카페인과 디카페인의 차이점에 대해

카페인에 대해

카페인

카페인에 대해 속속히 들여다보는 시간이라, 아주 조금은 어색한 전문용어들이 나올 수 있습니다. 하지만, 카페인에 대해 이해를 완벽하게 하기 위해 필요한 과정이니 잘 알아보시기를 바라는 시간입니다. 카페인은 메틸 크산틴 계열의 중후 신경계(CNS) 각성제입니다. 알칼로이드의 일종입니다. 세계에서 가장 널리 사용되는 향정신성 약물(psychoactive drug)입니다. 다른 많은 향정신성 물질과는 달리, 거의 모든 나라에서 합법적이며, 규제가 없습니다. 카페인의 영향을 설명하기 위한 몇 가지 알려진 메커니즘이 있습니다. 가장 두드러진 것은 수용체에 대한 아데노신의 작용을 가역적으로 차단하여 결과적으로 아데노신에 의한 졸음을 예방한다는 것입니다. 또, 카페인은 자율 신경계의 특정 부위를 자극합니다. 카페인은 쓴맛이 있고 백색 결정성의 푸린으로 메틸 잔틴 알칼로이드이며 화학적으로 DNA와 RNA의 아데닌, 구아닌 염기와 관련이 있습니다. 남미 및 동아시아 고유의 여러 식물의 씨앗, 견과 또는 잎에서 발견됩니다. 곤충으로부터 보호하고 근처의 다른 종자의 발아를 방지하는 역할을 합니다. 카페인의 가장 잘 알려진 원료는 커피콩입니다. 보통 졸음을 완화 시키거나 예방하고 각성효과를 위해 카페인을 함유한 음료를 섭취합니다. 이러한 음료들을 만들기 위해 카페인은 물에 식물 제품을 담금 작업을 통해 추출됩니다. 커피, 차, 그리고 콜라 같은 카페인 함유의 음료들은 현대 사회에서 인기가 상당합니다. 2014년 기준 미국 성인의 85%는 카페인을 섭취하고 있으며, 평균 164mg을 섭취한다고 합니다. 커피나무, 차, 과라나 열매 등에 존재하기 때문에 카카오 열매 이외에도 카페인은 쉽게 우리에게 다가올 수 있었습니다. 우리가 모두 좋아하는 콜라, 초콜릿 등에도 포함되어 있으며 승화하는 특성이 있습니다. 이 식물들은 해충을 죽이기 위해 카페인을 사용하는 것으로 알려져 있습니다. 

 

 

카페인과 디카페인의 차이점

 

카페인의 함량

우선 가장 먼저 궁금해하실 것 같은 에스프레소에 대해 알아보겠습니다. 에스프레소는 기계를 이용해 곱게 간 원두에 뜨거운 물을 고압으로 빠르게 통과시켜 추출하는 방식으로 2 샷 기준(60ml)으로 아이스 아메리카노는 150 mg 정도의 카페인이 나옵니다. 그리고 기계를 사용하지 않고 손으로 직접 뜨거운 물로 커피를 내리는 방식으로 유명한 드립커피는 한잔(150ml)은 100에서 120mg의 카페인이 나온다고 합니다. 어느 손이 내리느냐에 따라 드립커피의 맛이 달라지듯 카페인 함량도 달라지는 것 같습니다. 그리고 차가운 물로 커피를 우려내는 방식인 콜드브루는 한잔(150ml) 기준으로 210mg의 카페인 함량이 나오고 있으며, 인스턴트커피는 60에서 많게는 100mg의 함량이 나온다고 합니다. 여기서, 인스턴트커피는 볶은 커피의 가용성 추출액을 건조한 것을 말하고 있습니다. 우리나라 사람들이 가장 많이 마시는 인스턴트 커피 2봉을 탄다면 많게는 200mg의 카페인을 섭취하게 되겠네요. 콜드브루, 드립커피, 에스프레소, 인스턴트 커피순으로 카페인 함량이 많다고 합니다. 커피의 목 넘김으로나 향으로나 맛으로나 콜드브루나 드립커피가 카페인 함량이 적을 것이라고 예상했는데 공부해보니 의외로 에스프레소나 인스턴트커피의 함량이 낮다고 하니 공부하면서도 놀라고 있습니다. 우리들의 예상보다 에스프레소의 카페인 함량이 낮다는 것은 아마도 우려내는 시간 때문일 수도 있다는 생각이 들었습니다. 콜드브루는 차가운 물에 오랜 시간 동안 우려내서 카페인이 많이 추출되는 것인 것 같습니다. 핸드드립도 에스프레소보다는 긴 시간 동안 뜨거운 물에 우려지기 때문에 짧은 시간에 고압으로 내려지는 에스프레소보다 더 많은 카페인이 나오는 것 같습니다.  

