산소를 없애면 왜 향이 남는가 — 무산소 발효 공정을 미생물의 대사 경로부터 에스테르 화학까지 훑는다
✍ 무산소 가공이라는 새로운 카테고리가 생겼습니다. 산소를 밀어내고 균을 통한 발효로 만들어진 생두가 가지는 특유의 향미는 현재 커피 애호가들에게 뜨거운 관심사라고 생각 됩니다. 그래서 발효가 무엇인가? 근본부터 궁금해졌습니다. 아래의 글은 저의 궁금증을 바탕으로 LLM의 도움을 받아 작성된 글입니다. 많은 도움이 되셨으면 합니다.
— 씸팍
무산소 발효란 무엇인가
커피 가공(processing)은 크게 세 갈래로 나뉜다.
| 가공법 | 방식 | 특징 |
|---|---|---|
| 워시드(Washed) | 과육을 제거하고 점액질(뮤실리지)만 물속 탱크에서 발효 후 세척 | 깔끔하고 산미가 또렷 |
| 내추럴(Natural) | 체리 상태 그대로 건조 | 과육의 당분이 스며들어 단맛·바디감 강조 |
| 허니(Honey) | 과육은 벗기되 점액질은 일부 남긴 채 건조 | 워시드와 내추럴의 중간 |
무산소 발효는 이 셋과 나란히 놓이는 별개의 가공법이라기보다, 발효 단계를 밀폐된 산소 차단 환경에서 통제하는 기법이다. 워시드든 내추럴이든 그 앞단에 이 공정을 끼워 넣을 수 있다.
밀폐 탱크(주로 스테인리스)에 체리나 파치먼트를 넣고 이산화탄소를 주입하거나, 효모가 자체적으로 산소를 소비하게 두어 무산소 환경을 만든 뒤, 온도·시간·pH를 계기로 재는 방식으로 발효를 진행한다. 2015년 세계 바리스타 챔피언 사샤 세스틱(Sasa Sestic)이 와인 양조의 탄산 침용(炭酸浸鎔, carbonic maceration) 기법을 커피에 들여오면서 대중화된 것으로 알려져 있다.
전체 공정 흐름 — 체리에서 생두까지
큰 골격은 이렇다.
| 단계 | 내용 |
|---|---|
| ① 수확 | 잘 익은 체리만 선별 수확 (핸드피킹) |
| ② 선별 | 물에 띄워 밀도로 분리, 미숙과·이물질 제거 |
| ③ 탱크 투입 | 체리째 또는 펄핑 후 파치먼트 상태로 밀폐(密閉) 탱크에 투입 |
| ④ 산소 치환 | CO₂를 주입하거나, 밀폐 후 잔존 산소를 효모가 스스로 소비하게 두어 무산소 환경 조성 |
| ⑤ 발효 진행 | 온도·시간·pH를 계기로 재며 혐기성(嫌氣性) 미생물이 당분을 대사 |
| ⑥ 종료 판단 | 목표 pH나 경과 시간, 관능(냄새)으로 시점 결정 |
| ⑦ 후처리 | 워시드 방식이면 세척, 내추럴 방식이면 그대로 건조로 이동 |
| ⑧ 건조 | 파티오·건조대에서 함수율 10~12%까지 |
| ⑨ 휴지 | 파치먼트 상태로 수 주간 안정화 |
| ⑩ 탈곡 | 파치먼트 제거, 생두 완성 |
일반 워시드 발효와 갈라지는 대목은 ③~⑥이다.
③ 탱크 투입 — 두 갈래 길
- 체리째 넣으면 "무산소 내추럴(anaerobic natural)" — 과육의 당이 그대로 발효에 관여한다.
- 펄핑(과육 제거) 후 파치먼트만 넣으면 "무산소 워시드(anaerobic washed)" — 점액질(뮤실리지)만 발효 기질이 된다.
