커피를 분쇄하기 전, 물을 꼭 뿌려야 할까?

최근에 바위 밑에서 커피를 만들어 본 적이 없다면, 최근 과학자들이 홈 바리스타들이 거의 20년 동안 알고 있던 사실, 즉 분쇄 직전에 커피에 물을 뿌리면 분쇄하는 동안 생성되는 정전기의 양을 줄일 수 있다는 사실을 알게 되었다는 소식을 들었을 것입니다. 정전기가 적다는 것은 모든 표면에 달라붙는 왕겨가 적고, 그라인더에 커피가 덜 끼고, 가장 중요한 것은 분쇄 시 덩어리가 적다는 것을 의미합니다. 연구원들에 따르면, 이것은 당신의 에스프레소에 있는 추출을 밀어붙일 수 있다 — 그러나 그 효과는 당신의 커피, 그리고 아마도 당신의 그라인더에 달려 있는 것 같다.

정전기는 커피를 그라인더에 달라붙게 하고 덩어리를 형성합니다. 분쇄도가 미세할수록 정전기가 더 많이 생성됩니다.

이 새로운 연구는 바리스타들에게 커피 원두를 얼리고, 물에 마그네슘을 첨가하고, 가장 최근에는 터보 샷(Turbo Shots)의 기술을 소개하는 데 도움을 준 컴퓨터 화학자인 크리스토퍼 헨던(Christopher Hendon)이 이끄는 팀에서 나온 것입니다. 그는 믿거나 말거나, 화산 폭발에서 정전기의 영향을 연구하는 일부 화산학자들과 팀을 이루어 커피가 분쇄 중에 정전기를 생성하는 방식과 흥미로운 유사점을 발견했습니다. 이 논문은 누구나 무료로 읽을 수 있으니 여기에서 확인하세요.

 

빠른 스프릿츠는 정전기를 잽싸게 만듭니다.

커피를 갈기 전에 커피에 물을 뿌리는 트릭은 일반적으로 2005년 언젠가 커피 포럼에서 아이디어를 낸 것으로 추정되는 David Ross의 이름을 따서 'Ross Droplet Technique'(RDT)이라고 합니다. Weiss Distribution Technique과 마찬가지로 수년 동안 RDT는 홈 바리스타에게 인기가 있었지만 바에서는 거의 볼 수 없었습니다.

상용 장비를 사용하는 바리스타는 정전기와 뭉침에 대해 거의 걱정하지 않았습니다. 에스프레소 그라인더에는 어쨌든 덩어리를 분해하기 위해 Victoria Arduino의 '덩어리 분쇄기'와 같은 도구가 장착되어 있으며, 커피 원두에 물을 뿌리고, 한 번에 한 번 분쇄하고, 바늘 도구로 찌꺼기를 저어주고, 탬핑하기 전에 특수 도구로 커피를 평평하게 하기 위해 워크플로에 30초를 추가하는 아이디어가 있습니다. 전문 바리스타로서는 상상도 할 수 없는 일이었다.

에스프레소 그라인더는 Victoria Arduino의 '클럼프 크러셔'(왼쪽) 또는 Mazzer의 그리드 스크린(오른쪽)과 같은 다양한 기술을 사용하여 정전기의 영향을 줄입니다.

시대가 어떻게 변했는가. 1회 투여 그라인딩이 대중화되고 바리스타가 점점 더 높은 추출을 추구하기 위해 난해한 방법을 사용함에 따라 RDT 및 WDT와 같은 기술이 갑자기 모든 곳에 있습니다. WDT의 아이디어를 기반으로 커피 찌꺼기를 뭉치는 과정을 가능한 한 빠르고 일관되게 만드는 자체 AutoComb은 말할 것도 없습니다.

