커피 추출

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1. 개요

커피 추출은 커피 가루에서 물로 가용성 물질을 용해시키는 과정을 의미하며, 추출 비율, 농도, 수율 등의 요소를 통해 커피의 맛과 강도를 조절한다. 추출 비율은 커피와 물의 질량 비율을 나타내며, 농도는 최종 음료 내 용해된 고형물의 비율을 의미하며, 추출 수율은 커피 가루에서 용해된 고형물의 양을 나타낸다. 추출은 온도, 시간, 분쇄도, 추출 방식 등 다양한 요소에 영향을 받으며, 과소 추출과 과다 추출은 커피의 맛에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 에스프레소 추출은 다른 추출 방식과 차이를 보이며, 분쇄도에 따라 다양한 종류의 에스프레소를 얻을 수 있다.

2. 정의

커피 추출에서 '''추출 비율'''은 커피와 물의 질량 비율을, '''농도'''는 최종 음료의 액체 단위당 용해된 고형물의 백분율을, '''추출 수율'''은 추출 과정에서 용해된 용해 고형물을 나타내며, 이는 주로 커피 질량의 백분율로 표현된다.

2. 1. 추출 비율

추출 비율은 커피와 물의 질량 비율을 설명한다. 끓이는 비율(brew ratio)은 커피 대비 물의 비율이며 단위는 질량이다.

2. 2. 농도 (강도)

'''농도'''

''용해 고형물 농도''라고도 하며, 농도는 최종 음료의 액체 단위당 용해된 고형물의 백분율을 나타낸다. 용해 고형물의 농도가 높을수록 음료가 진해지고, 농도가 낮을수록 약하고 "묽은" 음료가 된다.

농도는 커피 음료 유형에 따라 다르며, 대부분 1.15%에서 1.35% 사이이다. 가장 진한 전통 커피 음료 중 하나인 리스트레토는 15g의 한 잔에 최대 0.75g의 용해 고형물을 함유할 수 있으며 (총 부피의 5% 이상), 이는 일반적인 커피 음료보다 4배 이상 진하다. 농도는 또한 다른 지역에서 재배된 커피 간에도 상당한 정도로 다를 수 있다.

추출 정도가 증가함에 따라 농도가 증가하여 색상이 더 어둡고 ''입안 느낌'' 면에서 더 기름진 음료가 된다. 그러나 이는 특히 프렌치 프레스 추출 시 부유 고형물(매우 작은 입자, 소위 "미분")의 양에 따라 다를 수 있다.

추출 시간이 증가함에 따라, 압도적인 쓴맛과 연관된 원치 않는 용해 고형물이 추출될 위험도 증가한다. 수율이 일정하게 유지되면 농도는 주로 추출 비율에 따라 결정된다.

카페인은 추출 과정 초기에 추출되므로 추출 시간이 길어져도 카페인 함량이 크게 증가하지 않는다.

추출 후 음료에 물을 추가하면 농도는 바뀌지만 수율은 바뀌지 않는다(수율은 추출 과정에서 처음에 존재하는 물의 양에 의해 결정됨). 아메리카노는 에스프레소와 농도만 다르며, 전통적으로 추출 후 1.5% 미만의 농도로 희석된다(또한 크레마 제거의 결과를 낳는다).

2. 3. 추출 수율

추출 수율은 추출 과정에서 용해된 용해 고형물을 나타낸다. 이는 종종 커피 질량의 백분율로 표현된다. '용해 고형물 수율' 또는 단순히 '추출'이라고도 한다. 추출 수율 백분율은 커피 가루에서 물로 전달된 질량을 가루의 초기 질량의 백분율로 나타낸 것이다. 이는 다음과 같이 표현된다.

:

Y = \frac{M_2\cdot t}{M_1}

여기서

$Y$ 는 백분율로 표시된 추출 수율
$t$ 는 최종 음료의 백분율로 표시된 총 용해 고형물
$M_1$ 은 그램 단위의 가루 질량
$M_2$ 는 그램 단위의 물 질량

예를 들어 18g의 커피를 추출하여

t

가 10%인 36g의 최종 음료를 얻으면 20%의 추출 수율을 얻을 수 있다. 수율은 총 용해 고형물 또는 백만분율(ppm)로도 표현할 수 있다.

