음향 공동 현상으로 3분 만에 만드는 콜드 브루 커피

 (unsw.edu.au)
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  • 콜드 브루의 가장 큰 제약인 12~24시간 침출을 초음파 처리로 3분 미만까지 줄여, 주문형 제조 가능성을 보여줌
  • UNSW Sydney 팀은 기존 Breville 에스프레소 머신에 특허 음향 전달 시스템을 결합해 표준 필터 바스켓을 초음파 반응기로 바꿈
  • 38.8kHz 음파가 만든 음향 공동 현상이 커피 입자 주변에서 미세 제트를 일으켜 향·맛·오일 추출을 빠르게 함
  • 초음파 처리 샘플은 초음파를 쓰지 않은 샘플보다 추출 수율과 카페인 농도가 최대 2배 높았고, 1~3분 샘플은 24시간 콜드 브루와 유사한 관능 평가를 받음
  • 카페·레스토랑·가정에서 콜드 브루를 빠르게 만들 수 있어, 대형 추출 장비와 넓은 냉장 공간 부담을 줄일 수 있음

콜드 브루의 병목을 분 단위로 줄임

  • UNSW Sydney 엔지니어들은 차가운 물로 오래 우려내야 하는 콜드 브루 추출 시간을 몇 시간 단위에서 분 단위로 줄이는 방법을 개발함
  • 콜드 브루는 일반적인 뜨거운 추출 커피보다 더 부드럽고 산미와 쓴맛이 덜하다고 선호되지만, 보통 12~24시간 침출이 필요함
  • 연구 결과는 Ultrasonics Sonochemistry에 게재됨

에스프레소 머신을 초음파 반응기로 바꾸는 구성

  • UNSW 팀은 기존 Breville 에스프레소 머신 모델에 자체 특허 음향 전달 시스템을 덧붙임
  • 볼트로 고정된 트랜스듀서를 금속 혼으로 추출 바스켓에 연결해, 표준 에스프레소 필터 바스켓이 강력한 초음파 반응기 역할을 하게 함
  • 반응기는 38.8kHz 음파를 벽의 여러 지점에서 주입해 내부에 여러 음향 공동 현상 영역을 만듦

음향 공동 현상이 추출을 빠르게 함

  • 초음파가 만든 공동 기포가 커피 입자 가까이에서 붕괴하면 미세 제트가 생김
  • 이 제트는 커피 입자를 패이게 하거나 균열을 내는 힘을 만들고, 그 결과 향·맛·오일 추출이 강화됨
  • 연구에서는 이 구성이 초음파를 쓰지 않은 샘플보다 추출 수율과 카페인 농도를 최대 2배까지 높일 수 있음이 확인됨

24시간 콜드 브루와의 맛 비교

  • University of Queensland 연구진과 협력해 샘플을 Queensland Alliance for Agriculture and Food로 보내 관능 분석을 진행함
  • 비교 샘플은 세 가지임
    • 실온에서 1분 초음파 처리한 콜드 브루
    • 실온에서 3분 초음파 처리한 콜드 브루
    • 4°C에서 초음파 없이 24시간 침출한 일반 콜드 브루
  • 평가는 향, 질감, 맛, 뒷맛 속성을 기준으로 진행됨
  • 1분 초음파 샘플은 24시간 콜드 브루와 비교해 맛, 쓴맛, 신맛, 질감의 풍부함, 향 등에서 유사한 평가를 받음
    • 다만 향 강도와 다크 초콜릿 향은 더 낮아, 24시간 콜드 브루보다 약간 덜 추출된 결과로 나타남
  • 3분 초음파 샘플은 24시간 콜드 브루와 유사한 다크 초콜릿 향과 향 강도를 보였지만, 약간 더 쓴맛이 있었음
  • 고객 선호에 따라 1~3분 사이의 초음파 처리 시간이 24시간 콜드 브루와 비교 가능한 커피를 만드는 데 적합함