RDT가 새로운 것은 아니지만 그 이면의 과학은 새롭습니다. Hendon이 발견한 것은 연삭 중에 발생하는 정전기가 균일하지 않다는 것입니다. 일부 커피는 다른 커피보다 정전기를 더 많이 생성하며 입자는 양전하, 음전하 또는 둘 다의 혼합일 수 있습니다. 더 어두운 로스트는 더 강한 음전하를 생성하는 경향이 있으며 특히 벌금은 더 많은 음전하를 생성하는 것 같습니다. 반면에 더 가벼운 로스팅과 모든 로스팅 스타일의 더 큰 입자는 양전하를 띨 가능성이 더 큽니다.

정전기는 음전하를 띤 미세먼지가 더 큰 입자에 달라붙어 하나의 큰 입자로 작용하는 작은(1-2mm) 덩어리를 생성합니다. 이론에 따르면 이 덩어리는 바위처럼 작용하여 물이 사용할 수 있는 커피의 표면적을 줄이고 커피 베드를 통해 고르지 않은 흐름을 만들어 추출을 줄입니다.

정전기는 미세먼지가 더 큰 입자에 결합하도록 하여 1-2mm 크기의 작은 덩어리를 생성합니다.

물을 추가하면 정전기가 중화되고 이러한 작은 덩어리가 형성되는 것을 방지할 수 있습니다. 정전기를 가장 크게 줄이려면 커피 무게의 최대 2%를 물에 추가해야 한다는 것을 연구원들은 발견했는데, 이는 많은 바리스타들이 사용하는 단일 스프리츠보다 훨씬 더 많습니다. 에스프레소를 만들기 전에 이 작업을 했을 때, Hendon의 팀은 샷이 훨씬 더 느리게 진행되어 최대 50% 더 오래 걸린다는 것을 발견했습니다. 동시에 이 샷에서 추출되는 횟수는 약 10% 증가했습니다.

 

AutoComb으로 덩어리 분쇄

그렇다면 AutoComb은 이 이야기에서 어디에 적합할까요? 글쎄, AutoComb의 목적은 덩어리를 깨는 것입니다. 우리는 AutoComb이 RDT와 유사한 방식으로 작동하는지 알고 싶었고, 그렇다면 어떤 기술이 더 잘 작동하는지 알고 싶었기 때문에 두 기술을 비교하기 시작했습니다.

세계 무대의 오토콤: 스위스 바리스타 챔피언 크리스 소티로스가 아테네에서 열린 WBC 2023에서 퍽을 준비하고 있다.

캐슬메인에 있는 Tortoise Espresso의 정기 BH 기고자인 Lloyd Meadows와 협력하여 RDT, AutoComb 또는 둘 다를 함께 사용하는 것이 에스프레소 추출에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해 몇 가지 실험을 설정했습니다. 우리는 TiN 코팅 버가 있는 EK43과 Linea Classic을 사용하여 모든 샷을 촬영하기 위해 표준화된 기술을 사용했습니다. 하지만 헨던의 팀과는 달리, 고정된 그라인드 사이즈를 사용하는 대신, 고정된 샷 타임을 사용하려고 시도했고, 각 방법마다 25초 샷에 최대한 근접하도록 조정했습니다.

놀랍게도, 우리는 Hendon의 팀이 본 효과를 재현할 수 없었습니다. 2%의 물을 넣으면 샷 속도가 약간 느려지는 것 같았기 때문에 EK43에서는 평균적으로 한 단계 더 거친 분쇄 크기를 사용해야 했습니다. 또한 드라이 커피의 경우 0.2-0.3g에 비해 샷당 평균 약 0.1g의 그라인더에서 잔류력이 떨어졌습니다. 그러나 RDT는 추출을 증가시키는 대신 감소시켰는데, 이는 과학자들의 결과와 정반대였다. 동일한 분쇄 크기를 사용하여 만든 샷에서도 뿌려진 커피의 추출량이 더 적었습니다.

반면에 AutoComb을 사용하면 추출이 증가했으며 찌꺼기에 물을 뿌렸는지 여부는 거의 차이가 없는 것처럼 보였습니다. 사실, 두 기술을 함께 사용하면 목표 사격 시간에 도달하기 위해 가장 거친 그라인드 설정이 필요했으며 가장 높은 추출을 생성했습니다.

