가 엄청 추워졌어요.
감기 조심하세요~~^^
