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몇 년 전까지만 해도 디카페인 커피(Decaffeinated Coffee)는 맛의 퀄리티가 많이 부족하다는 인식을 가지고 있었다. 그러다 보니 다양한 커피의 향미를 추구하는 커피전문점이 사용하기 꺼려하는 흔히 비주류라 할 수 있는 커피였다. 하지만 무알콜 음료 및 제로 칼로리 음료 등의 이용자가 증가하는 것처럼 임산부와 카페인에 내성이 약한 소비자들이 디카페인 커피를 찾고 있고, 그에 따라 수요도 급증하고 있다.

필자들이 알던 디카페인 커피는 향미가 흐릿하고 정체성이 떨어진다는 이유로 멀리했다. 하지만 최근 디카페인 커피들을 접해보면서 깜짝 놀랄 만큼 발전해 디카페인 커피 시장 수요가 늘어날 수밖에 없음을 깨달았다.

커피의 향과 맛을 유지시키기 위해 서로 경쟁하고 발전해 나가는 디카페인 공정 회사들과 디카페인 커피의 특성을 파악하고 그에 맞는 추출방식을 통해 최대한 맛을 이끌어내려는 바리스타들의 노력이 현재 디카페인 커피 시장발전에 충분한 가능성을 끌어 올리고 있다. 그렇다면 디카페인 커피는 어떤 방식으로 만들어지고 있는 걸까?

디카페인 공정은 1819년 독일의 화학자 룽게에 의해 처음으로 카페인 제거 기술이 개발돼 1903년 독일의 카페 하그(Kaffee HAG)사의 설립자인 로셀리우스(1874∼1943)에 의해 상업화가 시작됐고, 1906년 특허를 받았다. 최초의 상업적 디카페인 공정인 로셀리우스 프리세싱은 생두를 수증기에 쬐어 부풀리고 표면적을 넓혀서 카페인을 제거하는 용매가 잘 용해되도록 하는 공법이다.

카페인을 제거하는 용매는 인체 유해성과 환경에 대한 영향, 특히 벤젠이 암을 유발하는 성질을 가지고 있다는 이유로 다른 수단으로 대체됐다. 현재 디카페인을 제거하는 공정으로는 크게 3가지로 분류하고 있다. 용매제를 사용한 추출법, 물을 이용하는 추출법, 이산화탄소를 사용하는 추출법이다.

먼저 유기용매를 이용한 추출법은 전체 디카페인 시장의 60~70%를 차지하고 있다. 염화메틸렌이나 에틸아세테이트와 같은 화학 용매제의 도움으로 카페인을 제거하는 방식이다. 용매제를 이용한 추출방식은 크게 간접적인 방식과 직접적인 방식으로 나뉜다.

직접적인 방식은 생두를 직접 용매제에 담가 카페인을 제거하는 방식이다. 주로 에틸아세테이트가 사용되는데, 사과나 블랙베리 같은 잘 익은 과일에서 발견되는 자연적인 성분으로 내추럴 디카페인 방식이라고 불린다. 하지만 자연적 용매제를 일정량 모은다는 것은 비실용적이고 비용이 많이 드는 방식일 수 있다.

간접적인 방식은 생두를 물에 담가 끓인 후 생두가 가진 카페인과 향미 성분을 배출하게 되면 생두만을 다른 용기로 옮겨 놓고 카페인과 향미 성분이 남겨진 물에 용매제를 넣어 휘발성이 강한 용매제와 카페인이 결합돼 증발하게 된다. 다시 생두를 카페인이 증발되고 향미성분만 남은 물에 넣어 둘을 재결합하는 방식이다.

독일에서 많이 사용하는 이 방식은 흔히 염화메틸렌을 주로 사용하며 용매제가 생두에 닿지 않는다. 닿는다 해도 현재 용매제로 쓰이고 있는 성분들은 휘발성이 강하기 때문에 섭씨 200도 이상 고온에서 9~15분간 로스팅한 후 추출하면 커피음료에 남겨질 가능성은 거의 없다.