3. 커피 추출 원리

커피 추출은 여러 요인에 의해 영향을 받는다. 추출 제어 차트를 사용하면 추출 정도와 농도를 조절하여 최적의 커피 맛을 낼 수 있다.

3. 1. 추출 단계

커피 추출량은 주로 온도, 추출 시간, 분쇄도, 추출 방법에 따라 달라진다. 추출량은 분쇄도에 반비례하며, 입자가 작을수록 표면적이 넓어져 추출 속도가 빨라진다. 추출 시간이 길어질수록 추출량은 높아진다.

프렌치 프레스 커피는 종종 굵게 분쇄된 원두로 추출하며, 추출 시간은 3~4분이다. 드립 커피는 더 작은 입자 크기와 짧은 추출 시간과 관련이 있다. 에스프레소는 매우 곱게 분쇄된 원두로 만들어지며, 추출 시간은 20~30초이다.
방법추출 속도는 추출 방법에 따라 다르다. 프레스 포트 및 진공 추출과 같은 침출 추출 방법의 경우, 추출이 천천히 진행된다. 터키식 커피는 매우 곱게 분쇄된 원두로 추출하며, 최종 음료에 원두가 떠 있는 상태로 남겨둔다.

일부 추출 방법은 푸어 오버, 에스프레소 및 퍼콜레이션과 같이 원두 층을 적신다. 에스프레소 방법에서는 물이 아래에서 위로 원두 층을 불균일하게 적셔 불균일한 추출이 발생할 수 있다.

이상적인 추출량에 도달하면 원두를 물에서 제거하여 추출을 중단해야 한다. 이러한 이유로 추출이 완료된 후에는 일반적으로 프렌치 프레스의 추출 챔버에서 커피를 제거한다. 퍼콜레이터는 커피가 원두 바스켓을 여러 번 통과하도록 하는 설계상의 특징 때문에 과다 추출되기 쉽다는 악명이 높다.

사용하는 원두의 양을 줄이면서 강도를 높이기 위해 의도적으로 과다 추출할 수 있다. 그러나 이것은 종종 더 쓴맛이 나고 풍미가 덜한 음료를 만든다.
온도물의 온도는 원하는 가용성 물질의 추출 정도에 영향을 미칠 수 있다. 전통적인 커피 음료에 권장되는 일반적인 추출 온도는 91°C에서 94°C 사이이며, 이는 원하는 화합물의 완전한 추출을 용이하게 한다. 이 온도를 얻기 위해 물은 종종 끓기 전에 잠시 식힌다. 추출 중 열 손실도 발생할 수 있으며, 수동 푸어 오버 방식에서는 원두와 물의 혼합물, 즉 "슬러리"에서 열 손실이 발생하기 쉽고, 높은 온도를 유지하기 어려울 수 있다.

추출이 끝난 후 최종 커피 음료의 온도인 일시적인 온도의 영향은 추출 온도만큼 중요하지 않다. 커피를 잠시 가열해도 맛이 파괴되지 않는다.

3. 2. 과소 추출 및 과다 추출

대부분의 전통적인 커피 음료는 18%에서 22% 사이의 추출 수율이 바람직하다.

18% 미만의 수율은 '''과소 추출''' 또는 '''과다하게 덜 추출된''' 것으로 간주되며, 원하는 성분이 최대한 추출되지 않은 상태이다. 결과적으로 음료는 균형을 잃으며, 주로 신맛이 나는 경향이 있다. 산은 추출 과정 초기에 추출되는 반면, 설탕 및 쓴맛 물질과 같은 균형을 이루는 성분은 나중에 추출된다.
22%를 초과하는 수율은 '''과다 추출'''로 간주되며, 주로 쓴맛이 나는 경향이 있다. 쓴맛 성분은 산과 설탕이 대부분 용해된 후에 추출된다. 그러나 고급 추출 장비를 사용하는 특정 상황에서는 22%를 초과하는 수율을 달성할 수 있으며, 특징적인 쓴맛이 나타나지 않을 수 있다.

추출과 농도 사이의 최적 비율은 추출 제어 차트 중앙에 있는 사각형으로 표시된다. 이 영역 내에서 커피는 과다 추출 또는 과소 추출되지 않으며, 너무 진하거나 연하지도 않다. 차트에 표시된 대각선 상의 어느 지점에서든 추출과 농도는 정비례 관계에 있다.