④ 산소 치환 — 핵심 공정
일반 워시드 발효는 열린 탱크나 노출된 대야에 담가 공기 중 산소가 자유롭게 드나든다(호기성好氣性). 무산소 발효는 뚜껑을 밀폐하고, CO₂ 가스를 직접 주입해 공기를 밀어내거나 그냥 밀봉만 해두면 안에 있던 효모가 남은 산소를 며칠 안에 소진해버려 자연히 무산소 상태가 된다. 이 과정에서 내부 압력이 올라가기도 해서, 밸브를 달아 CO₂만 배출시키는 설비를 쓰는 곳도 있다.
산소를 없애는 이유
밀폐된 발효통 안에서 산소를 없애 무산소 상태를 만드는 것, 그것이 이 공정의 정의 그 자체다. 산소를 제거하는 이유는 세 갈래로 갈린다.
| 이유 | 내용 |
|---|---|
| ① 부패·이취균 억제 | 초산균(Acetobacter)류는 대부분 호기성(好氣性)이다. 산소가 있으면 알코올을 식초로 바꾸는 반응이 빨라져 날카로운 신맛·이취(異臭)로 넘어가기 쉽다. 산소를 없애면 이 균들의 활동이 눌린다 |
| ② 대사 경로 자체를 바꿈 | 산소가 있으면 미생물은 호흡(呼吸)이라는, 에너지 효율 높고 빠른 대사를 쓴다. 산소가 없으면 발효(醱酵)라는 상대적으로 느린 대사로 넘어가는데, 이 경로의 부산물이 바로 에스테르·유기산·알코올류 — 무산소 발효 원두 특유의 와인·열대과일 향의 원천이다 |
| ③ 속도를 늦춰 통제권을 확보 | 호기성 대사는 빠르고 불균일하게 진행돼 종료 시점을 잡기 어렵다. 무산소 상태는 대사 속도 자체가 느려지므로, 생산자가 pH·시간을 지켜보며 원하는 지점에서 정확히 멈출 여유가 생긴다 |
산소를 없애는 것 자체가 목적이 아니라, 산소를 없애야 원하는 미생물(효모·젖산균)만 남고, 원하는 대사 경로(발효)로만 가고, 원하는 속도로 진행되기 때문이다. 산소 유무가 스위치처럼 작동해서 결과물의 풍미를 바꾸는 셈이다.
대사(代謝)란 무엇인가 — 이화작용과 동화작용
대사(代謝, metabolism)는 생물체 안에서 일어나는 모든 화학 반응을 통틀어 부르는 말이다. 물질을 분해하거나 합성하면서, 그 과정에서 에너지를 얻거나 쓰는 일 전체를 가리킨다. 큰 틀에서 둘로 나뉜다.
| 구분 | 하는 일 | 에너지 흐름 |
|---|---|---|
| 이화작용(異化作用, catabolism) | 복잡한 물질(당·지방)을 잘게 분해 | 에너지를 방출 |
| 동화작용(同化作用, anabolism) | 단순한 물질을 엮어 복잡한 물질(단백질·세포벽)을 합성 | 에너지를 소비 |
동화작용에서 만들어지는 것은 물질(단백질, 세포벽 같은)이지 에너지가 아니다. 그 물질을 조립하려면 오히려 에너지(ATP)를 써야 한다. 건축에 비유하면 이렇다.
| 방향 | 물질 변화 | 에너지 흐름 |
|---|---|---|
| 동화작용 | 벽돌(단순한 물질)을 쌓아 집(복잡한 물질)을 조립 | 인부의 노동력(에너지)을 씀 — 소비 |
| 이화작용 | 집(복잡한 물질)을 부숴 벽돌(단순한 물질)로 되돌림 | 무너지며 갇혀 있던 힘이 풀려나옴 — 방출 |
집을 지었다고 에너지가 생기는 게 아니라, 거꾸로 에너지를 써야 집이 지어진다. 이화작용은 장작을 태우는 것과 같은 이치다 — 복잡한 구조가 무너질 때 그 안에 갇혀 있던 에너지가 풀려나온다. 그리고 이 둘은 한 세포 안에서 맞물려 돌아간다 — 이화작용(호흡·발효)으로 포도당을 분해해 에너지를 뽑아내고, 그 에너지를 동화작용에 써서 자기 몸(세포벽, 효소 등)을 만든다. 발효통 안의 효모도 마찬가지다. 포도당을 발효시켜(이화) 얻은 에너지로 스스로 번식하고 세포를 늘려간다(동화).
