디카페인 커피: 역사와 제조과정

 

 

카페인에 민감한 사람들을 위해 커피의 맛과 향미를 그래도 즐길 수 있는 디카페인 커피가 나오게 되었다. 디카페인 커피는 물을 사용하는 추출하는 방법과 화학용액과 이산화탄소를 용매로 사용하여 카페인을 제거하는 방법이 있다.

 

1. 디카페인 커피 그리고 역사

 

 

많은 사람들이 졸음이 찾아올 때 커피를 마신다. 커피에 들어 있는 카페인은 중추신경에 자극을 줘서 마신뒤에 약간의 긴장감이 찾아오면서 생활에 활력을 준다. 커피 한잔에는 대략 50~150밀리그램 정도의 카페인이 들어있다. 우리가 일반적으로 마시는 에티오피아 등지에서 생산된 아라비카 커피는 브라질, 베트남 등에서 생산되는 로부스타 종보다 카페인 함량이 적다. 이처럼 커피에 들어 있는 카페인은 생산지, 커피콩의 종류, 로스팅 방법, 추출방법에 따라서 그 함유량이 달라진다. 카페인에 예민한 사람들은 오후에 커피를 마시면 잠을 못 자는 경우가 많다. 이런 사람들을 위해 나온 커피가 바로 디카페인 커피(Decaffeinated Coffee)이다. 맛과 향이 좋은 커피를 마시고 싶지만 카페인 때문에 커피를 즐길 수 없는 사람들을 위해 만들어졌다. 하지만 디카페인 커피가 카페인을 100%로 다 없앤 것은 아니다. 약 1~2% 정도의 카페인은 남아있다. 커피 콩이 가진 카페인의 97~99% 정도를 제거하여 커피의 풍미를 유지하는 것이 디카페인 커피이다. 디카페인커피는 독일의 화학자 룽게이트가 처음으로 카페인을 추출하는 데 성공했다. 1906년 독일 커피판매업자 루드비히 로셀리우스는 카페인이 제거된 커피를 만들었고 디카페인 커피를 상품으로 출시했다.

 

2. 디카페인 커피의 제조방법

 

 

디카페인 커피를 제조하는 방법은 물을 사용하여 카페인을 없애는 것이다. 카페인은 79.5℃이상의 물에서 녹는다. 하지만 카페인을 없애기 위해 기본적인 화학 용제를 직접적으로 또는 간접적으로 사용하게 된다. 로스팅하지 않은 생두를 적절한 양의 물에 담가둔다. 카페인을 포함한 수용성 물질이 물에 녹아서 우러나온다. 카페인은 실온의 물 100ml에 약 2.2그램 정도 녹는다. 하지만 끓는 물에는 카페인이 30배 정도 더 잘 녹는다. 뜨거운 물로 커피를 우려내면 그 용액에는 카페인을 비롯한 많은 수용성 화학물질이 동시에 녹아있다. 이 용액을 활성탄소로 채운 관을 통과시킨 뒤에 카페인을 분리하여 빼낸다. 이렇게 제조한 용액 속에서는 커피 향이나 맛을 결정하는 화학물질은 그대로 녹아 있고 카페인만 없다. 새로운 커피빈을 이 용액 속에 담그면 카페인만 선택적으로 녹아 나온다. 그 이유는 카페인을 제외한 나머지 화학물질들은 이미 포화상태로 녹아 있기 때문에 더 이상 녹아 나오지 않게 된다. 그 용액 속에 없는 카페인만 커피빈에서 추출된다. 이런 과정을 거쳐 커피빈을 말리고 볶으면 카페인이 없는 커피 원두가 된다. 여기서 추출된 카페인은 제약회사, 음료회사 등에 판매된다.

 

3. 화학용매와 이산화탄소를 이용한 디카페인 제조 방법

 

물이 아닌 다른 용매를 사용해서 카페인을 추출할 수 있다. 커피빈을 증기로 찐 후에 용매인 이염화메탄(Dichloromethane)이나 에틸아세테이트(Ethyl acetate)로 커피빈을 여러 번 씻어준다. 이렇게 하면 물로 씻어내는 것처럼 커피에 포함된 다른 화학성분들은 그대로 두고 카페인만 추출해 낼 수가 있다. 이염화메탄은 독성이 있는 물질이라 최근에는 거의 사용하지 않는다. 이염화메탄 같은 물질을 용매로 사용했을 경우에는 카페인을 제거한 커피빈을 장 시간 수증기를 사용하여 남아있는 용매를 없앤다. 이렇게 해도 제거되지 않는 용매는 커피빈을 로스팅하는 과정에서 날아가기 때문에 건강상에 나쁜 영향을 끼치지는 않는다. 에틸아세테이트는 잘 익은 과일에서 추출한 성분이기 때문에 천연 에틸아세테이트를 카페인을 추출하는 대량 생산 과정에 사용하기는 어렵다. 그래서 최근에 많이 사용하는 세 번째 방식이 바로 이산화탄소를 용매로 사용한 친환경 방식이다. 쉽게 초임계 상태(Supercritical state)가 되는 이산화탄소는 카페인을 추출할 때 사용할 수 있는 좋은 용매이다. 카페인을 제거할 때 이산화탄소를 사용하면 커피빈에 잔류한 이산화탄소가 생두를 로스팅하는 과정이나 상온에 그냥 두었을 때 기체로 날아가기 때문에 사라지게 된다. 이산화탄소는 낮은 온도와 압력에서도 초임계 상태가 되어 유체로 변한다. 이때 다양한 화학성분을 녹일 수 있는 용매로 사용이 된다. 이산화탄소는 용매로 사용했을 때 독성이 별로 없고 카페인을 추출할 때 다른 화학성분들과 반응도 거의 일어나지 않기 때문에 용매로써 많은 사랑을 받고 있다. 커피빈에서 카페인을 추출할 때 일정한 양의 용매를 소량으로 나누어 여러 번 추출해 낸다. 이렇게 하면 많은 양의 용매를 사용했을 때보다 더 많은 카페인을 효율적으로 추출해 낼 수 있다. 디카페인 커피는 97% 이상의 카페인이 제거된 커피로 디카페인 커피 한잔에도 10 밀리그램 이하의 소량의 카페인이 포함되어 있다.