 

커피를 마시면 우리의 뇌는 깨어날까요?

 

디카페인

커피에서 카페인을 제거한다는 뜻을 가진 디카페인(De caffeine)이라는 말입니다. 녹색인 생커피콩을 가공하는 단계에서 카페인을 미리 제거하는 것입니다. 커피를 좋아하지만, 위가 약하거나, 카페인을 조금만 섭취해도 잠이 오지 않고 저녁에 커피를 마시려는 사람들이 늘어나면서, 디카페인 소비량이 점점 급증하고 있습니다. 디카페인 커피는 일반적으로 원래의 카페인 성분 중 1~3%를 포함하고 있습니다. 임산부, 당뇨환자, 위가 약한 사람도 즐길 수 있는 커피입니다. 

카페인 제거 방법은 3가지 방법이 있다고 합니다. 첫 번째로는, 가장 전통적인 방법은 유기용매를 이용한 방식입니다. 유기용매를 이용한 방법은 생커피콩에 뜨거운 증기를 쪄주는 방식입니다. 이 방법으로는 물질들이 쉽게 이동할 수 있도록 한 다음 새로운 조직을 유연하게 만든다고 합니다. 에틸 아세테이트(Etyl Ace-t ate)를 묻혀 녹인 다음 증기로 한 번 쪘던 생커피콩을 담가서 유기용매와 함께 결합한 카페인을 제거하는 과정입니다. 카페인이 제거된 생커피콩을 건조한 후 증기를 쏘아 생커피콩에 남아있는 유기용매를 제거합니다. 이 과정에서 사용되는 에틸아세테이트 용매는 인체에 무해하다고 합니다. 생커피콩에 남아있다 하더라도 커피를 볶는 과정에서 거의 완벽하게 제거됩니다. 이 방법은 일반적으로 사용되고 있으며, 비용이 저렴하다는 장점이 있는데 용매를 사용한다는 선입견 때문에 스위스 워터 프로세스나 압축 이산화탄소 방법이 개발되었습니다.

카페인 제거 방법 중 또 다른 방법은, 스위스 워터 프로세스(Swiss Water Process)라는 방법입니다. 1938년 스위스의 Coff ex Company라는 곳에서 개발되어 이름에 스위스가 붙은 것 같습니다. 이 기술은 1970년대에 이르러서 상업화되었습니다. 이 과정은 유기용매 과정과 비슷하지만 카페인 제거를 탄소 필터로 한다는 점에서 차이점이 있습니다. 생커피콩을 물에 담근 후, 생커피콩을 8에서 10시간 동안 물에 담가 커피 안에 있는 카페인을 물에 녹아 나오게 하는 방법입니다. 생커피콩을 담아 두었던 생커피콩 추출액을 탄소필터에 통과시켜 카페인이 걸러지도록 합니다. 카페인이 제거된 생커피콩 추출액만 남게 되는데 이것을 생커피콩과 함께 건조합니다. 커피의 향기와 맛을 최대한 유지하기 위해 카페인이 제거된 생커피콩 추출액과 생커피콩을 다시 건조하는 과정입니다. 이 스위스 워터 프로세스는 비용이 많이 든다는 단점이 있지만, 소비자에게 어필할 수 있는 장점들이 있어, "SWP"라는 표시가 붙어 다른 방법들과 구별이 가능하다고 합니다.