다음은 농도와 추출 비율 간의 관계를 설명한다.

:

\frac{t}{V} = \frac{M}{V} \times \frac{t}{M}

:여기서

t

는 원두 질량의 백분율로 표시되는 총 용존 고형물,

V

는 사용된 물의 부피,

M

은 원두의 질량이다. 즉, 음료의 농도는 추출 비율과 추출 비율의 곱이다.

18%에서 22%의 추출 수율과 1.15%에서 1.35%의 농도는 북미에서 일반적인 것으로 간주된다. 북유럽 국가에서는 이상적인 농도를 일반적으로 1.30%에서 1.50%로 간주한다. 유럽 국가의 경우 1.20%에서 1.45%이다.

일반적인 추출 비율
스타일	그램/리터	비율	농도
북미	55	18:1	1.25%
북유럽	63	16:1	1.40%
유럽	58	17:1	1.35%

3. 3. 추출에 영향을 미치는 요소

끓이는 비율(brew ratio)은 커피와 물의 질량 비율을 나타낸다. 강도는 최종 음료 액체 단위당 녹아든 고체의 백분율을 의미한다. 추출량은 끓이는 동안 용해된 용액을 가리킨다.

추출양(Y, 백분율)은 다음 공식으로 계산할 수 있다.

:

Y = \frac{M_2\cdot t}{M_1}

여기서

t

는 최종 음료의 백분율로 나타내는 용해된 총 고체,

M_1

은 그램 단위의 분쇄된 커피 질량,

M_2

는 그램 단위의 물 질량이다. 예를 들어, 20%의 추출량은 커피 18그램을 끓여

t

가 10%인 36그램의 최종 음료를 얻는 것을 의미한다.

대부분의 전통적인 커피 음료의 경우 18%에서 22% 사이의 추출 수율이 바람직하다.

과소 추출 (18% 미만): 원하는 성분이 충분히 추출되지 않아 신맛이 강하고 균형이 맞지 않는 음료가 된다. 산은 추출 초기에, 균형을 이루는 설탕 및 쓴맛 물질은 나중에 추출된다.
과다 추출 (22% 초과): 주로 쓴맛이 나는 음료가 된다. 쓴맛 성분은 산과 설탕이 대부분 용해된 후에 추출된다. 그러나 고급 추출 장비를 사용하면 22%를 초과하는 수율에서도 쓴맛이 덜할 수 있다.

추출 제어 차트를 사용하여 음료의 추출 정도와 농도를 제어할 수 있다. 최적 비율은 차트 중앙의 사각형으로 표시되며, 이 영역 내에서 커피는 과다 추출 또는 과소 추출되지 않고 적절한 농도를 가진다.

농도와 추출 비율 간의 관계는 다음과 같다.

:

\frac{t}{V} = \frac{M}{V} \times \frac{t}{M}

여기서

t

는 원두 질량의 백분율로 표시되는 총 용존 고형물,

V

는 사용된 물의 부피,

M

은 원두의 질량이다. 즉, 음료의 농도는 추출 비율과 추출 비율의 곱이다.

전 세계적으로 일반적인 추출 기준은 다음과 같다.

일반적인 추출 비율
스타일	그램/리터	비율	농도
북미	55	18:1	1.25%
북유럽	63	16:1	1.40%
유럽	58	17:1	1.35%

커피 추출량은 주로 온도, 추출 시간, 분쇄도, 추출 방법에 따라 달라진다.

분쇄도: 분쇄도는 추출량에 반비례한다. 입자가 작을수록 표면적이 넓어져 추출 속도가 빨라진다.
추출 시간: 추출 시간이 길어질수록 추출량은 높아진다. 프렌치 프레스는 굵게 분쇄된 원두를 사용하며 추출 시간은 3~4분이다. 드립 커피는 더 작은 입자 크기와 짧은 추출 시간을 가진다. 에스프레소는 매우 곱게 분쇄된 원두를 사용하며 추출 시간은 20~30초이다.
추출 방법: 프레스 포트 및 진공 추출과 같은 침출 추출 방법은 추출이 천천히 진행된다. 터키식 커피는 매우 곱게 분쇄된 원두를 사용하며 최종 음료에 원두가 떠 있는 상태로 남겨둔다. 푸어 오버, 에스프레소, 퍼콜레이션과 같은 일부 추출 방법은 원두 층을 적신다. 에스프레소는 물이 아래에서 위로 원두 층을 불균일하게 적셔 불균일한 추출이 발생할 수 있다.
온도: 물의 온도는 원하는 가용성 물질의 추출 정도에 영향을 미친다. 일반적인 추출 온도는 91°C에서 94°C이며, 이는 원하는 화합물의 완전한 추출을 용이하게 한다.