테스트에서 2%의 물을 첨가하면 추출이 감소했습니다. 반면에 물을 첨가하거나 첨가하지 않고 AutoComb을 사용하면 동일한 샷 시간에 도달하기 위해 더 거친 분쇄가 필요함에도 불구하고 추출이 증가했습니다.

RDT의 효과가 촬영 시간에 따라 달라지는 경우를 대비하여 몇 가지 느린 샷을 시도한 결과 추출이 훨씬 더 줄어드는 것을 발견했습니다.

물론 우리는 실험실과 같은 양의 데이터나 고정밀 장비를 가지고 있지 않기 때문에 결과의 통계적 타당성에 대해 확신할 수 없습니다. 그러나 제임스 호프만(James Hoffmann)은 이 연구에 대한 그의 비디오에서 엇갈린 결과를 발견했다. 그의 경우, 그는 추출에 대해 보고하지 않았지만 원두를 뿌렸을 때 샷 시간이 줄어들었는지 여부는 그가 사용하는 그라인더의 종류에 따라 달라지는 것 같다고 언급했습니다.

다른 결과는 그라인더에 사용 된 재료 또는 그라인더가 작동하는 방식에 따라 달라질 수 있습니다. 이를 알아내기 위해 그는 시청자가 다양한 그라인더와 로스트 스타일을 다루는 훨씬 더 큰 데이터 세트를 구축할 수 있도록 돕는 영리한 아이디어를 떠올렸습니다. 가능하다면 직접 사용해보고 여기에서 데이터를 공유하는 것이 좋습니다.

그러나 우리는 연구원들이 사용했던 것과 동일한 그라인더인 EK43을 사용하고 있었기 때문에 비슷한 결과를 예상했을 수 있습니다. 차이의 한 가지 가능한 이유는 우리가 사용하던 커피에 있습니다. 커피가 생성하는 정전기의 양은 로스팅 색상, 더 정확하게는 로스팅 후 커피에 남아 있는 수분의 양에 따라 다릅니다. 더 어두운 로스트는 수분 함량이 낮고 더 강한 음전하를 생성합니다. 라이트 로스팅은 양전하를 생성하는 경향이 있는 반면, 중간 어딘가에 전하가 거의 발생하지 않는 커피가 있습니다.

다크 로스트(파란색)는 분쇄 시 음전하를 생성하고 더 가벼운 로스트(빨간색)는 양전하를 생성합니다. 물 중량의 최대 2%를 추가하면 라이트 로스트와 다크 로스트 모두에서 생성되는 전하의 양이 줄어듭니다. 일부 로스트는 물을 추가하지 않아도 전하가 거의 발생하지 않습니다. Harper et al(2023)에서 발췌.

예를 들어 스타벅스의 '블론드' 로스트는 수분 함량이 약 1.3%이며 정전기가 많이 발생합니다. 연구진이 테스트한 커피인 Reverie Roasters의 Boneshaker는 Starbucks Blonde(Agtron 65)보다 약간 가볍지만(Agtron 67) James Hoffman의 Red Brick 에스프레소 블렌드(Agtron 77)보다 훨씬 어둡습니다.

우리가 사용한 코드 블랙의 커피는 레드 브릭과 로스팅 색상이 비슷했기 때문에 아마도 더 어두운 로스팅보다 애초에 정전기가 훨씬 적었을 것입니다. 이것만으로도 RDT의 이점을 못한 이유를 충분히 설명할 수 있습니다.

 

더 높은 추출을 위한 두 가지 경로

두 가지 방법을 나란히 시도하고 다른 결과를 얻은 후에는 AutoComb과 RDT가 실질적으로 다른 방식으로 작동 할 가능성이 큽니다. 아마도 RDT는 논문에서 언급 한 작은 1-2mm 응집체를 분해하는 데 가장 효과적이며 AutoComb은 더 큰 덩어리를 목표로하여 커피 베드의 전체 거시 구조를 고르게합니까?