이화작용의 두 갈래 — 호흡과 발효
호흡(呼吸)과 발효(醱酵)는 둘 다 이화작용의 하위 갈래다 — 포도당(glucose)을 분해해서 에너지(ATP)를 뽑아내는 서로 다른 두 전략이다. 이 둘을 나란히 놓으면 왜 무산소 발효에서 향미 물질이 남는지가 정확히 설명된다.
| 구분 | 호흡 | 발효 |
|---|---|---|
| 산소 | 필요 (호기성) | 불필요 (혐기성) |
| 포도당 분해 정도 | 완전 분해 — 끝까지 태워 CO₂와 H₂O로 | 불완전 분해 — 중간에서 멈춤 |
| 남는 부산물 | 거의 없음 | 에탄올, 젖산, 각종 유기산 |
| 에너지 산출 | 많음 (포도당 1분자당 ATP 약 36개) | 적음 (약 2개) |
산소가 있으면 미생물은 포도당을 CO₂와 물까지 끝까지 태워버려서 향으로 남을 만한 게 거의 없어진다. 산소가 없으면 그 분해가 중간 단계(피루브산 유도체 — 에탄올, 젖산, 각종 에스테르 전구체)에서 멈추고, 그 다 못 태운 중간 산물들이 생두 안에 스며들어 남는다. 무산소 발효 원두에서 나는 와인 향, 열대과일 향은 미생물이 덜 태우고 남긴 부산물인 셈이다.
여기서 "호흡"은 폐로 숨 쉬는 그 호흡이 아니다. 생물학에서 "호흡"은 두 가지 전혀 다른 뜻으로 쓰인다.
| 구분 | 폐호흡 (breathing) | 세포호흡(細胞呼吸, cellular respiration) |
|---|---|---|
| 정체 | 코와 폐로 공기를 들이마시고 내쉬는 물리적 행위 | 세포 하나하나 안에서 포도당을 산소로 태워 에너지(ATP)를 뽑는 화학 반응 |
| 하는 주체 | 폐가 있는 동물뿐 | 사람, 식물, 미생물 — 살아있는 모든 세포 |
미생물은 단세포(單細胞) 생물이다. 효모 한 마리, 세균 한 마리가 곧 세포 하나다. 폐가 있을 자리가 없다. 대신 세포막을 통해 주변 액체 — 체리 점액질이나 발효통 안의 수분 — 에 녹아 있는 산소를 직접 빨아들여서, 세포 내부에서 세포호흡을 돌린다. 발효통을 밀폐하고 CO₂로 채운다는 것은, "미생물이 숨을 못 쉬게 막는다"가 아니라 미생물 세포막 바깥의 액체에 산소가 녹아들지 못하게 차단한다는 뜻이다. 사람의 근육 세포도 전력 질주처럼 산소 공급 속도를 넘어서는 운동을 하면 일시적으로 세포호흡에서 젖산 발효로 넘어간다. 운동 후 근육이 뻐근한 느낌이 바로 그 젖산이 쌓인 결과다.
이화작용에서 산소의 역할 — 최종 전자 수용체
산소의 역할은 한마디로 최종 전자 수용체(最終電子受容體, final electron acceptor)다. 전자를 최종적으로 받아 처리하는 자리, 그 이상도 이하도 아니다.
| 단계 | 일어나는 일 | 산소 필요? |
|---|---|---|
| ① 해당과정(解糖過程) | 포도당을 쪼개 피루브산으로. 소량의 에너지와 전자 운반체(NADH) 생성 | 불필요 |
| ② 시트르산 회로(구연산 회로) | 피루브산을 마저 분해하며 전자 운반체(NADH, FADH₂)를 대량 생성, CO₂ 방출 | 불필요 |
| ③ 전자전달계(電子傳達系) | 전자 운반체가 넘긴 전자가 막에 박힌 단백질 사슬을 타고 흐르며 그 힘으로 양성자(H⁺)를 퍼올림 → 이 농도차로 ATP를 대량 생성 | — |
| ④ 산소의 자리 | 전자전달계 맨 끝에서 전자와 수소이온을 받아 물(H₂O)로 바뀜 | 여기서 필요 |
핵심은 ④다. 전자전달계는 계주(繼走)와 같아서, 앞 주자들(①②③)이 아무리 열심히 전자를 넘겨도 맨 끝에서 그걸 받아줄 마지막 주자가 없으면 전체 흐름이 정체된다. 산소가 바로 그 마지막 주자다 — 전자와 수소이온을 받아 물로 배출해주는 역할만 하는데, 이게 없으면 앞 단계 전체가 막혀버린다.