4. 세계의 커피 추출 표준

세계적으로 커피 추출에는 몇 가지 표준이 있다. 커피 성분이 적절하게 추출된 상태를 의미하는 18%~22% 사이의 추출 수율이 바람직하다고 알려져 있다. 18% 미만은 과소 추출로 신맛이 강하고, 22% 초과는 과다 추출로 쓴맛이 강해진다.

추출 제어 차트를 통해 추출 정도와 농도를 조절할 수 있으며, 최적 비율은 차트 중앙의 사각형으로 표시된다. 이 영역 내에서 커피는 균형 잡힌 맛을 낸다.

세계 커피 추출비
스타일	리터 당 그램	비율	강도
북아메리카	55	18:1	1.25%
노르딕	63	16:1	1.40%
유럽	58	17:1	1.35%

일반적인 추출 기준은 북미, 북유럽, 유럽 등 지역에 따라 조금씩 다르다. 자세한 내용은 지역별 커피 추출 표준 문단을 참조하면 된다.

4. 1. 지역별 커피 추출 표준

일반적인 추출 비율
스타일	그램/리터	비율	농도
북미	55	18:1	1.25%
북유럽	63	16:1	1.40%
유럽	58	17:1	1.35%

북미에서는 추출 수율 18%~22%, 농도 1.15%~1.35%를 일반적인 기준으로 간주한다. 북유럽 국가에서는 이상적인 농도를 1.30%~1.50%로, 유럽 국가에서는 1.20%~1.45%로 간주한다.

5. 추출 방법

커피 추출량은 주로 온도, 추출 시간, 분쇄도, 추출 방법에 따라 달라진다. 추출량은 분쇄도에 반비례하며, 입자가 작을수록 표면적이 넓어져 추출 속도가 빨라진다. 추출 시간이 길어질수록 추출량은 높아진다.

프렌치 프레스 커피는 종종 굵게 분쇄된 원두로 추출하며, 추출 시간은 3~4분이다. 드립 커피는 더 작은 입자 크기와 짧은 추출 시간과 관련이 있다. 에스프레소는 매우 곱게 분쇄된 원두로 만들어지며, 추출 시간은 20~30초이다.

추출 속도는 추출 방법에 따라 다르다. 사용하는 원두의 양을 줄이면서 강도를 높이기 위해 의도적으로 과다 추출할 수 있지만, 이는 종종 더 쓴맛이 나고 풍미가 덜한 음료를 만든다.

'''온도'''

물의 온도는 원하는 가용성 물질의 추출 정도에 영향을 미칠 수 있다. 전통적인 커피 음료에 권장되는 일반적인 추출 온도는 91°C에서 94°C이며, 이는 원하는 화합물의 완전한 추출을 용이하게 한다. 이 온도를 얻기 위해 물은 종종 끓기 전에 잠시 식힌다. 추출 중 열 손실도 발생할 수 있으며, 수동 푸어 오버 방식에서는 원두와 물의 혼합물, 즉 "슬러리"에서 열 손실이 발생하기 쉽고, 높은 온도를 유지하기 어려울 수 있다.

추출이 끝난 후 최종 커피 음료의 온도는 추출 온도만큼 중요하지 않다. 커피를 잠시 가열해도 맛이 파괴되지 않는다.

5. 1. 침출식 추출

프레스 포트 및 진공 추출과 같은 침출식 추출 방법은 추출이 천천히 진행된다. 터키식 커피는 매우 곱게 분쇄된 원두로 추출하며, 최종 음료에 원두가 떠 있는 상태로 남겨둔다.

