상온 초음파 에스프레소 연구
- 에스프레소는 보통 곱게 간 원두에 끓는 물을 고압으로 통과시켜 약 30초 만에 크레마, 향, 쓴맛, 바디감, 카페인이 있는 농축 샷을 만드는 방식임
- 콜롬비아 출신 연구자로서 팀과 함께 에스프레소에 정말 뜨거운 물이 필요한지 실험실에서 검토
- 새 연구는 답이 아닐 수 있음을 시사

낮은 에너지, 같은 농도

상온 고주파 음파 추출 방식
- 연구팀은 초음파 에스프레소(ultrasonic espresso)로 부르는 상온 추출 공정을 개발
- 고주파 음파로 커피 가루에서 맛, 오일, 향, 카페인을 추출하는 방식
- 결과물은 3분 미만에 만들어지는 에스프레소 농도의 커피이며, 기존 방식보다 훨씬 적은 에너지 필요
에너지 절감과 산업적 활용
- 물을 데우지 않아 최대 75% 에너지 절감 가능
- 가정 사용자나 소규모 카페에는 작은 이점이지만, 산업 규모 즉석 음용 커피 제품 생산 기업에는 상당한 의미 가능
- 상온 농축 커피는 병 음료, 우유 기반 음료, 콜드 커피 제품에 직접 사용 가능
- 농축액 형태로 운송한 뒤 나중에 희석할 수도 있어 에너지 사용뿐 아니라 처리 시간도 줄일 가능성 있음

초음파가 열을 대체

초음파 기반 추출 원리
- 새 공정의 핵심은 인간이 들을 수 있는 범위보다 높은 주파수의 음파인 초음파
- 시스템에서는 트랜스듀서라는 작은 금속 장치가 기존 에스프레소 바스켓 측면을 누르며 빠르게 진동시킴
- 진동은 물과 커피 가루를 통과함
- 이 과정에서 음향 캐비테이션(acoustic cavitation) 현상 발생
- 액체 안에 작은 기포가 생겼다가 붕괴됨
기포 붕괴가 커피 입자 표면에 주는 효과
- 커피 입자 가까이에서 기포가 붕괴하면 미세한 제트와 힘이 발생해 작은 솔질과 비슷하게 작용
- 커피 가루 표면에 흠집과 균열을 만들어 풍미 성분, 오일, 카페인이 상온에서도 평소보다 훨씬 빠르게 물로 이동하도록 도움
- 즉, 초음파가 열을 기계적 에너지로 대체하는 구조
- 기존 에스프레소 머신에 초음파 진동을 더하는 방식 도해: Naliyadhara et al. / Journal of Food Engineering

물, 분쇄도, 시간

콜드브루와 다른 목표
- 이 방식은 콜드브루와 다름
- 콜드브루는 보통 찬물에 12~24시간 담가 만들며, 대체로 부드럽고 순하며 에스프레소보다 훨씬 덜 농축됨
- 이전 연구에서는 초음파로 콜드브루 추출 시간을 크게 단축
- 이번 프로젝트의 과제는 물을 데우지 않고 에스프레소의 농도, 바디감, 강도를 가진 결과물을 만들 수 있는지였음
추출 변수 조정
- 연구팀은 여러 변수를 조정
- 가장 중요한 변수 중 하나는 커피 1g당 물 사용량인 추출 비율
- 물이 너무 많으면 음료가 묽어짐
- 물이 너무 적으면 추출이 어려워짐
- 분쇄도도 중요했으며, 더 곱게 간 커피에서 풍미를 더 빠르게 추출 가능
- 초음파 적용 시간도 테스트했고, 최적 지점은 약 2분 30초~3분으로 확인
- 초음파 에스프레소는 일반 에스프레소 머신에서 찬물을 사용하고 고주파 트랜스듀서 부착 장치를 더하는 방식임