산소가 없으면 세포는 전자전달계 자체를 포기한다. 대신 피루브산을 임시 전자 수용체로 써서(예: 피루브산 → 젖산, 또는 피루브산 → 에탄올) 최소한의 순환만 유지하는 훨씬 단순하고 비효율적인 경로로 넘어간다 — 이것이 발효다. 발효가 대사의 중간에서 멈추는 것은, 산소라는 최종 수용체가 없어서 완전히 끝까지 못 가고 어중간한 산물(알코올, 젖산)에서 멈추기 때문이다.
발효의 갈림길 — 알코올 발효와 젖산 발효
두 경로 모두 같은 지점, 피루브산(pyruvate)에서 갈라진다. 해당과정까지는 산소 유무와 상관없이 똑같이 진행되다가, 그 끝에서 산소가 없으면 두 갈래 중 하나로 빠진다.
| 구분 | 알코올 발효 | 젖산 발효 |
|---|---|---|
| 주역 미생물 | 효모(酵母, yeast) — Saccharomyces 등 | 젖산균(乳酸菌, LAB) — Lactobacillus, Leuconostoc 등 |
| 피루브산의 행선지 | 아세트알데히드를 거쳐 에탄올로 (2단계, CO₂ 방출) | 젖산으로 직행 (1단계, CO₂ 없음) |
| 부산물 | 에탄올 + CO₂ | 젖산 |
| pH 하강 | 상대적으로 완만 | 직접적이고 빠름 |
| 향미로 이어지는 지점 | 에탄올이 다른 유기산과 반응(에스테르화)해 과일·꽃 향의 에스테르류로 전환 | 젖산 자체가 크리미하고 요거트 같은 신맛을 냄 |
이 갈림길은 피루브산이 "선택"하는 게 아니다. 두 경로 다 목적은 하나, 글리콜리시스가 계속 돌아가는 데 필요한 NAD⁺를 재생시키는 것뿐이고, 어느 쪽으로 가느냐는 그 자리에 어떤 미생물이 있는가로 결정된다. 효모는 이 반응에 필요한 효소(피루브산 탈탄산효소, 알코올 탈수소효소)를 갖고 있고, 젖산균은 다른 효소(젖산 탈수소효소)를 갖고 있어서 그렇다. 화학이 갈림길을 정하는 게 아니라, 발효통 안의 미생물 구성비가 갈림길을 정한다.
실제 발효통은 순수 배양이 아니다. 효모와 여러 종의 젖산균이 뒤섞여 함께 활동하고, 젖산균 중에도 젖산만 만드는 균(동형발효)과 젖산·에탄올·CO₂를 동시에 만드는 균(이형발효)이 섞여 있다. 그래서 무산소 발효 원두의 향미는 알코올 발효냐 젖산 발효냐라는 이분법이 아니라, 그 순간 탱크 안에서 어느 미생물 군집이 우세했는지에 따른 배합의 결과물이다 — 같은 농장, 같은 품종이라도 로트마다 향이 미묘하게 달라지는 이유가 여기 있다.
갈림길 심화 — 온도, 젖산발효의 재분기, 부가 화합물
이 경쟁을 좌우하는 숨은 레버가 온도다.
| 미생물 | 활발한 온도대 |
|---|---|
| 효모 (Saccharomyces 등) | 대략 20~30°C |
| 젖산균 (다수 종) | 대략 30~40°C, 균종에 따라 편차가 큼 |
발효통 온도를 낮게 유지하면 상대적으로 효모 쪽에 유리한 환경이 되고, 온도를 올리면 젖산균이 유리해지는 경향이 있다. 생산자가 발효 온도를 정밀하게 관리하는 이유 중 하나가 이 균형을 원하는 방향으로 기울이기 위해서다.