카페·가정에서의 적용 가능성

  • 이 기술은 기존 에스프레소 머신에 맞춰 적용할 수 있는 방식으로 설계됨
  • 목표는 일반 에스프레소 커피를 만들듯 쉽게 초음파 콜드 브루를 만드는 것임
  • 커피 머신 제조사가 이 기술을 활용하면 소비자가 집에서 3분 미만으로 콜드 브루를 만들 수 있음
  • 카페와 레스토랑은 24시간 콜드 브루에 견줄 수 있는 주문형 음료를 만들 수 있고, 대형 반산업용 추출 장비와 넓은 냉장 공간 필요를 줄일 수 있음

음료·식품 공정으로의 확장

  • 초음파는 식품 산업에서 건조, 추출, 유화, 결정화 등 여러 공정에 적용될 수 있으며 공정을 더 빠르고 효율적으로 만들 수 있음
  • 같은 기술은 차 추출 과정을 빠르게 하는 데도 쓰일 수 있음
  • 커피숍, 레스토랑, 가정 추출자는 주문형 추출을 활용할 수 있고, 대형 추출·냉장 장비 의존도는 낮아질 수 있음

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GN⁺   [-]
Hacker News 의견들

  • 최근 여러 도시의 커피숍 수십 곳을 다녀보니, 체감상 절반쯤은 뜨겁게 내린 뒤 냉장한 커피를 콜드브루라고 팔고 있었고, 실제로 차갑게 우려낸 곳들도 콜드브루는 반드시 차갑게 내야 한다고 여기는 듯했음
    한 힙스터 카페에서는 데우거나 스팀한 콜드브루를 달라고 했다가 비웃음을 샀고, 다른 곳은 데우면 커피가 극도로 시어진다며 처음엔 거절했지만 실제로는 그렇지 않았음
    논문을 읽어도 이들의 콜드브루가 같은 원두를 뜨겁게 내린 것보다 산도가 낮은지, 즉 pH가 높은지는 명확하지 않음. 초음파 추출은 일반적인 장시간 침출 콜드브루와 pH가 같다고만 되어 있음
    이 공동현상/초음파 추출이 기본적으로 커피를 흔드는 것인지, 아니면 다른 작용인지, 또 몇 시간 가만히 두는 콜드브루와 수동으로 흔드는 방식 사이에서 얼마나 다른지도 궁금함

    • 그래서 완전 자동 럭셔리 평범 에스프레소 머신(https://www.seattlecoffeegear.com/blogs/scg-blog/jura-a1-rev...)을 좋아함. 버튼을 누르면 원두를 갈고 내부에서 뭔가를 한 뒤, 잠시 후 탄 콩 수프 비슷한 완벽히 평균적인 컵이 나옴
      메가소닉으로 내린 건지, 절대영도 주입인지, 그냥 젖은 카페인 알약인지 모르겠음. 가끔 괜찮고, 가끔 평범하지만, 훌륭하지도 끔찍하지도 않았음. 내 코드와 같은 종류의 일관성이라 만족함
      미지근하게 나오고, 뜨겁게 원하면 전자레인지에 돌리면 됨. 차갑게 원하면 얼음을 넣고, 차가운 라테를 원하면 우유를 넣음. 뜨거운 라테를 원한다면 애초에 집을 잘못 고른 것임
      쿼드 샷이 1달러도 안 들고, 카페인이나 그에 가까운 플라시보를 줌. 늙고 지친 개발자가 뭘 더 바라겠음
    • 콜드브루가 처음 나왔을 때는 더 부드러운 맛, 아마도 낮은 산도를 만드는 추출 공정으로 홍보됐음. 그래서 데워 마시는 것도 자연스럽고, 아이스커피에 쓰이는 건 기회주의적인 활용처럼 보였음
      그런데 곧 니트로 같은 신기한 유행으로 퍼졌고, 데운 콜드브루를 마신다고 하면 사람들이 혼란스러워하거나 코웃음 침
      추출 온도와 제공 온도는 서로 독립적인 요소임
    • 친구의 커피숍에서는 얼음물이 필터를 통과해 떨어지는 복잡한 실험실 유리기구로 콜드브루를 만듦. 꽤 멋지고 과학적으로 보임
      뒤쪽 방에서 그런 장치 4대를 항상 돌리고 있는데, 동네의 다른 가게들은 다 흉내만 내는 거라면 그중 하나를 앞에 두고 진짜 콜드브루라는 걸 보여주라고 말했음
    • 음식 유행을 보면 임금님이 정말 벌거벗은 경우가 많음
      가격도 완전히 별개의 난해한 개념임. 콜드브루는 원래 손도 덜 가고 비용도 낮아야 함. 커피 가루를 물에 하룻밤 담가두면 끝임
      그런데 일반 커피나 에스프레소 기반 음료보다 더 비싸게 받는 경우가 많음. 그쪽은 더 비싼 장비가 필요하고, 숙련된 조작이 필요하며, 우유 같은 재료도 더 들어감
    • 스팀한 콜드브루를 주문하면서 카페를 힙스터라고 부르는 건, 나머지 내용과 별개로 약간 아이러니함

