커피공부 · 미네랄 · 알칼리도 · 정수필터
커피 맛을 만드는
물의 균형
물의 구성에서 시작해 칼슘과 마그네슘에 관한 연구, 중탄산이온과 산미, 정수필터와 바이패스를 거쳐 한국 수돗물의 실제 적용까지 살펴본다.
커피 맛은 미네랄과 알칼리도의 균형에서 시작된다.
투명한 물 안에
녹아 있는 성분
물맛은 물 분자보다 그 안에 녹아 있는 성분에서 갈린다.
투명한 물 한 잔을 보면 그냥 H₂O라고 생각하기 쉽다. 하지만 자연의 물과 수돗물은 한 번도 물 혼자였던 적이 없다. 칼슘·마그네슘·나트륨·칼륨 같은 양이온이 있고, 중탄산이온·염화이온·황산이온 같은 음이온이 있다. 산소와 이산화탄소, 미량의 유기물과 소독 성분도 함께 들어 있다.
처음에는 TDS 숫자 하나면 물을 비교할 수 있을 줄 알았다. 다시 생각해보면 총량이 같다고 구성이 같을 리 없다. 칼슘이 많은 100과 나트륨이 많은 100은 같은 물일까? 중탄산이온이 많은 물과 적은 물이 같은 산미를 만들까? 그렇지 않다.
여기서 네 가지를 나눠야 한다. 총경도는 주로 칼슘과 마그네슘의 양이다. 알칼리도는 물에 산이 들어왔을 때 받아낼 수 있는 힘이다. TDS는 녹아 있는 물질의 총량에 가깝다. pH는 지금 이 물이 산성인지 알칼리성인지 보여주는 상태값이다. 비슷해 보이지만 서로 다른 이야기다.
경도는 미네랄의 양이고, 알칼리도는 산을 받아내는 힘이다.
TDS가 같으면 커피 맛도 같을까? 이 질문에서 물 공부가 시작됐다. 결국 경도와 알칼리도를 따로 보지 않으면 물의 성격을 알 수 없다.
칼슘과 마그네슘만으로
설명할 수 없는 맛
널리 알려진 설명과 실제 추출 실험 사이에는 생각보다 큰 간격이 있다.
칼슘과 마그네슘이 커피 성분을 붙잡아 물속으로 끌어낸다는 설명은 매력적이다. 2014년 Hendon 연구는 커피 성분과 물속 양이온의 결합을 계산했고, 그 모델에서는 마그네슘이 여러 성분과 강하게 결합했다. ‘마그네슘이 강력한 추출제’라는 말은 여기서 시작됐다.
그런데 정말 그럴까? 이 연구는 실제로 커피를 내려 맛과 추출수율을 비교한 실험이 아니라 분자 수준의 계산화학 연구다. 가능성을 설명했지만, 매장에서 일어나는 모든 상황까지 재현하지는 못한다.
2024년 Bratthäll 등의 연구는 칼슘과 마그네슘 염을 넣은 물로 직접 커피를 내리고 유기산을 분석했다. 일반적인 식수 농도에서는 물 조성에 따른 유기산 양의 차이가 제한적이었다. 추출 전에 이온을 넣었을 때와 추출한 커피에 나중에 넣었을 때의 결과도 대체로 비슷했다.
그러고 보니 질문을 바꿔야 했다. 추출량의 증가보다 추출된 커피를 우리가 어떻게 느끼는지가 더 중요한 문제로 보였다. 칼슘과 마그네슘은 분명 물의 성격과 감각에 관여한다. 다만 미네랄이 많을수록 무조건 더 잘 추출된다고 말할 근거는 충분하지 않다.
나는 처음에 칼슘과 마그네슘이 커피 맛을 직접 결정한다고 생각했다. 하지만 연구를 따라가 보니, 이 둘은 혼자 답이 아니라 물을 이해하는 한 축에 가까웠다.
산미를 움직이는
중탄산이온
이 질문에는 비교적 분명하게 그렇다고 답할 수 있다. 다만 이유를 정확히 알아야 한다.
커피를 내리면 여러 유기산이 물속으로 나온다. 중탄산이온 HCO₃⁻는 이 산에서 나온 수소이온을 받아들인다. 그만큼 산의 영향이 줄어든다. 이 반응을 완충이라 부르고, 물이 산을 받아낼 수 있는 전체 능력을 알칼리도라고 한다.