젖산 발효 자체도 다시 갈라진다.
| 구분 | 동형발효(同形醱酵, homofermentative) | 이형발효(異形醱酵, heterofermentative) |
|---|---|---|
| 경로 | 피루브산 → 젖산 (단일 경로) | 포스포케톨라아제 경로 → 젖산 + 에탄올 + CO₂ |
| 생성물 | 거의 순수 젖산 | 젖산·에탄올·CO₂ 혼합 |
| 대표 균 | 일부 Lactobacillus 종 | Leuconostoc mesenteroides 등 — 커피 발효에서 흔히 우점종으로 검출됨 |
| 향미 인상 | 깔끔한 산미, 요거트 느낌 | 산미에 알코올·탄산 계열이 겹쳐 더 복합적 |
이형발효균은 이름 그대로 "젖산 발효인데 알코올도 만드는" 균이라, 두 경로가 완전히 분리된 게 아니라 겹쳐 있다는 것을 보여주는 예다. 두 경로는 향미에 부가 화합물도 남긴다.
| 화합물 | 어느 경로에서 나오나 | 향 |
|---|---|---|
| 디아세틸(diacetyl) | 젖산균이 구연산을 대사하는 부산물 | 버터, 크림 |
| 고급알코올(fusel alcohol, 이소아밀알코올 등) | 효모가 아미노산을 대사(에를리히 경로)하며 생성 | 솔벤트, 강한 알코올, 바나나 유사 |
| 아세트알데히드 | 알코올 발효의 중간 산물, 과다 축적 시 | 풋사과, 자극적 |
디아세틸은 와인·맥주에서 "버터 결점"으로도 알려진 화합물인데, 커피 무산소 발효 원두에서도 미량 검출되는 경우가 있다.
이 미생물들은 애초에 어디서 오는가
발효통에 넣기 전, 체리는 이미 자기만의 미생물 군집을 몸에 지니고 온다. 탱크는 그것을 키우는 곳이지 채우는 곳이 아니다.
| 출처 | 내용 |
|---|---|
| 체리 껍질·과육 표면 | 야생 효모, 젖산균이 상주. 익어가는 동안 계속 축적됨 |
| 커피 꽃 | 개화기부터 이미 효모·세균이 꽃에 자리 잡고, 열매가 맺히는 동안 그대로 이어지는 경우가 많음 |
| 곤충 (특히 초파리류) | 체리를 옮겨 다니며 효모를 실어 나르는 매개체 역할 |
| 토양·공기·농장 환경 | 습도, 주변 식생, 고도에 따라 우점종이 달라짐 |
| 발효 시설 자체 | 나무 발효통이나 탱크 틈새에 시즌마다 쌓인 상주균 — 사워도우 반죽통처럼 그 농장 고유의 "터줏균"이 형성됨 |
이 지점이 바로 떼루아(terroir)의 미생물학적 근거다. 같은 품종, 같은 고도라도 농장마다 붙어 있는 야생 균 구성이 다르면 자연 발효 결과(향미)가 달라진다. 발효 시설 자체에 상주균이 쌓이면서 시즌을 거듭할수록 그 농장 특유의 발효 경향이 더 굳어지는 경향도 있다.
동시에 이것이 자연 발효의 약점이기도 하다. 수확 시점에 체리가 다치거나, 비에 젖거나, 수확 후 처리가 지연되면 원치 않는 균(초산균, 곰팡이류)이 먼저 번식해버릴 수 있다. 인위적 접종(inoculation) 방식이 인기를 끄는 배경이 여기 있다 — 자연 균총은 매력적이지만 통제가 어렵고 로트마다 편차가 크기 때문에, 원하는 균주를 배양해 압도적으로 넣어 결과를 표준화하려는 시도다.
