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커피 한 잔의 과학: 카페인의 작용과 추출 원리

by 더오운 2025. 1. 24.

커피 한 잔은 단순히 하루를 시작하는 음료를 넘어, 우리에게 에너지를 주고 집중력을 높이는 도구로 자리 잡았습니다. 커피의 핵심 성분인 카페인은 뇌에 각성 효과를 주며, 커피의 맛은 추출 과정에서 결정됩니다. 이번 글에서는 카페인이 우리 몸에서 어떻게 작용하는지, 그리고 커피 추출 과정이 맛에 어떤 영향을 미치는지 과학적으로 살펴보겠습니다.

커피 한 잔의 과학: 카페인의 작용과 추출 원리
커피 한 잔의 과학: 카페인의 작용과 추출 원리

카페인의 작용: 뇌와 신체에 미치는 영향

카페인의 작용 원리
카페인은 우리 몸에서 아데노신이라는 신경전달물질의 작용을 억제합니다.
아데노신: 피로감을 느끼게 하는 물질로, 하루 동안 신체 에너지를 소모할수록 증가합니다.
카페인은 아데노신 수용체에 결합해 피로 신호를 차단, 깨어 있는 느낌을 줍니다.
결과적으로 뇌는 덜 피로를 느끼며, 각성 상태를 유지하게 됩니다.


카페인이 신체에 미치는 긍정적 효과

집중력 향상: 신경세포 활동 증가로 주의력과 집중력이 개선됩니다.
기분 전환: 도파민 분비를 촉진해 기분을 좋게 만듭니다.
대사 촉진: 카페인은 지방을 분해하고, 에너지 소비를 증가시켜 대사를 활성화합니다.


과다 섭취 시 부작용

카페인 섭취량이 많아지면 불면증, 심박수 증가, 불안감 등의 부작용이 발생할 수 있습니다.
적정 섭취량은 성인의 경우 하루 약 400mg(커피 약 4잔)이 권장됩니다.

 

커피 추출의 과학: 맛에 영향을 미치는 요소들

커피의 맛은 단순히 원두의 품질에만 의존하지 않습니다. 추출 과정에서의 변수, 즉 온도, 시간, 분쇄도는 커피의 풍미를 결정짓는 핵심 요인입니다.

 

추출 온도

물의 온도는 커피 원두에서 맛과 향을 추출하는 데 중요한 역할을 합니다.
이상적인 추출 온도는 90~96°C이며, 이 범위에서 추출된 커피는 균형 잡힌 맛을 제공합니다.
너무 낮은 온도: 맛이 밋밋하고 덜 추출된 느낌(Under-extraction).
너무 높은 온도: 쓴맛과 텁텁함이 강해지는 과다 추출(Over-extraction).


추출 시간

물이 원두와 접촉하는 시간이 커피의 강도와 맛에 영향을 미칩니다.
짧은 추출 시간: 산미가 강조된 커피(Under-extraction).
긴 추출 시간: 쓴맛과 떫은맛이 강한 커피(Over-extraction).

추출 시간은 일반적으로 2~4분 사이가 적절하며, 이는 추출 기구(에스프레소 머신, 드립 등)에 따라 다릅니다.


분쇄도

커피 원두의 분쇄도는 물이 원두에 얼마나 쉽게 침투하고 추출되는지를 결정합니다.
너무 굵은 분쇄: 물이 원두를 빨리 통과해 맛이 희미해짐.
너무 고운 분쇄: 물이 천천히 지나가 과도한 맛이 추출됨.
예: 에스프레소용은 고운 분쇄, 프렌치 프레스용은 굵은 분쇄가 적합합니다.

커피 맛의 조화: 황금 비율

커피를 완벽하게 추출하기 위해 바리스타들은 흔히 TDS(Total Dissolved Solids)추출 수율(Extraction Yield)이라는 개념을 활용합니다.

TDS: 물에 녹아 있는 커피 성분의 농도(1.2~105%가 적절).

추출 수율: 원두에서 녹아나온 성분의 비율(18~22%가 이상적).

이 두 요소가 균형을 이루면, 커피는 산미, 단맛, 쓴맛이 조화로운 맛을 냅니다.

커피 과학이 가져온 혁신

다양한 추출 방식

에스프레소: 고온, 고압을 이용해 25~30초 안에 농축된 커피를 추출.

콜드브루: 찬물로 12~24시간 동안 천천히 추출해 부드러운 맛을 강조.

드립 커피: 물의 온도와 추출 속도를 세밀하게 조절해 다양한 맛을 탐구.


과학적 도구 활용

디지털 온도계, 타이머, 저울 같은 도구는 추출 변수들을 정밀하게 조절해 최상의 맛을 구현합니다.

커피, 과학의 한 잔

커피는 단순한 음료 이상의 과학적 과정과 매력이 담긴 세계입니다. 카페인의 각성 효과는 우리의 일상을 더 활기차게 만들고, 추출 과정에서의 변수 조합은 무한한 맛의 가능성을 제공합니다.

다음 커피 한 잔을 마실 때, 그 안에 담긴 과학을 떠올려 보세요. 당신의 커피는 어떻게 추출되었고, 어떤 맛을 만들어냈는지 음미해보는 것은 또 다른 즐거움이 될 것 같아요.