이번에는 이카와 로스터기를 사용하여 다양한 로스팅 프로파일을 적용해 보는 실험을 진행했습니다. 이카와 로스터기는 다양한 변수를 쉽게 조정할 수 있어, 각 로스팅 프로파일 별 어떻게 커피의 색도가 달라지는지 확인하기에 아주 유용합니다.
실험에서는 이카와 로스터기의 변수 변화로 로스팅 단계의 변화 그리고 내부 색도 변화를 옴니 장비를 사용해 측정했습니다.
이렇게 얻어진 데이터를 바탕으로 로스팅 과정이 커피의 관능적 특성(맛과 향)에 미치는 영향을 실험해 보았습니다.
이번 실험에 사용된 프로파일과 생두는 IKRC 2023과 2024를 참고하여 적용하였으며, 본 실험의 목적은 평가에 있지 않습니다.
로스팅 후에도 시간이 지남에 따라 색도가 변화합니다. 그래서 로스팅 후 30분 안에 측정을 마무리하였습니다.
IKRC A, B 프로파일 변수 확장, 9개
각 프로파일은 웹에서 IKAWA 앱을 통해 사용이 가능합니다. 50g 프로파일은 100g 프로파일로 사용하기 위해서 온도의 변화를 주었습니다. 사용한 생두는 에티오피아 게뎁 G1 내추럴과 워시드입니다.
이 세 가지 요소를 조합하여 총 9가지 로스팅 프로파일을 구성하고, 이를 바탕으로 로스팅 결과를 비교 분석할 계획입니다. 이번 실험에서는 A 프로파일을 기반으로 DTR 변화를 적용하였고, B 프로파일에서는 배출 온도와 팬 속도를 변동 시켰습니다. 이러한 변수 변화를 통해 각 로스팅 요소가 커피의 최종 맛과 색상에 어떤 영향을 미치는지 살펴볼 것입니다.
9가지 로스팅 프로파일 결과
테스트 변수 | 투입온도 | 1차 크랙 온도 | 1차 크랙 시간 | 배출 온도 | 배출 시간 | 배출 무게 | |
1번 로스팅 | DTR 5% | 144℃ | 210℃ | 6:05 | 213℃ | 6:27 | 86.2g |
2번 로스팅 | DTR 10% | 144℃ | 210℃ | 6:04 | 213℃ | 6:48 | 85.7g |
3번 로스팅 | DTR 20% | 144℃ | 210℃ | 6:04 | 212℃ | 7:30 | 84.8g |
4번 로스팅 | 배출 210℃ | 139℃ | 207℃ | 6:00 | 210℃ | 6:31 | 86.3g |
5번 로스팅 | 배출 213℃ | 138℃ | 207℃ | 6:00 | 213℃ | 6:32 | 86.1g |
6번 로스팅 | 배출 216℃ | 138℃ | 208℃ | 6:02 | 215℃ | 6:31 | 86.1g |
7번 로스팅 | 팬 75% | 139℃ | 204℃ | 5:58 | 208℃ | 6:31 | 87.5g |
8번 로스팅 | 팬 80% | 139℃ | 202℃ | 5:31 | 208℃ | 6:31 | 87.6g |
9번 로스팅 | 팬 85% | 138℃ | 201℃ | 5:23 | 208℃ | 6:32 | 87.6g |
9가지 로스팅 샘플 색도
테스트 변수 | 원두 평균 색도 | 표준 편차 | 분쇄 평균 색도 | 표준 편차 | |
1번 샘플 | DTR 5% | 73.8 | 26.9 | 97.2 | 15.5 |
2번 샘플 | DTR 10% | 70.8 | 24.4 | 87.7 | 12.9 |
3번 샘플 | DTR 20% | 64.1 | 21.3 | 79.7 | 12.5 |
4번 샘플 | 배출 210℃ | 73.3 | 27.1 | 87.0 | 13.2 |
5번 샘플 | 배출 213℃ | 70.7 | 23.9 | 89.9 | 13.5 |
6번 샘플 | 배출 216℃ | 70.8 | 27.2 | 88.5 | 13.9 |
7번 샘플 | 팬 75% | 60.2 | 23.4 | 88.6 | 12.2 |
8번 샘플 | 팬 80% | 60.4 | 23.5 | 85.1 | 12.7 |
9번 샘플 | 팬 85% | 62.5 | 21.9 | 83.4 | 12.9 |
1번 DTR 5%
4번 배출 210℃
7번 팬 75%
2번 DTR 10%
5번 배출 213℃
8번 팬 80%
3번 DTR 20%
6번 배출 216℃
9번 팬 85%
위에 데이터는 로스팅 프로파일의 설계 조건에 따라 원두의 색도, 분쇄 색도, 내외부 색도 차 (Roast Delta)를 측정한 결과입니다. 이를 통해 로스팅 변수에 따른 커피의 품질을 평가할 수 있으며, 특히 DTR(Development Time Ratio), 배출 온도, 그리고 팬 속도 같은 변수가 커피의 색도와 일관성에 어떻게 영향을 미치는지 알 수 있습니다.
