"붉은 금"으로 알려진 고대 향신료
완벽한 커피 한 잔은 단순한 루틴 그 이상의 과학이다. 펜실베이니아 대학교의 연구원들은 유체 역학을 사용하여 이상적인 물 붓기 기법을 밝혀내어 드립 커피를 어떻게 변화시킬 수 있는지 밝혀냈다. 최적의 물 붓기 높이부터 물 흐름의 중요성까지, 이 갤러리에서는 적은 양의 커피 가루로 풍미를 극대화한 획기적인 발견을 분석한다.
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펜실베이니아 대학교의 연구원들은 유체 역학을 사용하여 가장 적은 양의 원두로 최대의 맛을 추출하는 최고의 커피 추출 기법을 찾기 시작했다.
긴 주둥이 주전자를 사용하여 높은 곳에서 물을 부으면 커피 가루의 접촉면을 극대화하는 '아발란체' 효과로 추출을 개선하여 맛이 더 풍부한 커피가 된다.
커피 가격이 상승하고 예산이 빠듯해도 이 기술을 사용하는 사람들은 적은 원두량으로 강력한 풍미를 가진 커피를 즐길 수 있다.
브라질과 콜롬비아와 같은 커피 생산국의 날씨 변화와 관세 상승으로 커피 가격이 상승하면서 커피는 일상품이 아니라 사치품처럼 느껴진다.
새로 발표된 커피 브루 방법은 호기심 많은 물리학자와 유체 역학 전문가들이 커피를 좋아한 덕분에 더욱 발전할 수 있었다.
이 아이디어는 비공식적으로 실험실의 휴식 시간에 시작되었다. 연구자들은 커피를 마시며 최소한의 커피로 가장 풍부한 맛을 내는 방법에 대해 이야기하기 시작했다.
이 연구 결과는 '드립 커피: 워터 제트로 커피가루와 충돌하며 아발란체 효과로 혼합되다'라는 제목으로 '유체의 물리학'이라는 저널에 공식적으로 게재되었다.
어떤 사람들은 라떼 아트에 감탄하지만, 이 과학자들은 맛과 효율성을 향상시키는 커피 내리기의 근본적인 메커니즘에 초점을 맞췄다.
아놀드 마티센 교수는 USA 투데이와의 인터뷰에서 커피 실험이 과학과 카페인이 매일 충돌하는 연구소의 공유 커피 스테이션에서 가볍게 시작되었다고 설명했다.
단순한 붓기 기법으로 시작된 일상적인 브루잉은 곧 구조화된 실험으로 발전했고, 카페인 섭취량이 증가할수록 과학자 팀의 실험 노트는 두꺼워졌다.
팀은 물 붓기의 높이와 물줄기 같은 변수를 제어하기 위해 더 잘 갖춰진 실험실로 이동했다. 목표는 필터 내부에서 무슨 일이 일어나고 있는지 알아내는 것이었다.
커피 찌꺼기는 불투명하여 관찰이 어렵다. 무슨 일이 일어나고 있는지 이해하려면 투명한 재료와 영리한 광학 도구로 커피 찌꺼기를 시뮬레이션해야 했다.
연구팀은 실리카겔로 채워진 투명한 필터를 만들고, 레이저 시트로 조명한 다음, 유체 거동을 연구하기 위해 고속 카메라로 필터를 촬영했다.
맞춤형 파이썬과 매트랩 코드를 사용하여 워터 제트가 시뮬레이션된 커피가루와 어떻게 상호 작용하는지 분석했다. 목표는 물줄기의 움직임이 추출에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 것이었다.
연구 결과에 따르면, 높은 높이에서 부으면 "아발란치" 효과가 발생하여 가루를 휘저어 더 많은 가루가 물에 노출되며, 이는 맛 추출의 핵심이다.
물과 커피 가루가 더 오래 접촉하면 풍미가 좋아진다. 하지만 물 붓기 속도는 적당해야 한다. 너무 느리면 물이 모든 가루와 고르게 섞이지 않을 수 있다.
아주 천천히 부으면 커피가 덜 추출되거나 과도하게 추출된다. 쓴맛이나 약한 맛이 아닌 진한 맛이 나는 컵을 위해서는 균형 잡힌 물 흐름이 필수적이다.
더 높은 곳에서 물을 따르면 속도가 빨라져 가루의 아발란체 효가를 발생시킨다. 이 움직임은 표면적 접촉을 최대한 보장하고 더 고르게 추출할 수 있도록 한다.
하지만 너무 높이 또는 너무 느리게 부으면 물의 흐름이 끊길 수 있다. 그러면 끊긴 물 흐름은 아발란체 효과를 막아 고르지 않은 맛이 추출된다.
매끄럽고 끊어지지 않는 연속적인 흐름을 목표로 한다. 이것이 바로 아발란체 효과를 활성화하고 추출을 최적화하는 비결이다.
이런 주전자는 주입 속도와 물흐름의 두께 조절에 도움이 된다. 완벽한 주입을 위한, 가장 안정적인 물흐름을 생성하는 가장 쉬운 방법이기 때문이다.
실험 결과, 느린 속도로 물 흐름을 잘 통제하여 내린 커피가 가장 풍미가 좋은 것으로 나타났다. 물 흐름은 전체 브루 과정, 궁극적으로 맛에 영향을 미친다.
추출을 측정하기 위해 과학자들은 추출한 커피를 증발시키고 남은 찌꺼기의 무게를 쟀다. 이를 통해 물을 붓는 방법이 추출되는 커피의 양에 직접적인 영향을 미치는 것을 보여주었다.
이 실험실은 일반적으로 유체 흐름에서 박테리아의 행동을 연구하지만, 이 실험은 공감할 수 있는 방식으로 더 맛있는 커피를 만드는 방법을 알려준다.
코로나19 기간 동안 연구실이 문을 닫은 상태에서 연구팀은 식품 과학으로 방향을 틀었다. 주방 실험을 통해 호기심을 유지하고 요리의 유체 역학에 대한 연구를 발표하기도 했다.
이 연구실은 이제 커피 과학을 활용하여 현지 학생들을 물리학에 참여시킨다. 주방 과학 프로그램을 통해 복잡한 아이디어를 재미있고 공감할 수 있게 만든다.
이전 연구들은 에스프레소 머신과 프렌치 프레스의 유체 거동에 초점을 맞췄다. 하지만 커피를 좋아하는 물리학자들 덕분에 지금까지 연구되지 않았던 드립 커피의 과학이 밝혀졌다.
이 연구는 유체 역학을 이용한 드립 커피 기법에 대한 최초의 과학적 분석이다. 아침의 커피 한 잔이 다시는 예전과 같지 않을 것이다.
출처: (USA Today) (New Scientist)
완벽한 커피 한 잔에 담긴 과학적 접근법
더 똑똑하게, 더 맛있게
음식 음료
완벽한 커피 한 잔은 단순한 루틴 그 이상의 과학이다. 펜실베이니아 대학교의 연구원들은 유체 역학을 사용하여 이상적인 물 붓기 기법을 밝혀내어 드립 커피를 어떻게 변화시킬 수 있는지 밝혀냈다. 최적의 물 붓기 높이부터 물 흐름의 중요성까지, 이 갤러리에서는 적은 양의 커피 가루로 풍미를 극대화한 획기적인 발견을 분석한다.
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