두 번째로 화학물질을 이용하지 않고 물을 이용하는 방식은 최근 가장 선호하는 디카페인 커피 제조 방법이다. 크게 2가지, 스위스 워터 프로세스(SWp)와 마운틴 워터 프로세스(MWp)가 있다. 스위스 워터 프로세스는 1933년 스위스에서 처음 시도되어 1980년 COFFEX S.A사에 의해 상용화될 수 있도록 개발되었다.

이후 1988년 캐나다 밴쿠버에 시설을 갖추게 됐다. 스위스 워터 회사의 디카페인 시설 공정은 유일하게 유기농 인증과 더불어 코셔 인증(식품 안전성 인증의 하나)을 받았다.

이 프로세싱은 뜨거운 물로 생두가 가지고 있는 카페인과 향미성분을 분리시킨 뒤 카본필터로 물에 있는 카페인만 걸러내고 남은 생두 추출물(GCE·Green Coffee Exract)을 이용하는 방식이다. 이때 처음 추출한 생두는 폐기되고 향미성분이 남은 추출물에 새로운 커피 생두를 집어넣어 삼투압 방식으로 생두가 지닌 카페인만 용해시키는 방법이다.

결과적으로 새로 투입된 생두는 맛 성분을 많이 잃지 않으면서 카페인만 제거할 수 있게 되는 것이다. 데스카멕스(Descamex)사의 마운틴 워터 프로세스도 거의 동일한 원리로 카페인을 제거하는데, 사용하는 물과 자사만의 특허를 받은 필터가 다른 특징으로 보면 된다. 이렇게 워터 프로세스를 거치는 커피는 대부분 유기농 커피이며, 친환경적인 방식임에도 불구하고 카페인 제거율은 99% 정도 된다.

끝으로 이산화탄소를 이용한 방식은 비교적 최근에 시작됐다고 할 수 있다. 화학과 자연공학으로 잘 알려진 막스플랑연구실의 쿠르트 조셀이 개발했다. 화학 용매제를 대신에 이산화탄소를 사용한 초임계추출법을 사용한다. 이산화탄소는 독성이 없고 임계점이 낮아 카페인에서만 선택적으로 반응하고, 알칼리성분과 다른 모든 성분은 방출한다.

이 프로세싱은 추출관이라 불리는 스테인리스 통에 물과 생두를 담근 후 완벽히 밀봉해 초임계 이산화탄소를 주입, 1000파운드의 압력을 준다. 이때 물과 함께 탄산화 된 이산화탄소가 용매제 역할을 해서 커피에서 카페인 성분을 녹이고 좀 더 큰 분자의 향미 성분들은 남겨둔다.

카페인과 결합한 이산화탄소는 흡수 챔버라는 또 다른 컨테이너에 옮겨 압력을 줄인다. 다시금 기체 상태로 되돌아온 이산화탄소는 챔버 안에 카페인 성분만 남기며 다음을 위해 재사용된다. ​이 방식은 비용 문제로 대량의 커머셜 등급의 커피들을 디카페인 처리할 때 주로 사용한다.

지금까지 3가지 방식의 공정으로 탄생하고 있는 디카페인 커피에 대해 알아보았다. 디카페인 커피는 시설비용과 설비 및 유지 문제로 지역단위, 농장단위, 품종단위로 구분해 따로따로 가공하기 어려운 것이 현실이다. 그렇다 보니 공정을 통해서가 아닌 커피 자체에 중점을 두고 커피산업이 발전하고 있다.

한 예로 카페인이 적게 품종 개량된 코페아 차리아나(Coffea Charrierana)처럼 카페인이 없는 품종을 개발하려고 노력하고 있는 중이다. 필자들은 머지않아 자연 친화적이고 저렴한 공정방식을 통한 고품질의 디카페인 커피, 각기 다른 개성을 지닌 디카페인 품종들을 만날 수 있는 날이 곧 올 것이라고 생각한다.
 

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