SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

◎ 미리생각해보기

어른들이 커피를 마시는 이유는 무엇일까요?

우리나라는 세계에서 7번째로 많은 원두를 수입하고 1인당 연간 512잔의 커피를 소비하는 나라입니다. 간편하게 마실 수 있는 믹스커피 뿐만 아니라 이젠 원두커피 시장도 확대되면서 세계의 관심을 받는 커피시장이 되었습니다. 길거리에선 이젠 편의점보다도 더 많은 카페를 만날 수 있고 하루에 꼭 한 잔 이상 커피를 마셔야한다는 사람들도 많습니다. 그렇다면 왜 사람들은 커피를 좋아할까요? 커피를 마시는 가장 큰 이유는 잠을 깨게 하는 각성 효과 때문이라고 합니다. 커피 한잔에 95~200mg추출되는 카페인은 세계에서 가장 널리 소비되는 정신활성물질입니다. 카페인의 효과는 각성효과, 에너지 향상, 집중력 향상 등이 있으며 다량 섭취할 경우 불안증과 불면증이 생길 수 있습니다.

◎ 실험 전 주의사항

1. 실험에 포함된 작은 부품이나 시약 등은 삼키지 않도록 주의합니다.

2. 실험에 포함된 준비물은 실험 외 다른 용도로 절대 사용하지 않도록 합니다.

3. 실험용 도구와 시약으로 절대 장난치지 않도록 합니다.

4. 날카로운 도구를 사용할 때는 다치지 않도록 주의합니다.

5. 실험 후에는 주변을 정리하고 손을 깨끗이 씻습니다.

◎ 실험 전 반드시 확인하기

벨크로 까슬이와 보슬이 위치를 잘 확인하고 붙여주세요.

염소 얼굴 모양 도안을 끼웠다 뺐다 하여 플라스틱 용기에 커피원두 이외에 다른 내용물로 채울 수 있어요.

제공되는 커피 원두는 테스트용 원두이므로 먹지 마세요.

1. 종이컵 기준으로 1컵의 원두를 플라스틱 용기에 담습니다. (주의! 제공되는 원두는 테스트 원두이므로 먹을 수 없어요)	2. 도안2를 양면테이프를 이용해 반으로 붙이고 그림과 같이 접히는 부분에 까슬이를 붙입니다. (주의! 원이 접혀지는 부분 쪽에 벨크로를 붙여주세요)

3. 그림과 같이 도안2의 가장자리에 양면테이프를 붙여 플라스틱 용기에 붙입니다. (주의! 양면테이프가 도안 밖으로 나가지 않게 붙여주세요)	4. 도안1 뒷면에 입모양과 원에 맞춰 화선지를 붙입니다.

◎ 실험방법

SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

5. 뿔, 눈, 몸통 도안을 이용해 염소를 자유롭게 꾸민 다음 몸통 도안 뒷면에 벨크로 보슬이를 붙입니다.	6. 염소 도안을 [실험방법3]에서 만들어 둔 용기 위 도안에 끼우고 벨크로를 붙입니다.

7. 완성된 커피탈취제는 옷장, 신발장 등에 세워둡니다. 용기 안에 내용물은 새로운 원두나 커피찌꺼기로 교체할 수 있습니다.

◎ 실험결과 및 생각해보기

커피 한 잔을 마시기 위해 어떤 과정이 필요할까요?

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2. 커피를 마시면 잠이 오지 않는 이유는 무엇일까요?

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◎ 원리이해

(1) 커피

커피는 커피나무 열매 속의 씨앗을 분리하고 건조해 볶은 후 물에 녹는 성분만을 추출한 것입니다. 커피 농장에서 커피 열매를 수확하게 되면 외피와 과육, 내피와 은피를 벗겨내고 내는 과정을 통해 생두가 탄생합니다. 생두는 씹거나 삶아도 아무런 맛이 느껴지지 않아 우리가 흔히 생각하는 커피의 흔적을 찾기 힘듭니다. 하지만 이 생두가 로스팅 과정을 거치게 되면 우리 알고 있는 커피가 됩니다.

