국내외 시판되고 있는 roasted and ground 커피 20종에 대해서 맛에 영향을 미칠 수 있는 이화학적 성분을 분석하였다. 신맛이 강한 R & G 커피의 평균 pH는 5.02, TA는 3.98, 배전색도는 54.7이었으며, 신맛이 약한 R & G 커피의 평균 pH는 5.40, TA는 2.27, 배전색도는 34.6으로 향기성분중 2-methylfuran은 커피의 거친맛(harshness)과 관계하며 배전정도가 강할수록 눈에 띄게 증가하였으므로 이들 관계는 측정치에서 산출된 회귀식 Y=4.45-0.06 X에 의해서 이 관계를 71.2%정도 설명할 수 있다.
커피박의 항산화능을 확인하고 커피박의 새로운 용도를 개발하고자 지질산화로 인한 선도저하가 문제시 되는 간고등어의 제조에 커피박 열수 추출물을 천연항산화제로 이용하였다. 먼저, 커피박 열수 추출물의 항산화 활성을 측정하기 위해 DPPH radical 소거능을 측정한 결과, $4{\sim}0.4\;mg/mL$ 농도에서 약 92%의 높은 라디칼 소거능을 유지하였다. 항산화 활성을 확인한 커피박 열수 추출물 5, 10 및 15%를 염수에 첨가하여 간고등어를 제조한 후, $4^{\circ}C$에 15일간 저장하면서 산화도, VBN, pH 및 관능적 특성의 변화를 측정하였다. 그 결과, 15% 커피박 열수 추출물 처리구가 저장기간 내내무처리구에 비해 낮은 산화도 값을 나타내었으며, VBN 함량은 10일까지는 시험구간의 차이를 보이지 않다가 급격한 산화가 시작된 저장 15일에 유의적으로 낮은 값을 보였다. pH는 저장기간이 증가할수록 증가하는 경향을 보였으나 실험구간의 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 저장 0일과 5일에 관능평가를 실시한 결과, 향, 맛 그리고 전체적인 호감도항목에서 10과 15% 커피박 열수 추출물 처리구가 높은 값을 보였다. 이상의 결과를 통해 15% 커피박 열수 추출물 처리를 통해 간고등어의 산화도가 억제됨을 확인하였으며 동시에 관능적 품질이 증진됨을 알 수 있었다. 따라서 커피박열수 추출물을 간고등어와 같이 빠른 지질산화로 인한 저장성 및 품질저하를 유발하는 식품에 천연 항산화제로써 사용할 수 있을 것으로 사료된다.
The numerous varieties of coffee beans contain a wide range prices and qualities. While the varieties of green coffee beans can generally be distinguished by their appearance, this visual criterion is impossible after the roasting process. Therefore, we need to develop a classification method or device. In this study, the potential of a new type of electronic nose, fast gas chromatography based on a surface acoustic wave sensor(SAW), was evaluated for the classification of origins and blended commercial brands in roasted coffee beans. Eight blended commercial brands and the origins of four similarly roasted ground coffee beans(with no significant difference of color) were rapidly(90 sec/sample) classified. The reproductive results were easily understandable over the aroma image pattern by $VaporPrint^{TM}$. In conclusion, GC-SAW electronic nose can be applied to the classification of origins and commercial brands in roasted ground coffee beans and to e evaluation of the similarities and differences of volatile pattern between samples.
본 연구는 볶은 커피의 장기 저장 중 포장 조건별로 향미 성분의 변화를 GC로 정량하고, 전문 패널에 의하여 관능 평가를 실시하여 휘발성 성분과 향미 변화의 상관 관계를 고찰하고 최적 포장 모델과 보존 기준을 설정하고자 하였다. 커피의 향기 성분으로 47개 휘발성 물질을 분석하였으며 관능 변화에 밀접하게 영향을 주는 것은 light volatile compound이었으며, 특별히 2,3-butanedione의 유보율(% retention)은 커피 향기의 관능 지수와 직선적 관계를 나타내고 높은 상관 관계를 보여주어 커피 향기 성분의 지표 물질로 좋은 역할을 보여주었다. 커피의 최적 포장 모델과 보존 기간을 설정하기 위하여 6가지 포장 모델을 1년간 저장하면서 이화학적 분석과 관능 평가를 실시한 결과, 볶은 통 커피/발브 포장, 볶은 분쇄 커피/진공 포장, 볶은 분쇄 커피/질소 포장, 볶은 분쇄 커피/탈 산소제 포장의 탈기 포장은 매우 좋은 품질 수준(fresh quality)이 $2{\sim}4$주, 좋은 품질 수준(satisfying quality)이 $12{\sim}24$, 최소 품질 수준(minimally acceptable quality)이 52주 였으며, 볶은 통 커피/함기 포장과 볶은 분쇄 커피/함기 포장은 매우 좋은 품질 수준이 $0.5{\sim}1.0$주, 좋은 품질 수준이 $2{\sim}3$, 최수 품질 수준이 12주이었다. 볶은 통 커피의 포장 방법으로는 one-way valve 포장이 가장 좋은 결과를 나타냈으며 분쇄 커피의 포장 방법으로는 진공 포장과 질소 포장이 가장 좋은 결과를 나타내었다.