중탄산이온이 적으면 커피의 산이 비교적 선명하게 남는다. 많으면 산미가 줄어든다. 그렇다고 산미 감소가 언제나 단맛을 높인다고 단정할 수는 없다. 지나치면 커피가 평평하고 답답해질 수 있다. 결국 많고 적음보다 이 커피에 맞는 수준이 중요하다.
여기서 HCO₃⁻와 알칼리도를 같은 말처럼 쓰기 쉽다. 하지만 중탄산이온은 물속에 실제로 존재하는 이온이고, 알칼리도는 그 물이 가진 중화 능력이다. 일반 수돗물에서는 중탄산이온이 알칼리도의 대부분을 담당하기 때문에 둘을 붙여 말한다.
pH가 7이면 괜찮은 물이라고 생각했던 적도 있다. 그런데 같은 pH 7이어도 알칼리도가 20인 물과 100인 물은 커피 산을 받아내는 힘이 전혀 다르다. 그래서 SCA도 커피의 체감 산미를 볼 때 pH보다 알칼리도가 훨씬 중요하다고 설명한다.
커피의 산미는 원두만으로 정해지지 않는다. 커피의 산과 물의 알칼리도가 만나 완성된다.
산미가 너무 강하거나 너무 둔할 때 pH부터 만질 필요는 없다. 먼저 이 물이 산을 얼마나 받아낼 수 있는지 묻는 편이 맞다.
물을 직접 만드는
일의 한계
원하는 조성을 만들 수 있어도 매일 같은 결과를 내기는 쉽지 않다.
증류수나 RO수에 염을 넣으면 원하는 방향으로 물을 만들 수 있다. 염화칼슘은 칼슘과 염화이온을, 황산마그네슘은 마그네슘과 황산이온을 더한다. 탄산수소나트륨이나 탄산수소칼륨을 넣으면 알칼리도를 높일 수 있다.
처음에는 이 방법이 가장 정확해 보였다. 그런데 하나의 염은 하나의 성분만 바꾸지 않는다. 칼슘을 넣으면 염화이온도 함께 들어오고, 마그네슘을 넣으면 황산이온이나 염화이온이 따라온다. 아주 적은 양을 정확히 계량하려면 원액을 만들어 희석해야 한다.
집에서 한두 번 실험하는 일과 매일 수십 리터를 쓰는 매장은 다르다. 제조 오차와 기록, 원액의 보관과 위생, 직원이 바뀌어도 같은 물이 나오는 재현성까지 관리해야 한다. 물을 만들 수는 있다. 하지만 계속 같은 물을 만들 수 있을까?
결국 매장에서는 원수를 먼저 이해하고 필요한 만큼만 바꾸는 편이 현실적이다. 수돗물에서 냄새만 제거할지, 경도와 알칼리도까지 줄일지, RO수와 원수를 섞을지 정해야 한다.
완벽한 레시피보다 반복할 수 있는 방식이 매장에서는 더 좋은 답일 수 있다. 물도 결국 맛의 문제이면서 운영의 문제다.
필터마다
바꾸는 성분이 다르다
활성탄·이온교환·RO를 모두 ‘정수’라는 한 단어로 묶으면 중요한 차이를 놓친다.
활성탄은 잔류염소와 냄새를 유발하는 일부 유기물질을 줄이는 데 강하다. 하지만 칼슘·마그네슘·중탄산이온처럼 물에 녹아 있는 대부분의 무기 이온은 거의 그대로 지나간다. 향과 냄새는 깨끗해지지만 경도와 알칼리도는 크게 달라지지 않는다는 뜻이다.
이온교환 필터는 다르다. 칼슘과 마그네슘을 다른 이온으로 바꾸거나 중탄산이온을 줄여 경도와 알칼리도를 조절한다. RO는 대부분의 용존 성분을 크게 줄인다. 그 뒤에 필요한 미네랄을 다시 더하거나 원수를 섞는다.
그렇다면 일반 정수필터를 달면 어떤 물이 나올까? 제품 안의 여재를 보기 전에는 알 수 없다. 활성탄만 있는 제품도 있지만 이온교환수지나 스케일 억제제, 중공사막이 함께 들어간 제품도 많다. 이름이 아니라 여재와 성능표를 봐야 한다.