로스팅은 커피에 열을 가해 볶는 것을 의미하며 총 9단계로 이루어져 있습니다. 초기 3단계는 약 로스팅(약배전)으로 생두에 숨겨져 있던 커피의 맛과 향이 일어나기 시작하는 시점입니다. 그 다음 중간 3단계를 중 로스팅(중배전)이라 하며 중 로스팅 초기에는 신맛이 강하게 나지만 시간이 지날수록 쓴 맛이 나타나기 시작해 커피의 맛이 적절히 조화를 이루는 단계입니다. 마지막 3단계는 강 로스팅(강배전)으로 이 단계까지 이르면 씃 맛이 강해지고 더 나아가서는 탄 맛까지 나게 됩니다.

로스팅 과정을 거쳐 만들어진 원두를 분쇄한 다음 물을 부어서 추출한 커피는 스프레소를 기본으로 아메리카노, 라떼 등등 다양한 커피를 만들 수 있습니다.

커피를 추출하고 남은 원두찌꺼기는 잘 말려서 탈취제로 이용하거나 기름때를 제거하는 등 생활에 유용하게 활용할 수 있습니다.

(2) 카페인

많은 사람들이 커피를 마시는 이유는 카페인의 각성효과 때문입니다. 하지만 사실 카페인의 독성은 식물에게는 치명적입니다. 카페인을 포함한 식물 주변에는 다

른 식물이 자라기 어렵기 때문에 토양의 질에 영향을 주기 때문입니다.

아이러니하게도 이런 독성이 커피가 사람들에게 사랑을 받게 된 이유 중 하나입니다. 사람들이 피로가 쌓이게 되면 아데노신이라는 물질이 뇌에 생성되어 아데노신 수용체에 결합해 신경세포의 활동을 둔화시키는 역할을 하게 됩니다. 우리가 커피를 마시게 되면 카페인이 아데노신 수용체와 결합하여 신경세포가 활발하게 활동할 수 있도록 하고 도파민의 분비량도 늘리게 함으로써 신경을 깨워 각성시키는 역할을 합니다.

(3) 탈취제

냉장고, 신발장, 화장실 등에서 나는 악취를 제거하기 위해서 생활속에서도 탈취제를 많이 사용합니다. 탈취란 악취가스를 여러가지 방법을 통해 제거하는 과정입니다. 탈취의 원리는 크게 4가지로 나눠지며 물리적 방법, 화학적 방법, 연소법, 생물학적방법이 있습니다.

먼저 물리적 방법은 활성탄과 같은 다공성 물질에 악취가스 분자가 들어가서 제거되는 흡착법입니다. 대표적으로 섬유 탈취제에 쓰이는 사이클로덱스트린의 경우 구조적으로 비워진 가운데 공간에 악취가스 분자를 가둬 냄새를 제거하게 됩니다. 원두나 커피찌꺼기를 이용한 탈취제의 원리도 흡착법에 해당됩니다.

화학적 방법은 반응성이 큰 염소, 오존 등을 이용해 악취가스를 산화, 분해시켜 제거하는 방법으로 대표적인 물질은 이산화염소입니다. 주로 공장에서 발생하는 악취를 막기 위한 방법으로 이용됩니다.

생물학적 방법은 주로 흙이 이용되는데 흙에 있는 미생물이 악취가스를 제거하는 방식으로 집에 화분을 놓거나 마당에 화단을 설치하면 주변에 악취들이 줄어드는 것이 이 때문입니다.

요즘은 시중에 판매되는 생활용품에서 화학물질의 유해성이 발견되면서 집에서 천연탈취제를 만들어서 사용하는 경우도 많습니다. 베이킹소다, 로스팅을 거친 원두, 커피를 내리고 남은 원두찌꺼기 등의 악취분자를 흡착하는 원리를 이용해 탈취제를 만들기도 합니다.

학습목표

커피가 만들어지는 과정을 알아보고

커피원두를 이용해 탈취제를 만들어 봅시다.

실험날짜          년      월      일

학년   반    이름 :

어른들이 커피를 마시는 이유는 무엇일까요?

◎ 미리생각해보기

원두(20g), 플라스틱용기(1개), A4도안(1장), 활동지(1장), 화선지(1장), 벨크로-까슬이(1개), 보슬이(1개), 종이컵(1개), 양면테이프(3개)

◎ 실험준비물

1. 커피 한 잔을 마시기 위해 어떤 과정이 필요할까요?

2. 커피를 마시면 잠이 오지 않는 이유는 무엇일까요?

◎ 실험결과 및 생각해보기

◎ 새롭게 알게 된 사실

◎ 느낀점