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문제 정의
- 그러나 배전강도에 따른 커피 원두의 향기성분을 분석하여 headspace aroma의 휘발성 향기성분과 관능적 특성과의 상관관계를 규명하기 위한 체계적이고 종합적인 연구는 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 4종류의 서로 다른 커피원두를 배전강도에 따라 변화되는 커피의 이화학적 특성 및 향기성분을 분석하여 배전강도에 따른 구성성분의 변화와 배전 후 관능에 미치는 영향을 연구하고자 한다.
제안 방법
- 본 연구는 Arabica종(CS, BS)과 Robusta종(EM, IR)의 품종이 다른 커피원두를 사용하여 약, 중, 강배전 정도에 따른 이화학적 특성과 향기성분을 분석하여 배전강도에 따른 구성성분의 변화와 배전 후 관능에 미치는 영향을 연구하였다. 배전 정도에 따른 수분함량은 모든 원두에서 배전강도가 강해질수록 수분함량은 감소하였으며 중배전에서 수분함량이 급격히 줄어들어 강배전에서는 1.
- 열풍식, 배치식 드럼로스터(Cafe Rosto Pro 1, IMEX, Seoul, Korea)를 사용하여 3단계(약배전: light, 중배전: medium, 강배전: dark)로 배전하였으며, 약배전 조건은 210oC에서 210초, 중배전은 220oC에서 230초, 강배전은 230oC에서 250초 동안 배전하였고, 배전이 끝난 모든 시료는 실온에서 충분히 냉각한 후 -20oC에서 냉동 보관하면서 실험에 사용하였다. 냉동 보관된 커피를 상온에서 3시간 해동한 후 배전커피용 분쇄기(Caimano, ANFIM, Milano, Italy)를 사용하여 중간 정도의 입자크기(600 μm)로 분쇄하여 시료로 사용하였다.
대상 데이터
- 관능평가는 관능검사의 목적, 방법 및 평가기준을 잘 이해하고 농도 테스트, 동일한 커피를 구분하는 등의 기본적인 시험을 거쳐 훈련시킨 관능 패널 요원 10명을 선정하여 실시하였다. 각각 약, 중, 강배전 된 커피를 커피메이커를 이용하여 분쇄된 커피 16.
- 본 실험에 사용한 커피 원두는 국내 수입상에서 구입한 Colombia supremo, Brazil Santos No.2의 2가지 아라비카종커피(Coffeea arabica)와 Ethiopia mocha harrar G4, Indonesia robusta의 2가지 로부스타종 커피(Coffeea canephora)를 사용하였다.
데이터처리
- 통계분석은 SPSS 통계프로그램(Statistical Package for the Social Science, Ver. 12.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 각 측정군의 평균과 표준편차를 산출하고 처리간의 차이 유무를 one-way ANOVA(Analysis of Variation)으로 분석한 뒤 Duncan's multiple range test를 이용하여 p<0.05 수준에서 유의성을 검정하였다.
이론/모형
- 배전된 커피의 수분함량 분석은 AOAC 방법(17)을 토대로 105oC 상압가열건조법으로 측정하였으며, 커피 원두 300g을 채취하여 강, 중, 약으로 배전한 후 각각의 총 무게를 측정하여 무게 손실률을 계산하였다.
- 본 실험에 사용된 향기성분 분석은 static headspace gas chromatography(HS-GC) method로써 Kim(19)의 방법을 토대로 분석하였다. 배전된 커피 시료 1.
- 여과된 추출액을 pH meter(K-360, KjelFlex, Flawil, Switzerland)로 각 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다. 총 산도는 Seo(18)의 방법에 따라 분석하였다. 추출액 10 mL를 증류수 20 mL에 넣어 3배 희석하고 0.
성능/효과
- 배전강도에 따른 커피 원두의 배전 전과 후의 무게를 측정하여 총 무게 손실률을 계산한 결과는 Table 3과 같다. 300g의 커피 생두를 사용하여 약배전한 경우에는 배전 전의 총 무게보다 12.1～17.8%, 중배전인 경우에는 18.9～20.6%, 강배전에서는 25.0～34.7%로 배전시간이 길어짐에 따라 총 무게 손실률은 급격하게 증가하는 것을 볼 수 있었다. 이는 배전강도가 높아질수록 배전 과정 중에 수분과 탄산가스의 방출 그리고 열분해로 인해 많은 화합물들이 방출되었기 때문이다.