다시 생각해보면 필터를 고르는 질문도 달라진다. 좋은 제품을 찾기 전에 지금 내 물에서 줄여야 할 성분부터 확인해야 한다.
활성탄은 주로 냄새를 바꾸고, 이온교환과 RO는 물의 구조까지 바꾼다.
바이패스는
처리 강도를 섞는 방식
핵심은 우회 비율보다 우회하는 처리 단계에 있다.
내가 처음 이해한 바이패스는 이랬다. 물이 100이라면 몇 퍼센트는 정수하고, 나머지는 그대로 보낸 뒤 다시 섞는다. 큰 개념에서는 맞다. 처리 강도가 다른 두 물을 일정한 비율로 섞어 원하는 수질에 가까이 가는 방식이다.
예를 들어 원수 경도가 80이고 처리수 경도가 20 mg/L as CaCO₃라고 해보자. 두 물을 절반씩 섞으면 계산상 최종 경도는 50이 된다. 처리수 비율을 높이면 경도와 알칼리도가 내려가고, 우회수 비율을 높이면 원수의 성분이 더 남는다.
그런데 여기에도 함정이 있다. 상업용 커피 필터의 바이패스는 대개 모든 정수 과정을 우회하지 않는다. 침전 제거와 활성탄 탈염소는 전체 물에 적용하고, 경도나 알칼리도를 줄이는 이온교환 단계만 일부 우회하도록 설계할 수 있다.
만약 활성탄까지 우회한다면 미네랄과 함께 염소도 다시 들어온다. 남기려던 성분은 미네랄이다. 염소 냄새까지 되돌릴 이유는 없다. 결국 바이패스의 핵심은 원수를 몇 퍼센트 흘렸는지가 아니라 어느 처리 단계를 얼마나 우회했는지에 있다.
바이패스 다이얼의 숫자를 실제 혼합비라고 믿어도 될까? 유량과 압력, 제품 구조에 따라 달라질 수 있다. 계산은 출발점이고 최종 답은 출수 측정값이다.
서울 수돗물과
활성탄 필터
공식 수질자료를 놓고 보면 달라지는 성분과 남는 성분이 선명해진다.
65 mg/L
19.8 mg/L
3.6 mg/L
0.31 mg/L
이제 다시 매장으로 돌아와 보자. 서울아리수본부가 2025년 8월 구로구 수도꼭지에서 검사한 물은 총경도 65 mg/L as CaCO₃, 칼슘 19.8 mg/L, 마그네슘 3.6 mg/L, 증발잔류물 122 mg/L였다. 잔류염소는 0.31 mg/L였고 지오스민과 2-MIB는 불검출이었다.
이 물을 순수 활성탄 필터에 통과시키면 잔류염소가 먼저 줄어든다. 반면 칼슘과 마그네슘, 경도와 알칼리도는 대부분 그대로 남는다. 추출 구조와 산미는 원수와 비슷하게 유지하면서 소독약 냄새가 줄어 향과 마무리가 더 깨끗해질 가능성이 크다.
그렇다면 서울에서는 활성탄 하나면 충분한가? 좋은 출발점일 수는 있다. 하지만 무조건 충분하다고 말할 수는 없다. 공개 검사표에 알칼리도가 빠지는 경우가 많기 때문이다. 활성탄은 알칼리도를 거의 바꾸지 않는다. 커피의 산미가 여전히 둔하거나 날카롭다면 실제 출수의 총알칼리도를 재야 한다.
그리고 서울의 숫자를 한국 전체의 숫자로 바꾸어 읽어서도 안 된다. 지하수와 마을상수도, 취수원과 계절, 건물의 저수조와 배관에 따라 물은 달라진다. 같은 필터를 달아도 출발하는 물이 다르면 도착하는 맛도 달라진다.
서울형 수돗물에서 활성탄은 물을 비우는 필터가 아니다. 미네랄은 남기고 염소 냄새를 덜어내는 필터에 가깝다.
잔류염소와 염소이온 Cl⁻는 같은 말이 아니다. 활성탄은 소독제로 남은 잔류염소를 줄이지만, 물에 녹아 있는 염화이온까지 없애는 필터는 아니다.
