브라질 몬테알레그레 커피와 에티오피아 시다모 커피를 약배전, 중배전, 강배전으로 볶아 색도, 총 페놀 함량, 카페인, 클로로겐산 함량을 분석하였다. 총 페놀함량은 3.06~3.31%, 카페인 함량은 0.81~1.11%로 배전과정 중 큰 차이를 나타내지 않았다. 브라질 커피의 클로로겐산 함량은 2.15%(약배전)에서 1.32%(강배전)으로 감소하였고, 에티오피아 커피의 클로로겐산 함량은 2.27%(약배전)에서 0.49%로 감소하였다. DPPH와 ABTS 라디칼 소거능은 약배전 시료와 강배전 시료간에 큰 차이를 나타내지 않았다. GC를 기초로 한 전자코를 이용하여 배전 정도에 따른 향기패턴을 분석한 결과 향기패턴의 차이를 잘 구분할 수 있었다. 전자혀 분석기술을 이용하여 각기 달리 배전한 시료를 분석한 결과 신맛과 단맛은 배전이 진행됨에 따라 감소했다. 전자코와 전자혀 분석기술은 배전과정 중에 향기와 맛을 평가하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이다.
브라질 몬테알레그레 커피와 에티오피아 시다모 커피를 약배전, 중배전, 강배전으로 볶아 색도, 총 페놀 함량, 카페인, 클로로겐산 함량을 분석하였다. 총 페놀함량은 3.06~3.31%, 카페인 함량은 0.81~1.11%로 배전과정 중 큰 차이를 나타내지 않았다. 브라질 커피의 클로로겐산 함량은 2.15%(약배전)에서 1.32%(강배전)으로 감소하였고, 에티오피아 커피의 클로로겐산 함량은 2.27%(약배전)에서 0.49%로 감소하였다. DPPH와 ABTS 라디칼 소거능은 약배전 시료와 강배전 시료간에 큰 차이를 나타내지 않았다. GC를 기초로 한 전자코를 이용하여 배전 정도에 따른 향기패턴을 분석한 결과 향기패턴의 차이를 잘 구분할 수 있었다. 전자혀 분석기술을 이용하여 각기 달리 배전한 시료를 분석한 결과 신맛과 단맛은 배전이 진행됨에 따라 감소했다. 전자코와 전자혀 분석기술은 배전과정 중에 향기와 맛을 평가하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이다.
Brazil (Monte Alegro) and Ethiopia (Sidamo) coffee beans were roasted at three different roasting levels(light, medium, and dark), and were analyzed for color, total phenolic compound, caffeine, and chlorogenic acid contents. The total phenolic and caffeine contents remained unchanged during roastin...
Brazil (Monte Alegro) and Ethiopia (Sidamo) coffee beans were roasted at three different roasting levels(light, medium, and dark), and were analyzed for color, total phenolic compound, caffeine, and chlorogenic acid contents. The total phenolic and caffeine contents remained unchanged during roasting. The chlorogenic acid levels of the Brazil and Ethiopia samples decreased with roasting. The antioxidant activities were measured using DPPH and ABTS. The radical scavenging activities of the light-roasted and dark-roasted coffee beans were similar. The flavor patterns of roasted coffee beans were analyzed using an electronic nose system based on gas chromatography. The data revealed that the flavor patterns of the roasted coffee beans could be separated via discriminant function analysis (DFA) method. The taste of the roasted coffee beans was analyzed using an electronic tongue system. The sourness and sweetness were decreased with roasting.
Brazil (Monte Alegro) and Ethiopia (Sidamo) coffee beans were roasted at three different roasting levels(light, medium, and dark), and were analyzed for color, total phenolic compound, caffeine, and chlorogenic acid contents. The total phenolic and caffeine contents remained unchanged during roasting. The chlorogenic acid levels of the Brazil and Ethiopia samples decreased with roasting. The antioxidant activities were measured using DPPH and ABTS. The radical scavenging activities of the light-roasted and dark-roasted coffee beans were similar. The flavor patterns of roasted coffee beans were analyzed using an electronic nose system based on gas chromatography. The data revealed that the flavor patterns of the roasted coffee beans could be separated via discriminant function analysis (DFA) method. The taste of the roasted coffee beans was analyzed using an electronic tongue system. The sourness and sweetness were decreased with roasting.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 배전 정도가 다른 시료의 향과 맛을 전자코와 전자혀를 동시에 이용하여 향과 맛의 패턴을 분석하여 커피의 배전공정 중의 시료간의 차이를 알아보고자 하였다. 이를 통해 향후 배전 중의 커피원두의 맛과 향을 구별할 수 있는 기초자료로 활용하고자 한다.
본 연구의 목적은 배전 정도 (약, 중, 강)에 따라 색의 변화뿐만 아니라 카페인, 클로로겐산, 총 폴리페놀 성분의 변화, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)과 2,2'- anizo-bis (3-ethylbenzothiazo-line-6-sulfonic acid)(ABTS) 라디칼 소거활성을 측정하는 것이었다.
따라서 본 연구에서는 배전 정도가 다른 시료의 향과 맛을 전자코와 전자혀를 동시에 이용하여 향과 맛의 패턴을 분석하여 커피의 배전공정 중의 시료간의 차이를 알아보고자 하였다. 이를 통해 향후 배전 중의 커피원두의 맛과 향을 구별할 수 있는 기초자료로 활용하고자 한다.
