초임계 CO₂ 추출: 세 번째 방법

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손가락 사이에서 블랙커런트 잎을 으깨 본 적이 있다면, 피어오르는 향이 너무 온전하고, 너무 다층적이며, 너무도 분명하게 살아 있어서, 왜 그 어떤 블랙커런트 향수도 그것을 진정으로 담아내지 못했는지 즉시 이해하게 되는 순간이 있습니다. 풋풋한 알싸함, 고양이 같은 머스크, 희미한 유황성 잔향, 곧 터져 나올 듯한 새콤달콤한 즙까지, 이 모든 것은 휘발성 분자가 공기 중으로 흩어지고 향이 더 단순한 무언가로 무너질 때까지 고작 2초쯤 존재합니다. 더 평평해지고, 생기를 잃습니다.

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그 2초의 순간은 추출이 좇는 성배입니다. 지금까지 조향이 고안해 온 모든 방법은 본질적으로 그 찰나를 포착해 얼려 두려는 시도였습니다. 500년 동안 우리는 이를 시도할 두 가지 방법을 알고 있었습니다. 둘 다 교훈적으로 실패합니다. 이제 세 번째 방법이 있습니다.

가장 오래된 방법은 증류입니다. 식물 재료, 즉 꽃과 잎, 껍질과 뿌리를 가져와 증기에 노출합니다. 열이 세포벽을 파괴합니다. 물보다 가벼운 휘발성 방향 분자는 증기를 타고 올라가 냉각 코일에서 응축되고, 하이드로졸 위에 떠 있는 에센셜 오일 층으로 분리됩니다. 원리상으로는 간단합니다. 구리 증류기, 불, 인내심. 이 기술은 아랍의 박학자 자비르 이븐 하이얀과 그 후계자들이 8세기와 9세기에 발전시킨 이래 근본적으로 변하지 않았습니다. 증류기와 응축기는 여전히 조향사의 원료 공급을 떠받치는 토대입니다.

하지만 열은 폭력입니다. 증기 증류는 원료를 섭씨 80도에서 100도 사이의 온도에, 종종 몇 시간씩 노출합니다. 이 온도에서 분자는 단순히 방출되지 않습니다. 변형됩니다. 에스터는 가수분해되고, 테르펜은 재배열되며, 알데하이드는 산화됩니다. 플로렌틴 플라스크에 모이는 에센셜 오일은 식물을 충실하게 그린 초상화가 아닙니다. 그것은 번역이며, 모든 번역이 그렇듯 번역자의 억양을 지닙니다. 라벤더 에센셜 오일은 분명 라벤더 향이 나지만, 그것은 익힌 라벤더 향입니다. 증기가 응축기에 도달하기도 전에 없애 버리는, 왁스 같고 꿀 같으며 거의 애니멀릭한 면모를 포함한 꽃의 생생한 향이 아니라, 장뇌성이고 허브 향이 나며 단순화된 버전입니다.

이 때문에 어떤 원료는 아예 증류할 수 없습니다. 자스민, 튜베로즈, 수선화, 미모사 등이 그렇습니다. 이들의 핵심 분자는 너무 약하거나, 너무 무겁거나, 너무 반응성이 높아 증기의 열폭력을 견디지 못합니다. 이런 원료를 위해 조향은 두 번째 방법을 발전시켰습니다. 용매 추출입니다.

용매 추출의 논리는 다릅니다. 열 대신 화학을 사용합니다. 휘발성 유기 용매로 원료를 씻습니다. 과거에는 석유 에테르를 사용했고, 오늘날에는 거의 예외 없이 헥산을 사용합니다. 이 용매는 방향 성분과 함께 왁스, 색소 및 기타 친유성 물질을 녹입니다. 진공 상태에서 용매를 증발시키면 콘크리트라고 부르는 왁스질의 짙은 색 페이스트가 남습니다. 이 콘크리트를 에탄올로 씻어 방향 성분과 왁스를 분리하고, 냉각한 뒤 여과하고, 에탄올을 증발시키면 앱솔루트가 남습니다. 놀라울 만큼 풍부하고 농축된 방향 물질입니다.