발효통 안의 경쟁 — 무엇이 우세를 가르는가
"효모가 있냐 젖산균이 있냐"는 있다/없다의 문제가 아니라 누가 우세한가의 문제다. 자연 발효라면 체리 껍질과 점액질 표면에 이미 야생 효모와 젖산균이 둘 다 묻어 있는 채로 탱크에 들어간다. 밀폐하는 순간 둘 다 이미 그 안에 있는 것이다. 갈림길은 누가 입장하느냐가 아니라, 밀폐된 그 환경에서 어느 쪽이 더 빨리 불어나 우위를 점하느냐의 경쟁이다.
| 조건 | 효모 쪽에 유리 | 젖산균 쪽에 유리 |
|---|---|---|
| 당도(Brix) | 높을수록 유리 — 알코올 내성이 있어 오래 버팀 | 상대적으로 낮은 당도에서도 활발 |
| 시간 | 초반보다 시간이 지날수록 우세해지는 경향 | 초반에 수적으로 이미 앞서 있는 경우가 많음 |
| 균종 구성 | 야생 효모 자체가 적게 묻어 있으면 불리 | 젖산균은 애초에 체리 표면 밀도가 높은 편 |
| 인위적 개입 | 특정 효모 균주를 배양해 접종(inoculation)하면 처음부터 압도 가능 | 특정 젖산균 배양 접종도 동일하게 가능 |
마지막 줄이 실무적으로 중요하다. 일부 생산자들은 이 경쟁을 자연에 맡기지 않고 원하는 균주를 배양해서 탱크에 미리 넣는다(접종 발효). 그러면 처음부터 그 균이 수적으로 압도해서 경쟁 자체를 무력화시키고, 매 로트마다 비슷한 향미를 재현할 수 있게 된다 — 스페셜티 업계에서 "이 로트는 어떤 균주로 발효했다"고 홍보하는 것이 이 얘기다.
우세 미생물에 따라 기대할 수 있는 향미
효모와 젖산균 둘 다 원래 발효를 할 수 있는 미생물이고, 생산자가 어느 쪽을 우세하게 밀어주느냐(온도·접종)가 곧 선택이다. 별개의 두 단계가 아니라 하나의 경쟁 결과다. 그 경쟁의 승자에 따라 컵에서 기대할 수 있는 것을 앞서 나온 대사산물들과 함께 정리하면 이렇다.
| 우세 미생물 | 주요 대사산물 | 기대되는 향미 |
|---|---|---|
| 효모 우세 (알코올 발효) | 에탄올, 에스테르류, 고급알코올, CO₂ | 와인향, 열대과일(망고·파인애플), 꽃향. 과하면 솔벤트·알코올 느낌으로 넘어감 |
| 젖산균 우세 (젖산 발효) | 젖산, 디아세틸(일부 균), 이형발효균이면 소량의 에탄올·CO₂도 | 요거트·크리미한 산미, 부드러운 바디감, 유제품 느낌. 과하면 시큼한 치즈 느낌으로 넘어감 |
패턴은 이렇다 — 효모가 이기면 휘발성이 강하고 화사한 쪽(와인, 과일, 꽃)으로, 젖산균이 이기면 묵직하고 부드러운 쪽(크리미, 요거트, 바디감)으로 기운다. 스페셜티 업계에서 특정 Saccharomyces 균주로 접종했다고 하면 대개 화사한 과일향을 노린 것이고, 특정 Lactobacillus·Leuconostoc 균주를 썼다고 하면 크리미한 산미와 바디감을 노린 것이다.
다만 이건 경향이지 공식은 아니다. 순수 배양이 아닌 이상 두 대사산물은 항상 섞여서 나오고, 최종 향미는 어느 한쪽이 이겼다기보다 그 비율의 배합이다. 그리고 두 방향 다 과하면 결점으로 넘어간다는 공통점이 있다 — 효모가 과하면 알코올·솔벤트 냄새로, 젖산균이 과하면 시큼한 치즈·식초 냄새로 넘어가는 지점이 있어서, 생산자는 그 경계 안에서 발효를 멈춰야 한다.