서울아리수본부 — 2025년 구로구 수도꼭지 수질검사 · 2025.08.28
매장의 답은
측정과 컵에서 나온다
좋은 필터를 찾기 전에 좋은 판단 기준을 만드는 일이 먼저다.
복잡한 물 이야기를 매장의 일로 바꾸면 해야 할 일은 오히려 단순해진다. 필터 전후의 총경도와 총알칼리도를 잰다. 잔류염소 시험지로 활성탄이 제대로 작동하는지 확인한다. 그리고 같은 원두와 같은 레시피로 원수와 필터수를 비교한다.
TDS도 기록할 수 있다. 하지만 TDS가 거의 변하지 않았다고 필터가 제 역할을 못했다고 볼 수는 없다. 활성탄은 소량의 잔류염소를 없애면서도 대부분의 미네랄은 남긴다. 숫자는 거의 같아도 냄새와 향은 달라질 수 있다.
경도와 알칼리도가 이미 적당하고 염소 냄새만 문제라면 활성탄으로 충분할 수 있다. 경도는 괜찮은데 알칼리도가 높아 산미가 답답하다면 탈알칼리 필터나 RO 혼합을 생각해야 한다. 둘 다 너무 낮아 커피가 얇고 날카롭다면 활성탄은 답이 아니다. 미네랄을 더하거나 다른 물과 섞어야 한다.
필터는 설치하는 순간 끝나는 장비도 아니다. 유량이 너무 빠르거나 카트리지 수명이 끝나면 염소가 다시 통과한다. 활성탄 뒤의 저수조와 배관에는 염소 보호막이 사라진 물이 머문다. 좋은 물은 제품 하나로 완성되지 않는다. 측정과 기록, 청소와 교체로 계속 유지해야 한다.
좋은 물은 많이 제거한 물보다, 필요한 성분을 알고 남긴 물에 가깝다.
내가 내린 결론은 후자다. 다만 오늘의 답이 다음 계절에도 같다는 보장은 없다. 그래서 물은 한 번 정하는 레시피가 아니라 계속 확인하는 기준이어야 한다.
매장에서 확인할 기준
- 필터 여재부터 확인한다
활성탄 단독인지, 이온교환수지·스케일 억제제·RO가 포함됐는지 제품 설명서에서 확인한다. - 정수장 수치와 매장 수치를 비교한다
정수장 자료는 출발점으로 보고, 실제 수도꼭지와 필터 출수의 총경도와 총알칼리도를 측정한다. - 잔류염소로 필터 수명을 확인한다
새 필터와 사용 중인 필터의 잔류염소를 비교해 실제 사용량에 맞는 교체 주기를 잡는다. - 숫자와 컵을 함께 비교한다
원수·활성탄수·조정수를 같은 원두와 레시피로 내려 향, 산미, 단맛, 바디와 마무리를 블라인드로 기록한다. - 필요할 때만 바이패스를 쓴다
경도나 알칼리도를 낮출 이유가 있을 때만 사용하고, 다이얼 숫자가 아니라 최종 출수의 측정값으로 확인한다.
관통하는 흐름
- 칼슘과 마그네슘은 경도를 만들지만 일반적인 농도에서 추출량을 단독으로 결정하지 않는다.
- 중탄산이온이 만드는 알칼리도는 커피의 산을 완충하며 체감 산미에 직접 관여한다.
- 활성탄은 경도와 알칼리도를 대부분 남긴 채 잔류염소와 냄새를 줄인다.
- 필터 선택은 제품 이름보다 매장 출수의 총경도·총알칼리도·잔류염소 측정에서 시작한다.
주요 자료
- SCA — Water and Coffee Acidity
- K-water MyWater — 물과 수질 항목 안내
- Hendon et al. — The Role of Dissolved Cations in Coffee Extraction · 2014
- Bratthäll et al. — Influence of Divalent Cations on Organic Acid Extraction · 2024
- Purdue Extension — Activated Carbon Treatment
- Pentair — Claris Ultra 카트리지
- Pentair — Everpure EZ-RO 시스템
- 서울아리수본부 — 2025년 구로구 수도꼭지 수질검사 · 2025.08.28
- MyWater — 지역별 정수장 수질 통계
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