1. DTR(Development Time Ratio)와 로스팅 결과:
•
DTR이 짧을수록(DTR 5%) 원두의 색상은 밝고, 분쇄된 원두의 색상도 더 밝은 경향을 보입니다. 즉, 더 짧은 DTR에서는 원두가 덜 로스팅 되어 밝은색을 나타냅니다.
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DTR이 길어질수록(DTR 20%) 원두와 분쇄된 원두의 색상이 더 어두워지는 경향을 보입니다. 이는 긴 DTR이 로스팅 시간을 늘리고, 더 깊고 강렬한 로스팅을 유도하여, 결과적으로 더 짙은 색을 나타내기 때문입니다.
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DTR과 내외부 색도 차이를 보면, DTR이 길어질수록 내외부 색도 차이가 감소하는 경향이 있습니다. 이는 긴 DTR이 원두 내부와 외부에 열을 고르게 전달하여 로스팅의 균일성을 향상시킨다는 것을 의미합니다. 하지만 과도한 로스팅으로 센서리 평가에 부정적 영향을 미치기도 합니다.
2. 배출 온도와 로스팅 결과:
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배출 온도가 높아질수록(210도 → 216도), 원두의 평균 색도는 더 어두워지는 경향을 보입니다. 배출 온도가 높을수록 열이 더 많이 가해져 원두가 더 짙은 색으로 변합니다.
•
배출 온도가 높을수록(216도) 내부의 밝은색 영역이 줄어드는 것을 알 수 있습니다. 하지만 내부와 외부 색 변화의 속도 차이로 초기에는 색도 편차가 적고 로스팅이 진행되면서 편차가 증가하지만 높은 온도에서는 다시 줄어드는 결과를 보여 줍니다.
3. 팬 속도와 로스팅 결과:
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팬 속도가 느릴수록(팬 75%), 원두 내부와 외부의 열 전달이 불균일해지는 경향이 있습니다. 즉, 내외부 색도 차이가 커지고, 이는 로스팅 중 내부와 외부의 온도 차가 커졌다는 의미입니다. 이러한 경향은 팬 속도가 낮을수록 더 명확하게 나타납니다.
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팬 속도가 빠를수록(팬 85%), 내외부의 열전달이 고르게 이루어지며 내외부 색도 차이가 감소하는 경향이 있습니다. 이는 열이 빠르게 순환하여 원두의 내부와 외부가 균일하게 로스팅 되었음을 나타냅니다.
4. 색도와 로스팅 균일성 종합:
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DTR이 길어질수록 로스팅이 균일하게 이루어지며, 더 어두운 로스팅 결과를 얻을 수 있습니다. 반면 DTR이 짧을수록 로스팅이 덜 진행되고, 내부와 외부의 차이가 크게 나타나 불균일한 결과가 발생할 수 있습니다.
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배출 온도가 높을수록 원두의 색상은 더 어두워지고, 색도의 균일성은 온도가 낮은 곳에서 높아 질 수록 편차가 증가하다가 어느 지점 부터 다시 낮아지기 시작합니다.
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팬 속도는 열 전달의 균일성에 큰 영향을 미치며, 빠른 팬 속도는 내부와 외부의 색도 차이를 줄여 균일한 로스팅을 가능하게 합니다.
커핑은 D:50기준 634마이크론으로 진행하였습니다.
커핑은 원두 8.8g에 물 170g을 사용하여 진행되었습니다.
프로파일 설계, 색도, 샌서리 평가 결론
전체 로스팅 데이터를 기반으로 한 커핑 결과, 열이 부족한 경우와 과도한 경우 모두에서 뚜렷한 단점이 발견되었습니다. 열이 부족한 로스팅에서는 향미와 깊이가 부족해지는 경향이 있었고, 과도한 로스팅에서는 과도하게 쓴맛이나 탄 맛이 두드러져 원두의 본래 특성을 잃는 결과가 나타났습니다.