5. 2. 여과식 추출

여과식 추출 방법은 푸어 오버, 에스프레소, 퍼콜레이션 등과 같이 원두 층을 적시는 방식이다. 에스프레소 추출에서는 물이 아래에서 위로 원두 층을 불균일하게 적셔 불균일한 추출이 발생할 수 있다. 이상적인 추출량에 도달하면 원두를 물에서 제거하여 추출을 중단해야 한다. 프렌치 프레스에서는 추출이 완료된 후 추출 챔버에서 커피를 제거하는 것이 일반적이다. 퍼콜레이터는 커피가 원두 바스켓을 여러 번 통과하도록 설계되어 과다 추출되기 쉽다.

5. 3. 가압식 추출

가압식 추출은 에스프레소와 같이 원두 층에 압력을 가해 물을 통과시켜 커피를 추출하는 방식이다. 에스프레소는 매우 곱게 분쇄된 원두를 사용하며, 추출 시간은 20~30초로 짧다. 에스프레소 추출 시에는 물이 아래에서 위로 원두 층을 불균일하게 적시기 때문에 불균일한 추출이 발생할 수 있다.

5. 4. 기타 추출 방법

프레스 포트, 진공 추출과 같은 침출 방식은 추출이 천천히 진행된다. 터키식 커피는 매우 곱게 분쇄된 원두로 추출하며, 최종 음료에 원두가 떠 있는 상태로 남는다.

푸어 오버, 에스프레소, 퍼콜레이션과 같이 원두 층을 적시는 추출 방법도 있다. 에스프레소는 물이 아래에서 위로 원두 층을 불균일하게 적셔 불균일한 추출이 발생할 수 있다.

이상적인 추출량에 도달하면 원두를 물에서 제거하여 추출을 중단해야 한다. 이러한 이유로 프렌치 프레스는 추출 완료 후 추출 챔버에서 커피를 제거한다. 퍼콜레이터는 커피가 원두 바스켓을 여러 번 통과하는 설계 특징 때문에 과다 추출되기 쉽다.

사용하는 원두의 양을 줄이면서 강도를 높이기 위해 의도적으로 과다 추출할 수 있지만, 이는 종종 더 쓴맛이 나고 풍미가 덜한 음료를 만든다.

6. 에스프레소 추출

에스프레소 추출은 여러 요인에 따라 결과가 달라지는 과정이다. 추출 수율은 퍽(커피 가루 원통)의 깊이와 반비례 관계를 가지며, 추출 시간은 초기에는 수율을 증가시키지만 20초 이후에는 큰 영향을 주지 않는다. 분쇄도는 에스프레소의 농도에 영향을 주는데, 미세하게 분쇄하면 리스트레토, 굵게 분쇄하면 룽고, 중간 정도로 분쇄하면 "노르말레" 에스프레소가 추출된다.

6. 1. 에스프레소 추출 변수

에스프레소 추출 수율은 일반적으로 15-25%이다. 25%는 이탈리아 추출법으로 인용된다. 에스프레소 추출 수율은 드립 커피 추출에 비해 문헌에서 훨씬 적은 주목을 받았다.

에스프레소 추출 수율은 다음과 같은 특징을 보인다.

수율은 주로 "퍽"(커피 가루 원통)의 깊이에 따라 달라진다.
수율은 퍽 깊이에 반비례한다.
수율은 추출 시간에 크게 영향을 받지 않는다. 수율은 처음에는 대략 선형적으로 증가하다가 약 20초 후에 정체된다.
농도는 투입량에 관계없이 일정하다.

농도는 분쇄도에 따라 달라진다. 더 미세하게 분쇄하면 리스트레토 에스프레소(액체가 적으므로 동일한 수율에서 더 높은 추출 비율로 더 높은 농도를 얻음)가 추출되고, 더 굵게 분쇄하면 룽고 에스프레소가 추출되며, 중간 분쇄도에서는 "노르말레" 에스프레소가 추출된다.

6. 2. 에스프레소 종류

에스프레소 추출 수율은 주로 "퍽"(커피 가루 원통)의 깊이에 따라 달라지며, 퍽 깊이에 반비례한다. 추출 시간은 처음에 수율을 선형적으로 증가시키지만, 약 20초 후에는 큰 영향을 주지 않는다. 농도는 투입량과 관계없이 일정하게 유지된다.

농도는 분쇄도에 따라 달라진다. 더 미세하게 분쇄하면 리스트레토 에스프레소가 추출되고, 더 굵게 분쇄하면 룽고 에스프레소가 추출되며, 중간 분쇄도에서는 "노르말레" 에스프레소가 추출된다.

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