  • 마침 지금 음향 공동현상 추출기로 만든 콜드브루를 마시는 중임
    제품명은 Osma Pro임. 만든 회사는 안타깝게도 살아남지 못했고, 가격과 작동 방식에 대한 여러 불만으로 많은 비판을 받았음
    https://www.engadget.com/osma-pro-cold-brew-coffee-machine-r...
    다행히 내 것은 잘 작동하고 꽤 마음에 들어서 매일 아침 쓰고 있음
    요점은, 어떤 아이디어를 새롭다고 설명하기 전에 다른 사람들도 이미 떠올렸는지 한 번 검색해보는 게 좋다는 것임

    • “볼트로 고정한 변환기를 금속 혼을 통해 추출 바스켓에 연결해, 표준 에스프레소 필터 바스켓을 강력한 초음파 반응기로 바꾼다”는 구조라면, 이제 695달러짜리 전용 기계를 사지 않고도 가능해진 셈임
      그건 발전이니 너무 깎아내릴 일은 아니라고 봄
    • 실험실 장비를 파는 초음파 회사도 있고, 초음파 처리로 콜드브루를 만드는 페이지도 있음
      https://www.hielscher.com/ultrasonic-extraction-of-caffeine-...
    • 695달러가 그렇게 나쁜 가격도 아님. 입문용 에스프레소 머신 가격만 봐도 꽤 비쌈
    • 제작자가 원래 Sora Pot을 다시 생산해주면 바로 살 것 같음

  • 과공학적이라 멋지지만, 보통 방식으로 콜드브루를 만들고 싶다면 아주 쉬움. 기본적으로 카페티에르/프렌치프레스/Bodum[1]에 차가운 수돗물을 넣고 밤새 냉장고에 두었다가, 눌러 내리고 드립 필터로 한 번 더 거르면 됨
    비결이 있다면 굵은 분쇄가 아니라 에스프레소에 쓰는 것 같은 고운 분쇄 원두를 쓰는 것임. 매우 쉽고 맛도 좋음. 다만 커피를 아끼면 안 됨
    더 자세한 레시피는 여기 있음 https://www.uncarved.com/articles/cold-brew/
    [1] 영국/미국/프랑스식 이름은 다르지만, 플런저 달린 그 물건을 말함

    • 프렌치프레스로 콜드브루를 만들 때는 세게 누를수록 더 쓴맛이 난다는 점을 알아두는 게 좋음
      나는 대신 5달러짜리 견과류 우유 주머니를 쓰는데, 한 번에 훨씬 많이 만들 수 있음. 원두 1/4kg에 물 2L로 만듦
      카페스톨을 줄여서 더 건강하다는 장점도 있다고 함
    • 콜드브루는 꼭 냉장고 안에서 “우려낼” 필요가 없음. 실온의 조리대 위에 둬도 됨
      그러면 추출 시간이 24시간에서 12시간 정도로 줄어듦
    • 그냥 재활용한 탄산음료 병에 커피 가루를 붓고 만듦. 프렌치프레스까지 쓸 필요는 없음

  • James Hoffman이 이 주제로 영상 올릴 시간 3, 2, 1… 기대됨 :-)