The objective of this study was to optimize the conditions for enhancing the antioxidant properties of sword bean (Canavalia gladiata) as a coffee substitute in two processing methods, roasting and grinding. The optimum conditions for removing off-flavor of the bean and maximizing functionality and efficiency were light roasting and cryogenic grinding (< 53 ㎛). In these conditions, extraction yield was 16.75%, total phenolic content (TPC) was 69.82 ± 0.35 mg gallic acid equivalents/g, and total flavonoid content (TFC) was 168.81 ± 1.64 mg quercetin equivalents/100 g. The antioxidant properties were 77.58 ± 0.27% for DPPH radical scavenging activity and 58.02 ± 0.76 mg Trolox equivalents/g for ABTS radical scavenging activity. The values for TFC and ABTS radical scavenging activity were significantly higher (p < 0.05) than in other conditions, and TPC and DPPH radical scavenging activity were second highest in lightly roasted beans, following raw beans. HS-SPME/GC-MS analysis confirmed that the amino acids and carbohydrates, which are the main components of sword bean, were condensed into other volatile flavor compounds, such as derivatives of furan, pyrazine, and pyrrole during roasting. Roasted and cryogenically ground (cryo-ground) sword beans showed higher functionality in terms of TFC, DPPH, and ABTS radical scavenging activities compared to those of coffee. Overall results showed that light roasting and cryogenic grinding are the most suitable processing conditions for enhancing the bioactivity of sword beans.
2014년 서울시에서 유통 되고 있는 볶은 원두커피 50건에 대하여 pH, 총산도, 납, 카드뮴, 카페인, 총 폴리페놀 함량을 분석하였다. pH는 4.72~5.25의 범위에서 평균 4.99를 나타내었고, 배전정도에 따른 pH는 약배전 4.85, 중배전 4.98, 강배전 5.07로 나타났다. 총산도는 평균 1.59%였으며 최소 0.72%에서 최대 2.25%였다. 배전정도에 따른 총 산도는 약배전 1.75%, 중배전 1.56%, 강배전 1.39%로 나타났다. 납, 카드뮴 평균 함량은 각각 0.0112 mg/Kg, 0.0011mg/Kg 이었으며 납 함량은 최소 불검출에서 최대 0.0535 mg/Kg 이었고. 카드뮴 함량은 최소 0.0010 mg/Kg 에서 최대 0.0069 mg/Kg 이었다. 배전정도에 따른 납 함량은 약배전에서 0.0690 mg/Kg, 중배전에서 0.0195 mg/Kg, 강배전에서 0.0129 mg/Kg로 나타났다. 카드뮴의 함량은 약배전에서 0.0005 mg/kg, 중배전에서 0.0017 mg/kg, 강배전에서 0.0032 mg/kg로 나타났다. 시료의 평균 카페인 함량은 12.29 mg/mL이었으며, 최소 0.51 mg/mL 최대 20.28 mg/mL의 함량을 나타내었다. 배전 정도에 따른 평균 카페인 함량은 약배전일 때 12.00 mg/mL, 중배전일 때 12.39 mg/mL, 강배전일 때 12.48 mg/mL을 나타내었다. 생산 국가별로 카페인 함량은 이탈리아 커피의 카페인 함량 평균이 15.58mg/mL로 가장 높게 나타났고, 미국산 커피의 카페인 함량 평균이 11.02 mg/mL로 가장 낮게 나타났다. 시료의 평균 총 폴리페놀 함량은 31.94 mg/mL이었으며, 최소 18.88 mg/mL 최대 43.90 mg/mL의 함량을 나타내었다. 배전 정도에 따른 총 폴리페놀 함량은 약배전 일 때 평균 함량이 34.60 mg/mL로 가장 높게 나타났고, 강배전일 때 평균 함량이 29.72 mg/mL로 가장 낮게 나타났다. 생산 국가별 총 폴리페놀 함량 평균이 37.75 mg/mL로 가장 높게 나타났고, 브라질 커피의 총 폴리페놀 함량 평균이 27.84 mg/mL로 가장 낮게 나타났다.