특히, 내외부 색도 차이가 낮은 경우에는 로스팅 균일성이 좋았으나, 맛의 다양성이 부족하고 개성이 떨어지는 경향을 보였습니다. 이 경우 단맛과 신맛의 밸런스는 적절했으나, 복합적이고 풍부한 향미를 표현하는 데는 한계가 있었습니다.
반면, 각각의 로스팅 프로파일마다 색도와 색도 차이에 따른 맛의 변화가 예측 가능했으며, 이는 로스팅의 주요 변수가 맛에 미치는 영향을 분석하는 데 큰 도움이 되었습니다. 적정한 로스팅 지점은 사용하는 원두의 특성과 목적에 따라 달라질 수 있지만, 색도와 색도 차이를 측정하는 것이 이를 평가하고 조정하는 데 가장 간편하고 신속한 방법임은 변함이 없었습니다.
결론적으로, 원두의 내외부 색도 차이를 기반으로 한 로스팅 평가 방법은 매우 유용하며, 맛의 일관성 확보와 최적의 로스팅 지점을 찾는 데 중요한 역할을 합니다. 이를 통해, 각 로스팅의 목적에 따라 맛의 균형을 맞추고 개성을 살리는 데 있어 보다 체계적인 접근이 가능함을 확인할 수 있었습니다.
9가지 샘플 로스팅 프로파일
1번 프로파일 DTR 5%
4번 프로파일 배출 210℃
7번 프로파일 팬 75%
2번 프로파일 DTR 10%
5번 프로파일 배출 213℃
8번 프로파일 팬 80%
3번 프로파일 DTR 20%
6번 프로파일 배출 216℃
9번 프로파일 팬 85%
로스팅 프로파일이란?
로스팅 프로파일(Roasting Profile)이란 커피 원두를 로스팅 하는 동안 온도와 시간, 그리고 열의 변화를 관리하는 일련의 과정을 말합니다. 로스팅 프로파일은 커피의 맛, 향, 바디감 등 최종적인 품질에 큰 영향을 미치며, 각 프로파일에 따라 원두의 개성과 특성이 달라집니다.
로스팅 프로파일의 주요 요소
온도(Thermal Profile):
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로스팅 과정에서 사용되는 온도 변화의 패턴입니다. 온도가 얼마나 빠르게 상승하고, 유지되며, 하락하는지를 관리합니다. 온도 변화는 커피 원두의 색, 맛, 향을 결정하는 중요한 요소입니다.
시간(Time Profile):
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로스팅 과정이 얼마나 오랜 시간 동안 진행되는지를 나타냅니다. 각 단계에서 원두가 얼마 동안 열을 받는지에 따라 커피의 맛과 향이 달라집니다.
열의 공급 프로파일(Heat Application Profile):
•
반열풍, 열풍 등 로스터기에 따라 열을 전달하는 방식이 달라질 수 있습니다. 열의 공급 방식에 따라 공급 정도를 조절하여 로스팅 과정에서 원두에 가해지는 열의 강도와 분포에 영향을 줍니다.
단계별 구간(Staging):
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로스팅 과정은 일반적으로 세 가지 주요 단계로 나눌 수 있습니다.
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건조 단계(Drying Stage): 원두의 수분을 제거하는 초기 단계
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갈변 단계(Browning Stage): 마이야르 반응이 일어나며, 원두가 갈색으로 변하는 단계
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발현 단계(Development Stage): 원두의 크랙이 일어나며, 향과 맛이 형성되는 단계
배출 온도란?
배출 온도는 원두가 로스터에서 배출되는 순간의 온도로, 원두의 최종 발달 단계와 직접적으로 관련됩니다.
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배출 온도의 역할:
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배출 온도는 커피의 맛 발달과 향미에 큰 영향을 줍니다. 로스팅 시간이 길어질수록 원두는 더 많은 에너지를 흡수하게 되고, 이는 커피의 향미, 단맛, 쓴맛의 균형을 결정합니다.
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배출 온도가 낮으면 밝고 산미가 강한 커피를 얻을 수 있지만, 충분히 발달하지 못한 경우 생두의 풋내가 남을 수 있습니다.
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배출 온도가 너무 높으면 쓴맛이 강하게 나타나고, 원두 본연의 개성을 잃어버릴 수 있습니다. 과도한 로스팅은 원두를 탄 맛에 가깝게 만들며, 이는 향미 복합성을 낮추게 됩니다.