앱솔루트는 대단한 원료입니다. 자스민 앱솔루트나 로즈 앱솔루트는 해당 에센셜 오일이 결코 다가갈 수 없는 깊이와 복합성을 지닙니다. 이 방법은 꽃에 몸체와 온기, 인돌릭한 잔향을 부여하는 더 무거운 분자들을 보존합니다. 하지만 용매 추출에도 자체적인 대가가 있으며, 결코 사소하지 않습니다.

첫 번째 대가는 잔류물입니다. 어떤 증발도 완벽하지 않습니다. 헥산의 끓는점은 섭씨 69도이며, 진공 상태에서는 놀라울 만큼 낮은 수준까지 제거할 수 있습니다. IFRA 기준은 완성된 앱솔루트에 잔류 용매가 최대 50ppm까지 남는 것을 허용하지만, "놀라울 만큼 낮다"는 것은 0이라는 뜻이 아닙니다. 모든 앱솔루트에는 용매의 유령이 남습니다. 이 정도 농도가 독성학적으로 중요한지는 논쟁의 여지가 있습니다. 하지만 철학적으로 중요한지는 논쟁의 여지가 없습니다. 추출물은 순수하지 않습니다. 아무리 희미하더라도 그것을 만들어 낸 산업 공정에 오염된 인공물입니다.

두 번째 대가는 선택성, 아니 정확히 말하면 선택성의 부재입니다. 헥산은 섬세한 용매가 아닙니다. 원하는 것인 방향 분자를 녹이는 동시에, 원하지 않는 것인 왁스와 엽록소, 그리고 존재한다면 농약 잔류물까지 상당량 녹입니다. 이후의 에탄올 세척은 정화 작업이며, 최초 추출이 지나치게 강력했다는 인정입니다. 앱솔루트는 두 번 정제된 제품이고, 각 정제 과정은 원치 않았거나 부수적 피해였던 무언가를 벗겨 냅니다.

세 번째 대가는 환경입니다. 헥산은 석유 유도체입니다. 작업장 노출 수준에서는 신경독성이 있습니다. 인화성도 있습니다. 휘발성 유기 화합물 배출에 기여합니다. 그 제조는 화석 연료 인프라에 의존합니다. 이 모든 사실이 헥산을 부적격으로 만들지는 않습니다. 조향에 사용되는 양은 산업적 용도에 비하면 적기 때문입니다. 하지만 이는 용매 추출을 21세기가 서서히 의문을 제기하기 시작한 석유화학적 패러다임 안에 분명히 위치시킵니다.

5세기 동안 이것이 유일한 선택지였습니다. 열 또는 용매. 온도에 의한 폭력 또는 화학에 의한 폭력. 모든 조향사의 오르간에 놓인 모든 천연 원료는 이 두 문 중 하나를 통해 들어왔습니다. 추출의 지도는 완성된 것처럼 보였습니다.

1822년, 샤를 카냐르 드 라 투르 남작은 에테르와 알코올을 각각 별도의 포신에 밀봉하고, 실제로 끓지는 않도록 충분한 압력을 유지한 채 끓는점을 넘어 가열하다가 이상한 현상을 관찰했습니다. 각 물질마다 다른 특정 온도와 압력의 문턱에서 액체상과 기체상이 서로 구별되는 상태로 존재하기를 단순히 멈추는 것이었습니다. 액체와 기체 사이의 경계면이 사라졌습니다. 남은 것은 두 상태의 성질을 모두 지닌 하나의 균일한 유체였습니다. 액체의 밀도와 용해력, 기체의 확산성과 낮은 점도를 가진 유체였습니다.

그는 초임계 상태를 발견했지만, 그것으로 무엇을 해야 할지는 전혀 몰랐습니다. 다른 누구도 마찬가지였습니다. 약 150년 동안은 말입니다.

이산화탄소의 임계점은 섭씨 31.1도, 73.8bar입니다. 즉 산업 기준으로 이례적으로 편리합니다. 31도는 실온보다 조금 높을 뿐입니다. 74bar는 상당한 압력으로 대기압의 약 74배이지만, 표준 화학 공학 장비가 충분히 감당할 수 있는 범위입니다. 게다가 이산화탄소 자체는 저렴하고 풍부하며 무독성이고 불연성이며 화학적으로 비활성입니다. 상온에서는 기체이기도 해서 추출 후 압력을 해제하면 그대로 증발합니다. 완전히. 흔적도 없이. 잔류물도, 유령도 남기지 않습니다.