가장 마지막 방법으로는 압축 이산화탄소 방법(Water Process)이 있습니다. 스위스 워터 프로세스는 커피의 맛과 향이 함께 줄어든다는 단점이 있어 손실을 줄이기 위한 디카페인 제조 공정이 지속해서 발전하게 되면서 이산화탄소를 이용한 카페인 추출법이 등장하게 됩니다. 카페인을 제거하는 공정의 시작에서 생커피콩을 물에 담근 후 젖은 생커피콩에 뜨겁게 압축된 이산화탄소를 가하면 물에 젖은 생커피콩 속에 들어있던 카페인이 녹게 됩니다. 카페인이 소량의 물과 함께 이산화탄소에 녹아 나오게 하는 과정입니다. 추출 통에서 압력이 낮은 흡수 통으로 이동하게 되고 이산화탄소와 카페인 혼합물이 낮은 압력의 흡수 통으로 들어오면 이산화탄소는 다시 기체 상태가 되면서 카페인이 따로 분리되게 됩니다. 카페인이 제거된 젖은 생커피콩을 건조해 디카페인 생커피콩을 만듭니다. 이산화탄소를 이용한 카페인 추출법을 사용하면 커피의 향과 맛 성분의 손실이 적다고 알려져 있는데, 비용이 많이 든다는 단점이 있습니다. 

카페인은 커피뿐만 아니라 카카오, 홍차, 녹차 등 우리가 생각 없이 마시는 많은 음료에 함량이 포함되어 있습니다. 아이스티는 홍차를 우려서 만들어낸 음료이며, 카카오로 만든 초콜릿, 생커피콩으로 만드는 커피, 우리가 쉽게 접할 수 있는 음식이나 음료에 쉽게 카페인이 들어가 있습니다. 그런데 우리는 왜 가장 치명적인 카페인을 생각하면 가장 먼저 커피를 생각하게 되는 걸까요? 

 

잠을 깨기 위해 마시던 커피로 시작되어 이제는 현대사회에서 하루를 버티려면 하루 한 잔은 필수가 된 것이 문제일까요? 카페인 중독이라는 말들이 나오면서 우리에게 커피 중독이라는 말처럼 부정적인 말로 인식된 건 아닌지 필자도 궁금합니다. 그래서인지, 카페인 섭취를 꺼리고 카페인 떄문에 잠을 못 자고, 편안한 밤잠을 자고 싶어 하는 사람들이 늘어가는 사회입니다. 하지만, 그런데도 커피의 맛과 향을 포기할 수 없고, 즐기고 싶어 디카페인으로 커피를 찾는 사람들이 많아져 가는 것 같습니다. 필자는 위가 안 좋은 사람 임에도 불구하고, 현대사회에서 위가 멀쩡한 사람이 얼마나 될까 하는 생각으로 항상 카페인 함량이 있는 일반 커피를 찾아 즐겼습니다. 디카페인은 비싸다는 인식도 있었고, 카페인을 포기할 수 없는 하루들이 많았기 때문입니다. 그런데, 디카페인이 비싼 이유를 오늘에서야 알았습니다. 공정이 더 많아서 비쌀 수밖에 없다는 것을 알게 되었고, 일반 원두처럼 맛과 향을 유지하려 노력하는 기업들이 많다는 것도 알게 되었습니다. 그래도 아직은 많은 사람이 디카페인 원두를 찾지만, 필자는 카페인이 들어있는 일반 원두의 맛과 향이 더 좋을 것 같습니다. 하지만, 간혹 한두 번은 디카페인 커피도 찾을 수도 있겠다는 생각이 듭니다. 항상 지속해서 발전하고 있으니, 조금 더 지나면 일반 원두만큼이나 디카페인 원두도 맛과 향의 차이가 나지 않는 공정 방법이 생기지 않을까 싶습니다. 우리는 빠르게 발전하는 현대인들이기에 아주 가능하다고 생각합니다.