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적정 배출 온도 설정:
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배출 온도는 주로 첫 크랙 이후와 커피의 발달 정도에 따라 결정됩니다. 첫 크랙 이후 원두 내부에서 주요 화학 반응이 일어나기 때문에, 로스터가 원하는 맛에 따라 배출 온도를 조정해야 합니다.
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일반적으로 배출 온도는 200℃에서 215℃ 사이로 설정되며, 원하는 프로파일에 따라 변화합니다. 산미가 강조된 커피는 배출 온도가 낮고, 바디감이 강하고 깊은 향미를 원할 때는 배출 온도를 높게 설정합니다.
팬 속도란?
팬 속도는 로스팅 과정에서 원두 주변의 공기 순환을 조절하는 속도입니다. 팬 속도는 원두의 열전달과 열 교환을 조절하며, 특히 로스팅 균일성과 열 발산에 중요한 역할을 합니다.
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팬 속도의 역할:
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팬 속도는 로스팅 중 원두가 균일하게 열을 받을 수 있도록 도와줍니다. 공기 흐름을 통해 열이 로스터 내에서 적절히 분배되며, 원두의 표면과 내부가 고르게 로스팅 됩니다.
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팬 속도가 너무 낮으면 열이 고르게 분산되지 않아서 원두 일부가 과도하게 로스팅되거나 일부는 덜 익을 수 있습니다. 이는 불균일한 맛을 초래할 수 있습니다.
◦
반면, 팬 속도가 너무 빠르면 과도한 열 발산이 일어나 원두 내부로 열이 제대로 전달되지 않아 로스팅이 제대로 진행되지 않거나, 겉만 익고 속은 덜 익는 상황이 발생할 수 있습니다.
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적정 팬 속도 설정:
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팬 속도는 로스팅 단계별로 다르게 설정할 수 있습니다. 예를 들어, 초기 건조 단계에서는 수분을 빠르게 제거하기 위해 팬 속도를 높게 설정하는 경우가 많습니다. 이는 건조 과정을 더 효율적으로 만들어 줍니다.
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발달 단계나 첫 크랙 이후에는 원두의 열을 더 내부로 전달하기 위해 팬 속도를 줄여 열이 더 깊숙이 전달되도록 할 수 있습니다. 하지만 너무 낮추면 과열될 수 있으므로 적정 속도를 유지하는 것이 중요합니다.
배출 온도와 팬 속도의 상호 작용
배출 온도와 팬 속도는 서로 긴밀하게 작용하여 로스팅 균형을 맞추는 데 중요한 역할을 합니다. 배출 온도가 높을수록 팬 속도 조절이 더 중요해지며, 팬 속도를 잘못 설정하면 원두가 원하는 온도에서 과열되거나 불균일하게 로스팅 될 수 있습니다. 팬 속도가 높으면 열이 빠르게 빠져나가므로 배출 온도 설정도 이에 맞게 조정해야 합니다.
DTR 이란?
DTR(Development Time Ratio)은 커피 로스팅에서 중요한 개념 중 하나로, 발현 단계(Development Stage)가 전체 로스팅 과정에서 차지하는 비율을 나타냅니다. 이 비율은 커피의 최종 맛과 향에 큰 영향을 미치기 때문에, 로스터들이 로스팅 프로파일을 설정할 때 매우 중요하게 고려합니다.
DTR의 구성 요소
1.
발현 단계 (Development Stage):
•
발현 단계는 첫 번째 크랙(First Crack) 이후부터 로스팅이 완료될 때까지의 시간을 말합니다. 이 단계에서 커피 원두 내부에서 중요한 화학적 변화가 일어나며, 커피의 향미가 형성됩니다.
2.
전체 로스팅 시간 (Total Roasting Time):
•
커피 로스팅이 시작된 시점부터 원두를 로스터기에서 배출할 때까지의 총 시간을 말합니다.
DTR 계산 방법
DTR은 아래의 공식으로 계산할 수 있습니다:
예를 들어, 전체 로스팅 시간이 10분이고, 발현 단계가 2분 동안 지속되었다면, DTR은 20%가 됩니다.
DTR의 중요성
•
맛과 향에 미치는 영향: DTR이 낮으면 발현 단계가 짧아져 신맛이 강조된 밝고 가벼운 커피가 될 수 있습니다. 반면, DTR이 높으면 발현 단계가 길어져 단맛과 쓴맛이 더 많이 나타나고, 바디감이 강한 커피가 될 수 있습니다.
