로스팅 과정의 물리적,화학적 변화

수분함량

수분은 로스팅을 하면 가장 많이 줄어드는 성분으로 10~12%였던 것이 로스팅 정도 따라 1~5%까지 줄어들며 미디엄 로스티일 때가 2~3% 정도이다

탄수화물

탄수화물 중 유리당류는 원두의 갈색이나 향의 형성에 큰 영향을 미친다 생두는 유리당류 중 흔히 설탕으로 불리는 자당이 가장 많은 데 아라비카종은 커피의 6~8% 로부스타 종이 1~3% 포함되어 있다 유리당류는 로스팅 후 거의 소실되고 다당류는 불용성으로 세포벽의 주성분인 섬유소, 헤미 세룰로 오스 등이다

단백질

단백질은 원두의 향기가 형성에 중요한 성분이다 유리아미노산은 로스팅에 의해 급속히 소실되며 당과 반응해서 멜라노이딘 및 향기 성분으로 변화한다 생두의 0.3~0.8%로서 일부 성분은 쓴맛 성분과 결합해서 갈색 색소 성분으로 변화한다

지질

생두의 지질은 아라비카종에는 평균15% 로부스타종에는 평균 10% 정도 함유되어 있으며 트리글리세리드 형태가 가장 많다 지방산 중 불포화지방산인 리놀레산과 포화지방산인 팔 미트산이 가장 많이 함유되어 있다

가용 성분

가용 성분이란 원두를 분쇄하여 뜨거운 물로 추출하였을 때 나오는 성분을 말하며 많을수록 맛과 향이 진해진다 생두의 당분, 단백질, 유기산 등은 갈변 반응을 통해 가용성 성분으로 변하는데 로부스타는 아라비카보다 약 2% 많으며 고온에서 단시간 로스팅하면 약 2~4% 증가한다

가스 성분

로스팅 중 생두는 1g당 2~5ml의 가스가 발생하는데 가스 성분의 87%는 탄산가스로 고온의 열로 인한 건열 반응에 의해 생성된다 탄산가스의 50% 정도는 로스팅 과정에서 방출되나 나머지는 서서히 방출되면서 향기 성분이 공기 중의 산고와 접촉하는 것을 막아준다

휘발성분

휘발성 화합물은 당분, 아미노산, 유기산 등이 로스팅 과정을 거치며 갈변 반응을 통해 생성되는데 50%는 알데히드이며, 20%는 케톤, 8%는 에스테르이다 휘발성 화합물은 중량의 0.05% 미만인 700~2,500ppm 으로 매우 적은 양이나 그 종류는 800여 가지가 되며 가스 방출과 함께 증발, 산화되어 상온에서 2주가 지나면 커피 향기를 잃어버린다 아라비카종이 로부스타종보다 더 함유되어 있으며 로스팅이 진행되면서 풀 시티 로스팅까지는 증가하지만 , 프렌치, 이탈리안 로스팅에 이르면 오히려 감소한다

카페인

카페인은 푸린 염류에 속하며 함량은 로부스타 종이 아라비카종에 비해 두배 가까이 함유되어 있는데 씨앗뿐만 아니라 잎에도 소량 함유되어 있다 생두에 1.0% 정도 함유되어 있는 카페인은 로스팅을 하면 약 16% 정도 줄어들게 되지만 원두의 상대비율을 약 1.2%가 된다

갈변 반응

식품이 조리나 가공과정에서 갈색으로 변하는 것을 갈변 반응이라 하는데 효소가 관여하는 효소적 갈변 반응과 효소가 관여하지 않는 비 효소적 갈변반응이 있다 커피의 갈변은 열에 의한 비효소적 갈변 반응이며 원인은 캐러멜화와 마이야르 반응 때문이다 캐러멜 반응은 마이야르 반응과 달리 자연적으로 발생하는 반응이 아니라 당을 고온으로 가열할 때 생두에 5~10% 포함되어 있는 자당이 캐러멜당으로 변화하는 반응이다 마이야르 반응은 프랑스 화학자 마이야르 포도당과 글리산을 가열하였을 때 갈색 색소인 멜라노이딘을 생성한다고 처음 발표하여 마이야르 반응이라고 한다 생두를 로스팅할 때는 생두에 포함되어 있는 미량의 아미노산이 환원당인 자당과 다당류 등과 작용하여 갈색의 중합 제인 멜라노이딘을 만드는 반응이다 외관상으로 볼 때 로스팅된 커피는 이 멜라노이딘에 의해 검붉은 짙은 갈색을 띠게 되는 것이며 이 반응의 결과로 향을 느끼지 못했던 생두와 비교하여 휘발성 방향족 화합물이 생성되어 커피의 향을 만들어 내는 것이다

-캐러멜화:당을 가열할 때 생두는 5~10% 포함되어 있는 자당이 캐러멜당으로 변하는 반응

-마이야르 반응: 비 효소적 갈변 반응으로 생두를 로스팅할 때 생두에 포함되어 있는 미량의 아미노산이 작용하여 갈색의 종합체인 멜라노이딘을 만드는 반응

-클로로겐산에 의한 갈변:고분자의 갈색 색소는 클로 로겐 산류와 단백질 및 다당류와의 반응으로 형성된다.