RDT가 우리에게 잘 작동하지 않았다는 사실이 다른 사람들에게도 효과가 없다는 것을 의미하지는 않습니다. 로스트, 그라인더 및 우리가 아직 알지 못하는 다른 요인에 따라 여전히 실험해 볼 가치가 있는 기술이라는 것을 알 수 있습니다. 추출을 촉진하지 않더라도 유지율이 낮고 작업 공간이 더 깨끗하다는 것은 큰 보너스입니다. (RDT를 사용하고 추출을 계산하려는 경우 분쇄도의 여분의 물을 고려해야 합니다.)

그러나 RDT가 어떤 효과를 거두든, 아무리 좋은 효과를 낸다고 해서 바리스타가 더 이상 유통에 대해 걱정할 필요가 없다는 의미는 아닙니다. RDT가 효과가 있고 추출이 증가한다면 좋은 배포 기술(예: AutoComb 또는 일반 WDT 도구)이 여전히 추출을 더욱 향상시킬 수 있다고 확신합니다. RDT가 추출을 증가시키지 않지만 여전히 다른 이점을 위해 사용하고 싶다면 육즙이 많고 균일한 추출을 원한다면 좋은 배포 도구가 필수입니다.

 

 

소개된 논문의 내용을 바탕으로 RDT 기법을 사용하여 실제 이 기법이 추출 속도를 지연시키며, 수율을 올릴 수 있는지를 실험했습니다. 위 연구에서 헨돈은 분쇄 과정에서 발생하는 정전기가 균일하지 않는다는 사실에 주목하였고, 일부 커피가 다른 커피보다 정전기가 더 많이 발생할 수도 그렇지 않을 수도 있다는 것을 발견했습니다. 연구에 따르면 다크 로스트일 수록 더 강한 음전하를 만드는 경향이 있으며, 특히 미분은 더 많은 음전하를 흡수한다고 합니다. 반면 라이트 로스트 커피 그리고 입자를 굵게 분쇄할 수록 양전하를 띨 가능성이 높다고 말합니다.

 

따라서 정전기로 인해 음전하를 띤 미분이 더 큰 입자에 달라붙어 하나의 큰 입자가 되어 작은 덩어리(Clump, 1-2mm 정도로 뭉쳐진 입자들을 분쇄 후 종종 볼 수 있다.)가 만들어 집니다. 이 덩어리가 커피 입자들이 물에 닿을 수 있는 표면적을 줄이고, 채널링을 발생시키는 원인으로 알려져 있죠. 이와 같은 뭉침 현상을 방지하는데 RDT가 실제 영향을 미친다는 것이 해당 논문에 포함된 내용입니다.

 

바리스타 허슬에서 출시한 오토콤 디스트리뷰션 툴

 

하지만 실제 실험에서 헨든의 논문에서 볼 수 있었던 효과를 재현할 수 없었다고 말하면서 실험실과 같은 고정밀 장비를 통해서 진행한 실험은 아니기 때문에 결과의 유효성에 대해서는 확신할 수 없다고 말합니다. 다만 허슬에서는 RDT 기법만큼 WDT 기법(위 글에서는 오토콤 사용)이 추출 속도를 지연시키고 수율을 올리는데 의미가 있다는 점을 강조하면서 "RDT에 더해 WDT와 같은 분배 기법을 더한다면 추출 수율을 올리는데 더 낫지 않을까"라는 다소 주관적인 결론을 내립니다.

 

한 잔의 에스프레소를 만드는데 사용하는 다양한 기법들이 점차 늘어나면서, 한 잔의 커피를 마시는데 필요한 도구들도 점점 늘어나는 것 같습니다. 

 

출처1 : RDT 대 AutoComb - 바리스타 허슬 (baristahustle.com)

출처2 : 블랙워터이슈 - ​커피를 분쇄하기 전, 물을 꼭 뿌려야 할까?대한민국 커피 No.1 Channel : 블랙워터이슈 (bwissue.com)