겨울이 되면 함박눈이 펑펑 내리는 날 커다란 통창이 있는 카페 창가에 앉아 향이 좋은 커피 한잔을 앞에 두고 거리 풍경을 무심하게 바라보는 상상을 합니다.

추운 날씨에 진한 커피 향은 커피를 마시지 않는 사람들까지도 발걸음을 멈추게 만들지요. 사실 겨울은 기온이 낮아 분자 확산 속도가 느리기 때문에 냄새가 멀리까지 퍼지지 못하는 데도 커피 냄새는 더 진하게 느껴집니다. 뇌과학에서 말하는 것처럼 겨울에 대한 느낌과 커피 향이 연관되면서 나타나는 정서적 반응일 수도 있습니다.

과학자 중에서도 커피 애호가들이 많습니다. 그래서 커피와 관련한 연구에 빠져드는 사람도 적지 않습니다.

미국 오레곤대 지구과학과, 화학과, 한국 카이스트 물리학과 공동 연구팀은 커피 원두를 분쇄하기 직전에 물을 약간 뿌리면 더 맛있고 진한 에스프레소를 추출할 수 있다는 연구 결과를 재료 과학 분야 국제학술지 ‘물질’(Matter) 12월 7일자에 발표했습니다.

커피를 추출하기 위해서는 잘 볶아진 원두를 그라인딩하는 과정이 필요합니다. 그라인딩은 커피 원두를 잘게 부숴 입자 표면적을 늘리는 작업입니다. 분쇄기가 원두를 가는 과정에서 기계적 마찰이 발생합니다. 마찰로 인해 커피 입자들 사이에 정전기가 발생해 서로 뭉쳐져 커피도 맛있게 추출되지 않을 뿐만 아니라, 커피를 내린 뒤 청소도 쉽지 않습니다. 커피 원두를 분쇄할 때 정전기가 발생한다는 것은 오랫동안 알려져 온 사실이지만, 정전기가 커피 추출과 맛에 어떤 영향을 미치는지 명확히 밝혀지지 않았습니다.

연구팀은 화산 폭발 시 발생하는 각종 입자 분출 현상에 주목했습니다. 화산이 폭발하는 동안 마그마는 수많은 작은 입자로 분해돼 분출되는데, 이 과정에서 입자들이 서로 마찰하면서 ‘화산 번개’를 일으킬 정도입니다. 작은 가루가 마찰하면서 정전기를 일으키는 것이 커피 분쇄와 비슷하다고 본 것입니다.

연구팀은 커피콩의 원산지, 가공법, 로스팅 색상, 원두 내 수분 함량 등 다양한 요인에 따라 원두 분쇄 시 발생하는 정전기를 측정했습니다. 또 분쇄된 입자의 굵기가 정전기 발생에 미치는 영향을 비교했습니다.

그 결과, 커피콩의 원산지나 가공법은 정전기 발생량에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다. 그렇지만 중요한 것은 수분 함량과 입자의 크기는 정전기 발생과 밀접한 관계가 있다고 연구팀은 밝혔습니다. 또 원두를 분쇄하기 전에 물을 조금 뿌리면 정전기 발생이 눈에 띄게 줄어 향이 진하고 맛있는 에스프레소를 추출할 수 있으며 분쇄기 청소도 편하다고 합니다.

이번 연구를 이끈 크리스토퍼 핸돈 오레곤대 교수(전산재료화학)는 “로스팅된 원두 내부 잔류 수분이나 그라인딩 중에 추가된 수분은 분쇄되는 과정에 형성되는 전하의 양을 결정한다”라면서 “물은 정전기를 감소시켜 커피 입자를 고르게 만들 뿐만 아니라 더 진한 맛과 향기를 느낄 수 있게 해준다”라고 말했습니다. 여담이지만 핸돈 교수는 커피 연구에 진심인 화학자입니다. 교수 프로필 사진도 커피를 들고 있는 모습이고, ‘커피를 위한 물’이라는 책을 내기도 했습니다. 자신이 좋아하는 일을 연구로 연결한 진정한 덕업일치 학자가 아닌가 싶습니다.