[음식] 다양한 물질을 이용하는, 디카페인

40대 중반을 넘어가니, 카페인이 몸에 미치는 영향을 체감하는 경우가 많다. 남성이든 여성이든 호르몬 패턴의 변화는 카페인의 민감도를 확 올리는 것 같다. 개인적으로 카페인 과다로 인한 뚜렷한 증상이 두근거림과 떨림(손·눈아래)인 듯하다. 나이가 들면 간의 해독·대사 효율이 떨어지면서, 동일 용량의 카페인도 과거에 비해 체내 체류시간이 길어진다. 두근거림과 각성 상태가 길어지고, 혈관탄성이 떨어지면서 심박수·혈압 상승이 전보다 불편해진다. 점차 줄어드는 서파수면(깊은 수면)을 최대한 유지하기 위해서라도 카페인은 자제해야 한다. 이전 글에서 급성 위궤양의 주요 요인으로 빈 속이 모닝커피를 언급한 적이 있다. 카페인은 위산 분비를 촉진하고 칼슘 흡수를 일부 방해하기에, 위장 민감성 내지 골밀도 저하가 있는 중년은 속쓰림·잔뇨감·골다공증이 나타날 수도 있다. 

 

매일 커피의 맛을 찾는 사람들은 카페인 복용을 낮추기 위해 디카페인을 찾는 경우가 있다. 하지만 디카페인(탈카페인)이 무카페인은 아니다. 최근 인기를 얻고 있는 논알코올·무알코올 맥주의 표시기준과 비슷한데, 시판제품 중에 0.0(논알코올)과 0.00(무알코올)의 차이는 꽤 크다.

 

USDA(미국 농무부)에서는 97%(카페인 3% 미만)를 기준으로 하고 있는데, 원두에 함유된 카페인의 97% 이상을 제거해야 디카페인으로 인정하는 것이다. EU에서는 99% 이상 제거를 요구하기도 한다. 과거 한국 식약처는 90% 이상 제거를 기준으로 삼았는데, 일반커피의 1/10 수준이라고 보면된다. 2028년부터 잔류 카페인 0.1% 이하만 디카페인 표시가 가능하게 될 예정이다. 0.1%가 너무 낮다고 생각될 수 있지만, 아라비카 카페인 함량(0.8~1.7%)에서 96~97% 이상 제거해야 하는 수준이다. 카페인 함량이 높은 원두(1.8~2.0% 이상, 로부스타 등)을 사용하거나, 디카페인 효율이 95% 이하로 낮다면 잔류 카페인은 0.1%를 넘을 수도 있다.

 

다양한 물질을 이용하는, 디카페인 

 

다카페인 공정은 생두에서 카페인만 선택적으로 제거하면서, 향·맛 성분은 최대한 남기는 것이다. 디카페인 공정은 크게 다음 3가지로 구분된다.

 

유기용매 방식
물 기반 방식(스위스워터, 마운틴워터)
초임계 이산화탄소(CO₂) 방식

 

공통적으로 생두를 증기(내지 뜨거운 물)에 접촉시켜 수분을 충분히 머금게 하여 세포구조를 열어 줘야 하는데, 이는 카페인 분자를 생두표면 근처로 끌어내어 바깥으로 빠져 나오기 쉽게 하기 위함이다. 가장 흔한 디카페인 공정은 유기용매를 이용하는 것이다. 생두를 유기용매에 담궈 카페인을 선택적으로 녹여 빼간 후, 생두의 잔류용매를 제거한다. 다카페인에 사용되는 대표적인 용매로는 다이클로로메탄(DCM, Dichloromethane, 메틸렌클로라이드·염화메틸렌)와 에틸 아세테이트(EA)가 있다. 공정효율이 높고 비용이 상대적으로 저렴하여 산업적으로 많이 이용되어 왔지만, 잔류용매 제거가 제대로 처리되었는지에 대한 우려가 있다. 특히 DCM은 발암 가능성이 있는 물질로 분류된다.

 

점차 무용매 공정이 선호되는 추세이다. 생두를 뜨거운 물에 담궈서 카페인과 수용성 성분(향미·산·당 등)을 함께 빼낸 후, 활성탄 필터를 통해 카페인만 걸러낸다. 카페인은 제거된 커피추출수에 새 생두를 담그면, 삼투압으로 인해 카페인만 빠져 나오게 된다. 향미 등은 농도균형이 맞아서 더는 빠지지 않는다. 화학제를 쓰지 않다 보니 고품질을 인정받을 수 있지만, 공정시간·비용 측면에서 단점이 있다.

 

초임계유체(supercritical fluid)는 물질이 임계점 이상의 온도·압력에서 액체·기체의 구분이 모호해진 상태를 말한다. 초임계 상태는 추출·분리 공정에 널리 활용되고 있는데, 건강보조식품 시장에서 초임계 마케팅이 활발하게 진행되고 있다. 고압·밀폐 용기 내의 생두에 CO₂를 주입하면 초임계 상태가 되는데, 비극성 물질(기름·카페인)과 잘 결합하는 초임계 CO₂는 생두 내부로 스며들며 카페인만 선택적으로 녹여서 끌어낸다. 카페인을 머금은 CO₂를 밖으로 빼낸 뒤, 압력을 낮추면 CO₂가 기체로 돌아가면서 카페인이 분리된다. 향미 성분 손실이 상대적으로 적고, 이산화탄소(무취·무독성)의 안전성이 높다. 대량생산에 적합하지만, 고압공정에 필요한 설비비용이 매우 큰 단점이 있다.