향의 정체 — 에스테르
에스테르(ester)는 알코올과 유기산이 물 한 분자를 내놓으며 결합하는 반응(에스테르화, 축합반응)의 산물이다. 발효 중 미생물이 만든 에탄올과, 역시 발효 중 만들어진 여러 유기산(아세트산, 헥산산, 젖산 등)이 서로 만나 효모의 에스테라아제(esterase) 효소 촉매로 결합하면서 생긴다. 에스테르는 발효의 1차 산물이 아니라, 앞서 나온 알코올과 유기산이 한 번 더 반응해서 만들어지는 2차 산물이다.
커피 발효에서 검출되는 대표적인 에스테르와 향을 짝지으면 다음과 같다.
| 화합물 | 원료(알코올 + 산) | 향 |
|---|---|---|
| 아세트산에틸(ethyl acetate) | 에탄올 + 아세트산 | 저농도: 배·사과 같은 상큼한 과일향 / 고농도: 매니큐어 제거제 같은 용제 냄새 |
| 아세트산 이소아밀(isoamyl acetate) | 이소아밀알코올(고급알코올) + 아세트산 | 바나나, 배 사탕 |
| 부탄산에틸(ethyl butyrate) | 에탄올 + 부티르산 | 파인애플, 열대과일, 망고 |
| 헥산산에틸(ethyl hexanoate) | 에탄올 + 헥산산 | 사과, 아니스, 살짝 단 과일향 |
| 옥탄산에틸(ethyl octanoate) | 에탄올 + 옥탄산 | 배, 브랜디 느낌, 은은한 꽃향 |
| 페닐에틸아세테이트(phenethyl acetate) | 페닐에틸알코올 + 아세트산 | 장미, 꿀, 화사한 꽃향 |
| 젖산에틸(ethyl lactate) | 에탄올 + 젖산 | 크리미, 버터, 은은한 과일향 — 알코올 발효와 젖산 발효가 만나는 지점 |
젖산에틸이 흥미로운 지점이다. 에탄올(효모 산물)과 젖산(젖산균 산물)이 만나야 생기는 화합물이라서, 이게 검출된다는 것은 그 로트가 순수하게 어느 한쪽이 이긴 게 아니라 두 미생물이 실제로 함께 활동했다는 증거다 — 발효통이 배합의 결과물이라는 것이 화합물 수준에서 확인되는 셈이다.
아세트산에틸 항목도 눈여겨볼 만하다. 같은 화합물인데 농도에 따라 상큼한 과일향과 매니큐어 냄새(결점)를 오간다 — 과하면 결점으로 넘어간다는 경계가 정확히 여기서 숫자(농도)로 나타난다.
발효는 언제, 얼마나 멈추는가 — pH와 시간
pH는 단순히 재는 숫자가 아니라, 그 자체로 발효를 밀고 당기는 힘이다. 유기산이 쌓이면서 산도가 올라가는데, 그 산성화된 환경 자체가 미생물 활동을 억제하는 브레이크 역할도 한다. pH 구간마다 실제로 다른 일이 벌어진다.
| pH 구간 | 일어나는 일 | 향미 함의 |
|---|---|---|
| 5.5~6.5 (초기) | 신선한 점액질 상태. 이미 수적으로 앞서 있던 젖산균이 빠르게 증식 시작 | 향 전구물질이 아직 거의 없음 |
| 4.5~5.5 (중기) | 유기산이 쌓이며 산성화 진행. 당이 소모되면서 효모 활동이 본격화, 에탄올 생성 증가 | 과일·꽃 향의 전구물질(알코올, 에스테르)이 쌓이기 시작 |
| 4.0~4.5 (표준 종료 지점) | 대다수 상업 로트가 여기서 발효를 멈춤 | 산미와 과일향의 균형 — 깔끔하고 안정적인 컵 |
| 3.5~4.0 (확장형) | 웬만한 균은 이 산성도에서 억제되고, 내산성이 강한 균종만 계속 활동 | 향이 훨씬 짙고 복합적이지만 결점으로 넘어갈 위험이 커짐 |
| 3.5 미만 (과발효) | 대부분의 유익균조차 억제되며, 남은 소수의 내산성 부패 경로(초산·부틸산 과다생성)가 우세해짐 | 이취(異臭) — 자극적인 신맛, 썩은 냄새 |
pH는 이중적 역할을 한다. 산도가 낮아지는 것 자체가 자연 브레이크이기도 하다 — 대부분의 부패균은 산성 환경을 못 버티기 때문에, 발효가 어느 정도는 스스로 제동이 걸린다. 하지만 완전히 안전한 건 아니다. 일부 내산성 균은 그 낮은 pH에서도 계속 활동하며 이취를 만드는 경로로 넘어가는데, 이것이 3.5 미만 구간에서 벌어지는 일이다. 그래서 생산자는 이 브레이크만 믿고 방치하지 않고, 4.0~4.5 근처에서 직접 개입해 발효를 멈춘다.