맛 평가

약 100명 대상 블라인드 평가
- 실험실에서 농축 커피를 만드는 것과 사람들이 실제로 마시고 싶어 하는지는 별개 문제
- 연구팀은 정기적으로 커피를 마시는 약 100명을 대상으로 블라인드 평가 진행
- 참가자는 훈련된 심사위원이 아니라 최소 주 1회 커피를 마시는 일반 소비자
- 동일한 컵에 담은 네 가지 커피 제공
- 전통 에스프레소, 초음파 추출 에스프레소, 전통 필터 커피, 초음파 추출 필터 커피
- 모든 커피는 신선하게 준비한 뒤 같은 온도로 식히고 무작위 순서로 제시
에스프레소 구분 불가, 필터 커피는 초음파 버전 선호
- 에스프레소 샘플에서는 참가자들이 전통 방식과 초음파 방식을 안정적으로 구분하지 못함
- 향, 맛, 쓴맛, 전반적 선호도에서 유의미한 차이 없음
- 필터 커피는 초음파 버전이 전반적으로 더 선호됐고, 참가자들은 쓴맛을 더 기분 좋게 평가
- 결과는 에스프레소가 반드시 뜨거운 물에서 시작할 필요가 없을 수 있음을 보여줌
- 음파로 커피 가루를 흔들어 같은 풍부함, 바디감, 강도를 만들면서 에너지는 훨씬 적게 사용 가능함

^source^{https://theconversation.com/i-used-sound-waves-to-make-espresso-it-could-cut-coffee-brewing-energy-use-by-75-284929}

HN에서는 초음파 추출 자체보다 이를 ‘에스프레소’라고 부르고 에너지 절감을 앞세우는 방식에 더 민감하게 반응했다. 상온에서 진한 커피를 빠르게 뽑는 실험은 흥미로운 식품공학으로 받아들였지만, 집이나 카페에서 마시는 에스프레소를 대체한다고 보기는 어렵다는 시각이 많았다. 에스프레소는 단순한 농도뿐 아니라 뜨겁게 바로 마시는 경험까지 포함하므로, 상온 추출물을 같은 이름으로 부르면 기대가 어긋난다는 지적이다.

가장 구체적인 의문은 비교 조건이었다. 논문을 살핀 독자들은 수정한 장비와 다른 종류의 상용 머신을 비교한 점, 펌프 교체와 압력 운전 방식이 함께 들어간 점을 들어 에너지 절감 수치를 그대로 받아들이기 어렵다고 봤다. 가정이나 소규모 카페에서는 한 잔을 내리는 전기요금이 크지 않고, 우유 음료를 만들려면 어차피 스팀이나 가열이 필요하다는 반론도 나왔다.

반대로 병입 커피나 즉석 음료 같은 산업용 공정에서는 가능성을 더 높게 평가했다. 뜨겁게 추출한 뒤 다시 식혀야 하는 제품이라면, 처음부터 낮은 온도에서 농축 커피를 만드는 방식이 공정 단축이나 전력 사용 감소로 이어질 수 있기 때문이다. 아이스 라테나 냉장 음료처럼 온도 자체가 핵심 가치가 아닌 제품에서는 ‘상온 에스프레소’보다 ‘농축 커피 원료’에 가까운 기술로 읽는 편이 자연스럽다.

커피 애호가들은 맛의 재현성도 쉽게 넘기지 않았다. 원두, 신선도, 분쇄도, 압력, 시간, 추출 균일성이 결과를 크게 바꾸는 만큼, 기존 방식과 비슷한 선호도를 얻었다는 설명만으로는 부족하다고 봤다. 일부는 초음파 추출 장비나 유사한 실험 경험을 언급하며, 새로움보다는 어떤 조건에서 안정적으로 작동하고 어느 규모까지 확장할 수 있는지가 핵심이라고 짚었다.

따라서 이 기술을 판단하려면 먼저 적용 대상을 분명히 해야 한다. 뜨거운 한 잔을 기대하는 소비자에게는 온도, 장비 비용, 소음, 추출 품질이 중요하다. 대량 생산 업체라면 기존 공정과 같은 기준으로 비교했는지, 농축액 품질이 유지되는지, 냉각·희석·운송까지 포함한 전체 공정에서 실제 이득이 나는지를 확인해야 한다.

음파로 에스프레소를 만들었다. (커피 추출 에너지 사용을 4분의 3 줄일 수 있음)