    • 그는 이미 콜드브루에 대해 여러 번 말했고, 진짜 콜드브루보다 아이스 필터 커피를 선호한다고도 했음. 현재 최상단 댓글의 답답함에 그게 영향을 줬을 수도 있음
      Coffee Lit Review 팟캐스트가 다룰 수도 있겠지만, 솔직히 그렇게 흥미롭지는 않음. 공동현상은 이미 여러 번 시도된 방식임

  • 보석, 틀니, 안경을 부드럽게 세척하도록 설계된 꽤 저렴한 초음파 세척기를 써도 됨
    예술 프로젝트[0]에서 생물 재료의 향을 추출하는 데 써봤는데 아주 잘 됐음. 팅크처가 완성되기를 몇 주 기다릴 필요 없이, 같은 팅크처(알코올과 향을 뽑고 싶은 재료)를 비닐봉지에 넣고 15분만 돌리면 됨
    물론 냄새가 완전히 같지는 않지만, 속도는 종종 그만한 가치가 있음. 초음파 기계와 나무 조각으로 보드카를 위스키처럼 만들려던 사람도 들은 적 있음
    시중에는 초음파 기계가 꽤 많음. EMAG와 여러 중국산 무명 제품을 써봤는데, 무명 제품도 출력은 비슷하고 더 싸지만 훨씬 시끄러워서 작동 중에는 같은 방에 있기가 어렵다시피 함
    그래도 이런 빠르고 거친 추출에는 모두 잘 작동함
    [0] https://rybakov.com/blog/smelling_cz/

    • 원하는 게 대체로 미세한 규모의 기계적 교반이라면 방법은 많음. 초음파 세척기가 접근 방식 면에서는 가장 가까워 보임

  • 몇 년 전 Osma라는 음향 공동현상 기반 즉석 콜드브루 머신이 크라우드펀딩으로 나왔음.[1] 지금도 생산 중인지는 모르겠음
    San Jose의 Chromatic Coffee에서 테스트 중 창업자를 만났고, 초기 제품 중 하나를 받았음. 멋진 개념이었지만 작동은 그리 좋지 않았음
    [1] https://www.engadget.com/osma-pro-cold-brew-coffee-machine-r...

  • 홈랩 장비를 업그레이드할 핑계가 생겼음 :-)
    내가 선호하는 “이상한” 커피는 수비드 커피임. 1L당 125g, 150°F에서 2시간 추출함
    끓는점 근처까지 가지 않아서 쓴맛 성분은 덜 뽑으면서도, 맛을 많이 남기지 않고 가져올 수 있음. 냉장 보관한 뒤 취향에 따라 얼음에 내거나 끓는 물로 데워 마심

    • 이 방식은 한번 해보고 싶음. 진공 포장할 때 얼음 조각을 쓰는 건지, 아니면 꼭 사야 할 멋진 장비가 있는 건지 궁금함
      Lance Hendricks나 James Hoffman이 실험해서 최적의 온도를 정해줬으면 함

  • 결국 마음가짐의 문제에 가까움. 전자레인지나 초음파 처리기에 넣으면 빨라지는 것들이 많음 :)
    저렴한 수조형 초음파 처리기로 콜드브루를 꼭 해볼 생각임. 여기 나온 장치는 에스프레소 포터필터에 커다란 탐침형 초음파 처리기를 맞댄 형태라, 시끄러운 스팀기보다도 더 클 것 같음

  • 엄청 멋져서 하나 만들어보고 싶지만, 옆에서 초음파를 주입하는 절개도 구조라면 추출이 매우 불균일해질 것 같음
    카페인 함량이 두 배가 된다는 문단도 웃겼음. 그게 꼭 좋은 일인 것처럼 보이니까 =)
    저렴한 HC-SR04 초음파 모듈은 40kHz로 출력하니, 집에서도 만들어볼 수 있을지 모름

    • 핵심은 진동이 필터 전체로 전달된다는 아이디어인 듯함. 관건은 그게 형상이나 주파수에 민감한지 여부임

  • 빨리 누가 James Hoffman에게 알려야 함

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