pH가 높을 때(짧은 발효) 멈추면 밋밋하지만 안전한 컵이 나오고, 낮을 때(긴 발효)까지 밀어붙이면 향은 진해지지만 결점 직전까지 가는 도박이 된다. 시간으로 환산하면 대략 다음과 같은 범위가 된다.
| 방식 | 대략적인 시간 |
|---|---|
| 일반 워시드 (호기성, 참고용) | 12~36시간 |
| 표준 무산소 발효 | 24~72시간 |
| 확장형(extended) 무산소 발효 | 72~150시간 이상 — 향을 극대화하려는 실험적 로트 |
시간 자체보다 pH 하강 곡선이 실질적인 기준이다. 온도가 높으면 같은 pH까지 더 빨리 도달하니, "몇 시간"은 결과이지 원인이 아니다. 생산자는 시계보다 pH 미터와 코를 본다.
발효 이후 — 건조와 후처리
탱크를 열고 나면 다음 순서로 이어진다.
| 단계 | 내용 |
|---|---|
| ① 탱크 개봉 | 쌓여 있던 압력(CO₂)을 배출하고, pH·냄새로 최종 확인 |
| ② 세척 여부 갈림 | 워시드 방식이면 물로 씻어 점액질을 벗겨내며 미생물 활동을 사실상 멈춤 / 내추럴 방식이면 체리째 그대로 건조대로 이동 — 이 경우 아직 수분이 많아 발효가 건조 초반까지 서서히 이어짐 |
| ③ 건조 | 파티오나 건조기에서 함수율 10~12%까지. 여기서 속도가 관건 — 빨리 말리면 발효가 급격히 멈추며 향이 그 시점에서 고정되고, 천천히 말리면 건조 중에도 잔여 발효가 계속돼 맛이 계속 변함 |
| ④ 휴지(resting) | 파치먼트 상태로 수 주~수개월. 수분이 콩 전체에 고르게 재분배되고, 미세한 화학적 숙성이 이 기간에도 일어난다는 보고가 있음 |
| ⑤ 탈곡 | 파치먼트를 벗겨 생두 완성, 수출 등급 선별 |
실무적으로 중요한 것은 ③이다. 발효는 탱크 안에서만 끝나는 게 아니라 건조 속도에 따라 건조대 위에서도 계속될 수 있다 — 그래서 무산소 발효 원두는 건조 관리 자체가 발효 공정의 연장선으로 취급된다.
관통하는 흐름
- 무산소 발효는 밀폐된 산소 차단 환경에서 발효를 통제하는 기법이며, 산소를 없애는 것 자체가 목적이 아니라 원하는 미생물·대사경로·속도를 얻기 위한 수단이다.
- 산소가 있으면 호흡(완전 분해, 부산물 거의 없음), 없으면 발효(불완전 분해, 알코올·젖산 등 부산물이 남음) — 이 대사 경로의 차이가 향미의 근원이다.
- 발효는 다시 효모(알코올 발효)와 젖산균(젖산 발효)의 경쟁으로 갈라지고, 그 우세는 체리가 애초에 지니고 온 균총과 온도·당도·접종 같은 조건이 함께 정한다.
- 이 대사산물들이 다시 결합(에스테르화)해 과일·꽃 향의 에스테르가 되며, 그 진행 정도는 pH로 추적되고 관리된다.
- 발효는 탱크 안에서 완결되지 않는다. 건조 속도가 그 향을 최종적으로 고정시키는 마지막 변수다.