커피 품종별 3종의 원두에 대한 로스팅 온도는 inlet air 기준으로 $150^{\circ}C$에서 $250^{\circ}C$ 사이로 로스팅 시간은 5, 10, 20분으로 각 조건별 PAHs 함량의 변화를 측정한 결과이다. Arabica 종인 Colombia 원두와 Brazil 원두 공시료의 총 PAHs 함량은 각각 1.78 ${\mu}g$/kg와 1.65 ${\mu}g$/kg로 비슷하였으며, Robusta 종인 India 원두는 0.38 ${\mu}g$/kg로 Arabica 종보다 적은 량이 검출되었다. 총 PAHs 함량도 Robusta 종에서 0.18-2.54 ${\mu}g$/kg이 검출되었으며, Arabica 종인 Colombia 원두와 Brazil 원두는 각각 1.26-215.70 ${\mu}g$/kg, 1.85-178.14 ${\mu}g$/kg로 Arabica 종에서 많이 검출되었으며, 품종별 B[${\alpha}$]P의 함량도 Colombia 원두에서 0.11-0.47 ${\mu}g$/kg, Brazil 원두에서 0.18-0.60 ${\mu}g$/kg, India 원두에서 0.03-0.11 ${\mu}g$/kg으로 Arabica 종에서 많이 검출되었다. 로스팅 조건별 실험 결과 일정한 변화를 보이진 않았지만, 저온 장시간 로스팅 한 시료보다 고온 단시간 로스팅 한 시료에서 총 PAHs가 많이 검출되었음을 확인하였으며, 시료별 실험결과 B[${\beta}$]F 함량은 Arabica 종인 Colombia 원두와 Brazil 원두를 250$^{\circ}C$에서 10, 20분 로스팅 하였을 때 많이 검출되었음을 확인하였다. 이에 따라 시중에 유통되고 있는 로스팅 커피의 모니터링을 통하여 섭취하고 있는 커피의 PAHs의 노출 정도를 파악하고, 커피 생산 공정에서 PAHs의 생성량을 저감화할 수 있는 로스팅 방식(직접가열방식, 열풍가열방식) 및 조건(온도, 시간) 확립에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
커피 생두의 발아 유무와 발아온도에 따른 커피 내 산화방지물질과 산화방지 활성 변화에 대해 살펴보았다. $20^{\circ}C$ 발아 커피는 미발아 커피에 비해 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량이 높았고, DPPH와 ABTS 제거능 또한 높게 나타났다. $40^{\circ}C$ 발아 커피는 $20^{\circ}C$ 발아커피에 비해 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량이 유의적으로 낮았다. 특히, $40^{\circ}C$ 발아 커피는 미발아 커피와 비교했을 때에도 총 폴리페놀 함량이 낮은 것을 확인할 수 있었다. 커피 내 플라보노이드 함량과 산화방지 활성은 강한 양의 상관관계를 보였으나, 총 폴리페놀 함량은 산화방지 활성과 낮은 상관관계를 보였다. 이는 미발아 커피에 비해 $40^{\circ}C$ 발아 커피에서 총 폴리페놀 함량이 유의적으로 감소했음에도 불구하고, DPPH 제거능은 유의적으로 증가하였고, ABTS 제거능은 유의적 차이를 보이지 않은 것과 연관된다. 이상의 결과를 종합해보면, 커피 생두의 발아는 커피 내 산화방지 물질과 산화방지 활성을 높이며, 적절한 발아온도의 설정은 이러한 커피의 생리활성을 극대화할 수 있는 중요한 요소라 할 수 있다.
커피 음료 제조시 생성되는 커피박의 식품자원화에 대한 기초연구로써, 전통 식품인 식혜에 적용하기 위하여, 커피박 열수 추출물을 첨가한 식혜의 당화 과정 중 품질 변화와 항산화 활성 및 저장 중 미생물 변화를 조사하였다. CR 함유 식혜는 대조구에 비해 pH가 높았으며, 당화 시간이 경과함에 따라 모든 시료의 pH는 증가하였다. 당화 완료 시점인 5시간에는 대조구와 CR 첨가구의 pH는 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 산도는 0.06-0.08%의 범위 내에서 변동은 있었으나, CR 농도별 및 당화 시간에 따른 뚜렷한 변화는 나타나지 않았다. 동일 당화 시간에서는 CR 농도가 높을수록 환원당의 함량은 높았고, 동일 시료에서는 당화 시간이 경과할수록 증가하였다. 당화 5시간에서는 CR-0.8과 CR-1.0의 환원당은 각각 48.66, 47.24 mg/mL를 나타내어 대조구(45.10 mg/mL)에 비해 유의적으로 높았다(p<0.05). 당화 시간이 경과할수록, CR 첨가 식혜는 대조구에 비해 어둡고, 적색도 및 황색도가 증가하였으며, CR의 농도가 높을수록 이러한 경향은 뚜렷하였다. 총 폴리페놀 함량과 총 플라보노이드 함량은 CR을 함유한 식혜가 대조구에 비해 유의적으로 높았으며, CR 농도 비율이 증가될수록 높았다. 특히, CR-1.0은 대조구에 비해 총 플라보노이드 함량이 약 3배 이상 높았다. DPPH 라디칼 소거능과 아질산염 소거능은 CR 첨가 비율이 증가할수록 유의적으로 증가하였다. CR-1.0은 대조구에 비해 DPPH 라디칼 소거능은 약 3배이상, 아질산염 소거능은 약 3.8배 이상 증가하였다. CR 첨가 식혜의 종합적 기호도는 CR-1.0(3.04)을 제외한 나머지 CR 첨가구는 모두 대조구(3.32)보다 높았으며 특히, CR-0.6은 종합적 기호도 뿐만 아니라, 맛, 색, 향에서도 가장 높은 평가를 나타내었다. $4^{\circ}C$에서 20일 동안 저장한 식혜의 일반세균수를 조사한 결과, 대조군은 $10^3CFU/mL$이었고, CR을 첨가한 식혜는 $10^1-10^2CFU/mL$를 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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