초임계 CO₂ 추출은 다음과 같이 이루어집니다. 식물 재료를 고압 용기에 넣습니다. 온도와 압력을 임계점 이상으로 올리면서 액체 CO₂를 용기 안으로 주입합니다. 액체도 기체도 아니며 두 상태의 특성을 모두 지닌 초임계 유체는 기체처럼 쉽게 식물 재료에 침투하고, 액체처럼 효율적으로 방향 성분을 녹입니다. 성분을 머금은 유체는 분리 용기로 이동하고, 그곳에서 압력이 낮아집니다. CO₂는 다시 기체가 되어 빠져나가고, 추출된 물질만 남습니다. CO₂를 회수해 다시 압축하고 순환시킵니다. 폐쇄형 시스템입니다. 용매는 이미 우리가 숨 쉬고 있는 공기입니다.

이 방법은 1970년대와 1980년대부터 산업적 용도로 개발되었습니다. 1960년대 막스 플랑크 석탄 연구소의 쿠르트 조젤이 개척하고 1970년에 특허를 받은 커피 탈카페인은 최초의 주요 상업적 이용이었습니다. 이어 홉 추출이 이루어졌습니다. 제약 회사들은 열에 의한 분해 없이 식물 재료에서 활성 성분을 추출하기 위해 이 방법을 도입했습니다.

조향 업계도 주목했습니다. 하지만 행동은 느렸습니다.

초임계 CO₂ 추출로 만들어진 추출물은 에센셜 오일이나 앱솔루트와 다르며, 그 차이는 미묘하지 않습니다. 생강 CO₂ 추출물 한 병을 생강 에센셜 오일 한 병 옆에서 열어 보면 즉시 이해할 수 있습니다. 에센셜 오일은 생강 향이 납니다. 밝고, 톡 쏘며, 레몬 같고, 따뜻합니다. CO₂ 추출물은 생강 뿌리 향이 납니다. 흙내음이 나고 날카로우며 수지 같고, 날것의 매운맛이 있어서 냄새라기보다 질감처럼 느껴질 정도입니다. 에센셜 오일은 번역된 것입니다. CO₂ 추출물은 전사된 것입니다.

이러한 충실도는 몇 가지 요인에서 비롯됩니다. 첫째는 온도입니다. 초임계 CO₂ 추출은 약 31도, 사실상 실온에서 이루어집니다. 이 온도에서는 열에 불안정한 분자들이 온전한 상태로 살아남습니다. 둘째는 선택성입니다. 압력과 온도를 조절하면 작업자는 초임계 CO₂의 용해력을 정밀하게 조정할 수 있습니다. 셋째는 순도입니다. CO₂는 잔류물을 남기지 않으므로 추출물은 식물 안에 있던 성분 그대로, 오직 그것만으로 이루어집니다. 첨가된 것은 없습니다. 공정에서 남은 것도 없습니다.

후각적 결과는 증류나 용매 추출로 만들어지는 그 어떤 것보다 살아 있는 식물의 향에 가까운 추출물입니다. CO₂ 추출물을 사용하는 조향사들은 거의 영적인 언어에 가까운 표현으로 이를 설명합니다. "투명하다", "입체적이다", "살아 있다."

초임계 CO₂ 추출이 더 우수하다면 왜 보편적으로 사용되지 않을까요? 답은 경제성, 관성, 그리고 향료 공급망을 지배하는 특정한 종류의 산업적 보수주의에 있습니다.

장비가 비쌉니다. 처리량도 대체로 낮습니다. 작업자에게는 더 전문적인 교육이 필요합니다. 연간 수천 톤의 방향 물질을 생산하는 대중 시장용 향수 회사에는 이러한 경제성이 감당하기 어렵습니다. 정확히 말하면, 킬로그램당 수백 유로가 아니라 수십 유로로 측정되는 원료 비용을 요구하는 대중 시장의 가격 구조에서는 감당하기 어렵습니다.