- 본 연구에서도 4종류의 커피원두에서 배전 조건이 강할수록 커피의 pH는 증가하지만 총 산도는 감소하는 경향으로 나타났다(Table 4). 강, 중, 약으로 배전한 커피 원두를 추출 즉시 pH를 측정한 결과 약배전 시에는 pH가 4.81～5.27, 중배전인 경우에는 5.27～5.61, 그리고 강배전인 경우에는 5.54～6.01로 배전 조건이 강해질수록 pH가 증가하는 경향을 보였으며 약배전보다 중배전에서 pH는 급격하게 증가하였다. 또한 Ethiopia 원두가 배전 조건의 강약에 따라 가장 많은 pH의 변화를 보였다.
- Lee 등(31)의 연구에 의하면 강배전한 에스프레소 커피의 경우에는 다당류가 많이 잔류하게 되는데, 이러한 다당류가 향기성분의 잔류, 추출액의 점도, 풍부함 등을 느낄 수 있도록 한다고 보고되어 있다. 관능평가에서 각 항목별 관능지수와 Aroma Index M/B와의 상관관계를 살펴보면 Aroma Index M/B의 주요 요소인 2-methylfuran의 함량은 배전 조건이 강해질수록 Robusta종이 Arabica종에 비해서 상대적으로 많이 생성되며, 이러한 특성은 Robusta 배전커피의 향기 및 전반적인 관능 특성에 영향을 미치는 것으로 추측된다.
- 배전 과정 중에 커피에 함유되어 있는 다 결정 구조의 산들은 분해되어 저분자화 되며, 휘발산은 휘발되어 산도는 감소하고 pH는 증가한다(22). 본 연구에서도 4종류의 커피원두에서 배전 조건이 강할수록 커피의 pH는 증가하지만 총 산도는 감소하는 경향으로 나타났다(Table 4). 강, 중, 약으로 배전한 커피 원두를 추출 즉시 pH를 측정한 결과 약배전 시에는 pH가 4.
- 본 실험에서 분석한 로스팅 정도에 따른 커피원두의 휘발성 향기성분을 분석하여 그 결과를 Table 6에 나타내었다. 약 20여종의 휘발성 향기성분이 검출되었으며, 배전 조건이 강해지면서 몇 가지 성분을 제외한 대부분의 성분들은 증가하는 경향을 나타냈다. 특히 furan 유도체 화합물들의 증가정도는 다른 성분들에 비해서 매우 높았다.
- 약, 중, 강배전 된 커피에 대한 전체적인 향기의 관능지수는 약배전> 중배전> 강배전 순으로 나타났다. 이러한 결과는 “buttery” 속성을 나타내는 diacetyl 및 2,3-pentanedione 함량이 약배전보다 강배전 조건으로 배전 정도가 강할수록 상대적으로 적어지는 것과 연관이 있는 것으로 추측되며, 또한 강배전에서 “etheral” 특성을 나타내는 2-methylfuran의 함량이 증가하여 전체적인 향기의 관능지수가 감소한 것으로 추정된다. 4종류의 원두커피에서 강배전 조건에서 쓴맛과 탄맛을 강하게 느끼는 경향을 보였고 특히 Brasil 원두는 강배전 조건에서 1.
- 커피 품종별로는 그 차이가 미미하지만 Robusta 커피원두가 Arabica에 비해서 각각의 성분들 즉, acetaldehyde, acetone, furan, 2-methylpropanal, 3-methylbutanal, 2-methylbutanal 및 furfural acetate 함량이 상대적으로 많은 것으로 나타났다. Gutmann 등(30)의 연구에서도 Robusta 커피원두에서 furan류, pyrazine, benzene, 2-butanone, 2-methylpropanal, 2-methylbutanal 및 3-methylbutanal 함량이 Arabica에 비해서 현저하게 많았고, terpenes, 3-methylbutan-1-ol 및 3-octanone 함량은 상대적으로 적은 것으로 보고하였다.
- 커피의 생두 및 배전 정도에 따른 수분의 함량 변화는 Table 2와 같이 Ethiopia 생두의 수분함량이 8.3%로 가장 낮았으며 그 외의 생두는 수분함량이 10.2～11.9% 범위로 비슷하였다. 이는 수확한 생두를 처리하는 방식에서 습식법과 건식법에 의한 차이인 것으로 생각된다(20).
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