커피 추출시 카페인 수치와 관련있는 요소들

서론

커피를 접하시는 많은 분들께서 가장 궁금해하시는 부분이 바로 카페인 부분입니다. 카페인은 긍정적인 효과도 있지만 부정적인 효과도 있기 때문에 많은 분들이 민감하게 보시는 성분 중 하나입니다. 오늘은 바로 그 카페인 성분이 커피를 추출할 때 어떻게 달라지는지 여러 연구결과들을 요약하여 설명드리도록 하겠습니다. 

 

품종의 차이

커피를 추출할때 드립 방식이나 퍼콜레이터 혹은 머신으로 추출할 때 품종마다 유의미한 차이가 발생하는데요 흔히 알고 계시는 아라비카와 로부스타 계열에서부터 차이가 발생합니다. 아라비카 품종보다 로부스타 품종이 약 1.4~1.8배 이상 더 많은 카페인을 함유하고 있음을 대부분의 연구에서 확인되었으며 아라비카 품종 중에서도 라우리나 품종, 버번뽀앵뛰 품종들은 카페인이 거의 없는 수준으로 측정되고 있습니다. 

 

추출 시간에 따른 차이

추출 시간은 카페인 함량에 영향을 주는 요인으로 가장 많이 거론되는것중 하나입니다. 하지만 이런 결과는 추출 기구의 차이에서 오는 결과일 뿐 결정적인 카페인 함량의 변화 요인으로 보기에는 실험 결과가 부족합니다. 높은 카페인 함량이 짧은 추출시간에도 추출된 결과들도 많이 보였습니다. 이는 추출시간보다 온도나 압력등 다른 요인들의 영향이 크다는 것을 알 수 있습니다.

 

물의 온도에 따른 차이

콜드브루와 프렌치프레스 브루잉 커피등 일반적으로 물의 온도가 높을수록 카페인 추출이 빠르고 효과적으로 일어났음을 확인할 수 있었습니다. 특히 80도 이상에서 카페인 용해도가 크게 증가하는 모습을 보였습니다. 하지만 일부 연구에서는 로스팅의 측정 조건에서 콜드브루의 카페인 함량이 더 높게 나타나는 경우도 있었기에 온도 외 다른 변수들을 더 동일하게 통제된 실험이 필요합니다.

 

압력에 따른 차이

일반적으로 압력이 높아지면서 카페인의 용해도가 증가하는 모습을 보였습니다. 높은 압력은 커피 원두의 세포 구조를 변화시켜 카페인과 같은 성분들이 더 쉽게 추출될 수 있도록 합니다. 또한 압력이 높아지면 물이 커피 입자 내부로 더 효과적으로 침투할수 있게 되어 카페인을 포함한 수용성 성분의 추출이 촉진됩니다.

 

로스팅방식에 따른 카페인 함량 차이

가장 애매한 부분입니다. 2014년 연구에 따르면 미디엄,라이트,다크로스트에서 카페인 함량차이가 없다는 결론으로 논문이 두건이나 나왔으며 2020년에는 콜드브루 추출 시 카페인 함량이 다크로스트일수록 높아짐을 확인한 논문이 발표되었습니다. 다만 다른 추출기구에서는 마찬가지로 차이가 없다는 결과가 나왔습니다. 로스팅이 카페인 함량에 미치는 영향이 수많은 연구 결과에서 일관되지 않기 때문에 현재로서는 카페인 함량의 차이가 발생한 다고 보기에는 어렵습니다.

 

분쇄도의 차이

마찬가지로 굵은 분쇄도에서 더 높았다는 연구결과와 고운 분쇄도에서 더 카페인 함량이 높았다는 결과가 나왔습니다. 이 부분또한 현재로서는 정의를 내리기 어렵습니다 더욱 통제된 일관된 실험이 필요합니다.

 

물의 미네랄 성분이 미치는 영향

물의 종류가 카페인 함량에 미치는 영향은 연구결과가 너무 제한적이라 확인하기가 어렵습니다만 커피 품질에는 큰 영향을 주는 요인으로 결과가 나왔습니다. 이 부분은 좀 더 지켜봐야 할 부분인 것 같습니다.

 

커피와 물의 비율에 따른 함량변화

가장 변화가 뚜렷한 부분입니다. 커피의 비율이 높아질수록 카페인 수치가 증가하였습니다 같은 물의 비율일때 원두의 비율이 증가함에 따라 카페인 함량이 증가하는 것으로 나타났습니다. 다만 콜드브루 방식에서는 로스팅의 정도가 영향이 더 크게 나왔고 원두와 물의 비율에서는 큰 변화가 없었으므로 예외로 해야 할 것 같습니다.

 

환경적 요인

로부스타 품종인 경우 어두운 환경에서 자랄수록 카페인함량이 더 높았고 아라비카 품종인경우 제한된 일광 노출 (쉐이딩그로운)일 때 카페인 함량이 증가했습니다. 같은 원산지인 경우 고도가 높을수록 아라비카 품종이 더 높은 카페인 함량을 보였습니다. 또한 커피를 재배할 때 유기농 재배가 카페인 함량이 더 낮았으며 질소 비료를 사용하면 카페인 함량이 크게 증가하는 모습을 보였습니다. 

가공방식에 따른 차이는 없었지만 12개월간 5도에서 보관시 유기농 커피인 경우 카페인 함량이 크게 증가하는 경향이 있었습니다.

카페인 함량은 원산지, 재배환경, 수확후 보관방법에 따라 큰 변화가 있음을 확인할 수 있었습니다.

 

글을 마치며

오늘은 카페인 함량에 영향을 주는 요인들에대해 알아보았습니다. 이 글은 15개의 논문을 번역하여 작성되었으며 개인적인 생각이 아닌 연구 결과에 기반하여 작성하였습니다. 하지만 이 글을 정답으로 받아들이시면 안 됩니다. 모든 실험은 완벽하지 않기 때문입니다. 완벽한 모든 변수를 고려한 통제된 실험이어야 하는데 그렇게 실험하는 것은 사실상 불가능에 가깝기 때문입니다. 새로운 논문이나 연구결과가 나온다면 바로바로 올려드리겠습니다.