조향 관행의 문제도 있습니다. 조향사들은 수십 년 동안 안정적으로 유지된 원료 팔레트로 기술을 배웁니다. CO₂ 추출물은 다르게 작용합니다. 분자 프로필이 다르므로 포뮬러의 나머지 성분과 상호작용하는 방식도 다릅니다. 조향사가 자스민 앱솔루트에서 자스민 CO₂ 추출물로 바꾼다고 해서 같은 농도로 단순히 대체할 수는 없습니다. 포뮬러를 다시 구상해야 합니다.

그리고 공급망에 깊이 뿌리내린 제도적 관성이 있습니다. 그라스, 제네바, 뉴욕의 거대 향수 하우스들은 여러 세대에 걸쳐 조달 관계와 추출 인프라를 구축해 왔습니다. 초임계 CO₂로 전환한다는 것은 단순히 새 장비를 사는 일이 아닙니다. 조달 체계를 재구성하고, 원료를 다시 검증하고, 제품을 재조향하고, 조향사를 재교육해야 한다는 뜻입니다. 진정한 의미에서 업계를 만들어 온 방법들이 이상이 아니라 언제나 타협이었다는 사실을 인정하는 일이기도 합니다.

조향이 무엇이며 무엇을 한다고 주장하는지 진지하게 생각하는 사람에게 초임계 CO₂ 추출의 철학적 측면은 가장 흥미로운 부분입니다.

조향은 자연을 포착하는 예술이라고 자신을 내세웁니다. 어느 정도는 고귀한 거짓말입니다. 증류는 장미를 포착하지 않습니다. 장미가 증기와 만났을 때 살아남는 것을 포착합니다. 용매 추출은 자스민을 포착하지 않습니다. 헥산이 녹이는 것을 포착하고, 에탄올 세척이 제거하는 것을 빼고, 헥산 자체의 수ppm을 더한 것입니다. 조향사의 선반 위에 놓인 모든 "천연" 원료는 인공물입니다.

초임계 CO₂ 추출이 이 문제를 완전히 해결하는 것은 아닙니다. 추출물은 여전히 식물의 전체 화학 성분 중 일부에 불과합니다. 하지만 가장 개입이 적은 일부입니다. 취하는 대상에 가장 부드럽게 닿고, 그 대상에 자신의 흔적을 가장 적게 남기는 방법입니다. CO₂는 도착하고, 녹이고, 운반하고, 방출한 뒤 사라집니다. 포장을 열지 않고 전달하는 운반자입니다.

추출 용매가 식물 자체가 광합성 과정에서 추출되는 바로 그 화합물들을 만들어 내는 데 사용한 것과 같은 분자라는 사실에는 철학적이고, 심지어 윤리적인 만족감이 있습니다. 이산화탄소는 원료로 잎에 들어가고, 식물은 그것을 테르펜과 에스터, 알데하이드, 즉 향의 모든 어휘로 변환합니다. 초임계 CO₂ 추출은 그로부터 만들어진 것을 회수하기 위해 같은 분자를 사용합니다. 식물과 생물학적으로 아무런 관계가 없는 석유 분획인 헥산으로는 결코 얻을 수 없는 우아함이 이 순환에는 있습니다.

소수의 추출업체, 즉 그라스의 장인 작업장과 독일의 전문 기업, 인도와 마다가스카르의 몇몇 선구적 생산자들은 초임계 CO₂를 주요 또는 유일한 방법으로 채택했습니다. 이들의 카탈로그는 제한적입니다. 가격은 높습니다. 이들의 고객은 필연적으로 대량보다 충실도에 비용을 지불할 의향이 있는 하우스들입니다.

이것은 발견되기를 기다리는 기술이 아닙니다. 선택되기를 기다리는 기술입니다. 공학은 성숙했고, 과학은 확립되었습니다. 두 방법을 모두 사용해 본 거의 모든 조향사가 후각적 우월성을 인정합니다. 남은 것은 가치의 문제입니다. 향수 산업과 그것을 지탱하는 소비자들이 식물이 실제로 어떤 향을 내는지 포착하는 진정한 비용을 지불할 의향이 있는가 하는 문제입니다.

31도. 74bar. 모든 것에 닿고 아무것도 남기지 않는 분자. 세 번째 방법은 수십 년 동안 여기에 있었습니다. 문제는 그것이 효과가 있는지가 아니었습니다. 우리가 그것을 사용할 만큼 충분히 중요하게 여기는지가 문제입니다.

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