볶은 원두의 가스는 두 곳에 나뉘어 있습니다

결론은 이렇습니다.

볶은 원두의 이산화탄소는 작은 구멍 속에 기체로 있는 자유 가스와, 세포벽에 붙거나 오일에 녹아 있는 붙잡힌 가스로 나뉩니다. 처음 1~2일에 한꺼번에 빠지는 것은 주로 자유 가스이고, 그 뒤 천천히 빠지는 것은 붙잡힌 가스입니다.

다크 원두 실측 곡선을 두 저장고로 나누면 자유 가스는 약 20%, 붙잡힌 가스는 약 80%이며, 5일째 남은 가스의 98% 이상은 붙잡힌 가스입니다. 압력이 풀리는 시간과 가스가 빠지는 시간은 다르므로, 에이징은 압력이 아니라 남은 가스로 판단해야 합니다.

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원두의 가스는 흔히 어떻게 설명됩니까?

볶은 원두의 가스는 며칠이면 빠져 안정된다는 설명이 널리 쓰입니다.

원두 속 압력이 사흘쯤이면 안정되니 그때부터 추출에 문제가 없다는 식입니다. 이 설명은 원두 속 가스를 한 덩어리로 보고, 압력이 풀리면 가스도 다 빠졌다고 봅니다.

가스는 원두의 어디에 머뭅니까?

첫 번째 저장고는 원두의 작은 구멍 속에 기체로 들어 있는 자유 가스입니다.

로스팅 중 만들어진 이산화탄소가 구멍 속에 기체 상태로 모여 있어, 로스팅 직후 빠르게 빠져나갑니다. 처음 1~2일의 폭발적인 방출이 대부분 여기서 나옵니다.

두 번째 저장고는 세포벽에 붙거나 오일에 녹아 있는 붙잡힌 가스입니다.

이 가스는 표면을 따라 확산하거나 오일에서 빠져나와야 하므로 천천히 방출됩니다. 원두가 마른 상태에서는 잘 떨어지지 않다가 물에 젖으면 풀려나, 오래된 원두도 에스프레소로 추출하면 크레마가 남습니다.

두 저장고의 크기는 얼마입니까?

다크 원두 실측 곡선을 두 저장고로 나누면 자유 가스 약 20%, 붙잡힌 가스 약 80%입니다.

볶은 원두를 35도에 두고 무게 변화를 연속으로 잰 실측 곡선에 두 저장고 모형을 맞추면, 자유 가스는 원두 1 g당 2.18 mg에 시간 상수 37.6시간, 붙잡힌 가스는 10.34 mg에 182.5시간입니다. 자유 가스는 1일째 52.8%, 2일째 27.9%, 5일째 4.1%만 남습니다.

굵은 선은 원두에 남은 전체 가스, 주황 선은 자유 가스, 초록 점선은 붙잡힌 가스입니다. 이틀이 지나면 전체 곡선은 거의 붙잡힌 가스의 곡선을 따라갑니다.

경과 일수	자유 가스 잔존	붙잡힌 가스 잔존	남은 가스 중 붙잡힌 가스
1일	52.8%	87.7%	약 89%
2일	27.9%	76.9%	약 93%
5일	4.1%	51.8%	98% 이상
14일	0.0%	15.9%	거의 전부

압력이 풀리면 가스도 다 빠진 것입니까?

압력이 풀리는 시간과 가스가 빠지는 시간은 다른 시계입니다.

로스팅 직후 원두 속 압력은 문헌에서 4.4~25기압으로 보고되며, 이 압력은 처음 며칠 안에 대부분 풀립니다. 하지만 남은 이산화탄소는 원두 안팎의 농도 차이로 계속 확산해 나오고, 원두째 방출이 끝나기까지 문헌상 최대 2,400시간이 걸립니다. 5일째 가스가 절반 넘게 남아 있는 것은 압력이 안정됐다는 사실과 모순되지 않습니다.

크레마를 흔드는 것은 원두 속 압력이 아니라 남은 가스입니다.

추출할 때 물이 닿으면 붙잡힌 가스가 풀려나 거품을 만듭니다. 그래서 압력이 안정된 뒤에도 에이징 일수에 따라 크레마와 추출 흐름이 달라집니다.

분쇄하면 무엇이 달라집니까?

분쇄하는 순간 갇혀 있던 가스가 한꺼번에 빠져나갑니다.

분쇄 굵기에 따라 굵게는 26~30%, 중간은 33~38%, 곱게는 45~59%가 분쇄 순간에 빠진다는 보고가 있고, 갇힌 가스가 최대 75%까지 빠질 수 있습니다. 그래서 에이징 일수는 원두째 보관을 기준으로 판단하고, 분쇄한 뒤에는 가스가 훨씬 빨리 줄어든다고 보아야 합니다.

세 막대는 분쇄 굵기별로 분쇄 순간에 빠지는 가스의 비율입니다. 곱게 갈수록 가스가 더 많이 빠집니다.

로스터는 에이징을 어떻게 기록해야 합니까?

같은 원두를 여러 날짜에 같은 조건으로 추출해 비교하십시오.

기록할 것	이유
로스팅 날짜와 시각	에이징 일수의 기준입니다
보관 온도와 포장 방식	가스가 빠지는 속도가 달라집니다
1, 2, 5, 7, 14일째 추출 결과	자유 가스와 붙잡힌 가스의 구간을 나눠 봅니다
분쇄 굵기	분쇄 순간 빠지는 가스가 달라집니다
커핑 메모	가스가 줄어들며 달라지는 맛을 적습니다

자주 묻는 질문

Q. 사흘이 지나면 바로 써도 됩니까?

압력은 대부분 풀렸어도 붙잡힌 가스는 많이 남아 있습니다. 쓰는 추출 방식에서 날짜별로 비교해 원하는 맛이 나오는 날짜를 기록하십시오.

Q. 배전도에 따라 가스 양이 다릅니까?

다릅니다. 같은 실측 연구에서 원두에 남는 가스는 라이트보다 미디엄, 미디엄보다 다크가 많았습니다. 배전도를 바꾸면 에이징 기준도 다시 확인하십시오.

Q. 원두를 뜨겁게 보관하면 에이징이 빨라집니까?

온도가 높으면 가스가 빨리 빠지지만 향 성분의 손실과 산화도 빨라집니다. 이 글의 수치는 35도 실험 기준이라, 보관 온도가 다르면 날짜가 달라집니다.

볶은 뒤의 과학

1. 볶은 원두의 가스는 두 곳에 나뉘어 있습니다

2. 로부스타는 아라비카보다 에이징이 약 2배 걸립니다

3. 에스프레소 크레마의 가스는 원두가 정합니다

4. 물의 알칼리도는 원두마다 산미를 다르게 깎습니다

근거

원두 가스 방출 실측 곡선(35도, 연속 무게 측정): Smrke 외 (2018), Journal of Agricultural and Food Chemistry

두 저장고 계산: 위 실측 곡선(다크)에 두 개의 지수 방출을 맞춘 값(자유 가스 2.18 mg/g·37.6시간, 붙잡힌 가스 10.34 mg/g·182.5시간)

원두의 이산화탄소 확산과 초기 가스량: Anderson 외 (2003), Journal of Food Engineering

흡착과 용해된 이산화탄소의 방출: Shimoni, Labuza (2000), Journal of Food Process Engineering

분쇄 굵기별 가스 손실: Wang, Lim의 분쇄 커피 가스 방출 연구

퍼스트펭귄커피컴퍼니 로스팅교육 상담 010-3444-1721 (카카오톡 또는 문자)