•
일관성 유지: DTR은 동일한 원두와 로스팅 프로파일을 사용하더라도 매번 일관된 결과를 얻기 위해 매우 중요한 지표입니다. 로스터는 DTR을 통해 커피의 균일한 품질을 유지할 수 있습니다.
•
로스팅 프로파일 조정: 로스터는 DTR을 조정하여 특정 커피의 고유한 특성을 강조하거나 억제할 수 있습니다. 예를 들어, 특정 원두에서 단맛을 강조하고 싶다면 DTR을 늘리는 방법을 고려할 수 있습니다.
DTR은 커피 로스팅의 미묘한 차이를 조절하는 데 중요한 역할을 하며, 로스팅 과정에서 최종 맛과 향을 예측하고 제어하는 데 유용한 도구입니다.
Roast Delta란?
Roast Delta는 커피 로스팅 과정에서 원두의 색상 변화를 측정하고 분석하는 데 사용되는 지표입니다. 일반적으로, Roast Delta는 원두의 표면 색도와 분쇄 색도 차이를 나타내며, 이를 통해 로스팅의 균일성과 일관성을 평가할 수 있습니다.
주요 개념:
1.
Roast Delta 측정:
•
원두 색상(Surface Color): 로스팅 후 표면의 색상을 측정합니다.
•
분쇄 색상(Particle Color): 분쇄 후의 내부 색상을 측정합니다.
•
Roast Delta는 이 두 색상 간의 차이를 숫자로 나타낸 값입니다.
2.
의의:
•
Roast Delta는 로스팅 과정에서 원두의 내부와 외부의 색상이 얼마나 변화했는지를 나타내므로, 로스팅의 강도와 일관성을 평가하는 데 유용합니다.
•
일관된 Roast Delta 값은 로스팅 프로세스의 일관성을 유지하고 있음을 의미하며, 이는 최종 제품의 맛과 품질에도 영향을 미칩니다.
3.
활용:
•
품질 관리: 로스팅의 품질을 관리하고, 동일한 프로파일을 반복적으로 구현할 수 있는지 확인하는 데 사용됩니다.
•
프로파일 조정: 로스팅 결과에 따라 프로파일을 미세하게 조정하여 원하는 맛을 얻기 위해 사용됩니다.
Roast Delta를 잘 관리하면, 로스터는 각 배치(batch)에서 일관된 품질의 커피를 생산할 수 있으며, 고객에게 항상 동일한 맛과 품질을 제공할 수 있습니다.
STD 표준편차 란?
•
STD (표준편차, Standard Deviation)는 통계학에서 데이터의 변동성이나 분산을 측정하는 지표입니다. 커피 로스팅에서 STD 표준편차 색도는 로스팅 된 커피 원두의 색상 변동성을 측정하는 데 사용됩니다.
STD 표준편차 색도의 의미:
1.
일관성의 척도:
•
STD 표준편차 색도는 로스팅된 커피 원두의 색상이 얼마나 균일하게 로스팅 되었는지를 평가합니다.
•
표준편차 값이 낮을수록, 원두 간의 색상 차이가 적고, 로스팅이 균일하게 진행되었다는 것을 의미합니다.
•
반대로 표준편차 값이 높다면, 원두 간의 색상 차이가 크고, 로스팅이 균일하지 않았음을 나타냅니다.
2.
실제 적용:
•
로스터들은 STD 표준편차 색을 통해 각 배치의 로스팅 일관성을 평가하고, 필요시 프로세스를 조정합니다.
•
예를 들어, 원두의 표면과 내부 색상에서 차이가 크다면, 이 표준편차 값이 높아질 수 있습니다. 이는 로스팅 과정에서 열 전달이 고르지 않았거나, 로스팅 시간이 부족했을 가능성을 시사합니다.
3.
품질 관리:
•
STD 표준편차 색은 특히 대량 로스팅에서 중요한 역할을 합니다. 많은 양의 커피를 로스팅할 때, 각 배치가 얼마나 일관되게 로스팅 되었는지를 보장하기 위해 표준편차가 활용됩니다.
•
일관된 표준편차 값은 고품질의 균일한 제품을 생산하는 데 필수적입니다.
요약하면, STD 표준편차 색은 로스팅 된 커피 원두의 색상 균일성을 측정하여 로스팅 프로세스의 품질과 일관성을 평가하는 중요한 도구입니다. 이를 통해 로스터는 최종 제품의 품질을 유지하고 향상시킬 수 있습니다.
본 실험은 기정인터내셔날의 IKAWA 100Pro 와 Ditting 807 Lab Sweet을 지원 받아 진행되었습니다.