가설 설정
3)Values followed by the same letter in the same column are not significantly different (p<0.05).
제안 방법
분석에 사용된 전자코는 두 개의 column(100 μm id # DB5,100 μm id #DB1701)과 두 개의 FID(flame ionization detectors)에 연결되어 있었다. 각 시료는 6회 반복을 실시하였다. 통계 처리에는 Alpha MOS에서 제공된 소프트웨어를 사용하였다(17).
각 추출물 시료를 2배 희석 만들어 96 well plate에 20 μL 부터 계열희석 분주하고, ABTS 라디칼 용액 180 μL씩 가하였다.
1, Kent, UK)에 여과한 액 25 mL를 유리용기에 담아 자동시료측정기에 놓았다. 모든 시료는 6회 반복하여 실시하였으며 단일 샘플의 분석 후 센서 헹굼 과정을 거쳤다. 통계 처리에는 Alpha MOS에서 제공된 소프트웨어를 사용하였다.
배전 정도에 따른 차이를 GC-전자코로 분석하고자 하였다. 커피분쇄기(Type R-220, Fujikouki Co.
배전커피2 g을 정확히 평량하여 끓는 증류수(96℃) 20 mL를 더한 후 15분 동안 hot plate에서 서서히 가열하였으며, 상온에서 냉각시킨 후 0.45 μm filter로 여과하여 최종 검체로 하였다.
브라질 몬테알레그레 커피와 에티오피아 시다모 커피를 약배전, 중배전, 강배전으로 볶아 색도, 총 페놀 함량, 카페인, 클로로겐산 함량을 분석하였다. 총 페놀함량은 3.
커피 생두 120 g을 175~190℃의 온도에서 볶았으며, 볶음 조건은 ‘1차 균열 시작 전, 1차 균열 시작 후, 2차 균열 시작 후’로 하였다. 브라질 커피는 생두를 175℃에서 투입하여 각각 9분 162℃, 10분 180℃, 12분 10초 185℃에 배출하였다. 에티오피아 생두는 175℃에 투입하여 8분 20초 173℃, 8분 50초 175℃, 13분 185℃에 배출하였다.
Syringe purge는 3초를 유지한 후 thermostated tray holder에 놓은 후 head space syringe를 사용하여 5 mL을 취하였다. 시료는 자동시료채취기가 연결된 전자코(GC type E Nose Heracles II, Alpha M.O.S., France)로 분석하였다. 분석에 사용된 전자코는 두 개의 column(100 μm id # DB5,100 μm id #DB1701)과 두 개의 FID(flame ionization detectors)에 연결되어 있었다.
추출물의 총 페놀 함량은 Folin-Ciocalteu시약을 사용하여 측정하였다. 추출물 2 μL를 물 78 μL와 Folin-Ciocalteu phenol reagent(Sigma-Aldrich) 20 μL를 가형 실온에서 5분간 반응시킨 후, 20% Na2CO3 로100 μL를 가한 후 암소에서 30분 동안 방치한 후 Synergy HT- Multi-microplate reader(Bio-Tek Instruments, Winooski, VT, USA)를 이용하여 515 nm에서 흡광도를 측정하였다.
카페인은 278 nm, 클로로겐산은 330 nm에서 측정하였다. 표준용액 제조는 카페인과 클로로겐산(Sigma, St. Louis, MO, USA)을 각각 1,000 ppm 으로 만든 다음 희석하여 검량곡선을 작성한 다음 시료에 대해서 농도를 측정하였다.
대상 데이터
본 연구에서 사용한 커피생두는 Coffea arabica 종으로 브라질(Brazil) 미나스 제라이스 주에 위치한 몬테 알레그레 농장(Monte Alegro Estate)과 에티오피아(Ethiopia) 시다모 (Sidamo) 지역에서 2013년에 생산된 생두이었다.
분석기기로서 Agilent 1200 HPLC system(Agilent Technologies, Palo Alto, CA, USA)을 사용하였고, column은 reverse-phase column Pinnacle C-18(Restek, USA)(250×4.6 mm, 5 μm id) 을 사용하였다.
분석에 사용된 전자코는 두 개의 column(100 μm id # DB5,100 μm id #DB1701)과 두 개의 FID(flame ionization detectors)에 연결되어 있었다.
B 용매의 비율을 2%에서 시작하여 20분 후에 32%, 30분 후에 40%, 40분 후에 95%가 되게 하였다. 카페인은 278 nm, 클로로겐산은 330 nm에서 측정하였다. 표준용액 제조는 카페인과 클로로겐산(Sigma, St.
커피생두는 열전도 방식 로스터인 프로밧 샘플로스터 (Probat, Emmerich, Germany)를 이용하여 동일한 조건하에서 볶았다.
데이터처리
각 시료는 6회 반복을 실시하였다. 통계 처리에는 Alpha MOS에서 제공된 소프트웨어를 사용하였다(17).
이론/모형
ABTS 라디칼 소거능은 Re 등(20)의 방법에 따라 측정하였다. ABTS 라디칼 용액은 3.
DPPH 라디칼 소거능은 Blois 방법(19) 에 따라 측정되었다. 각 추출물 시료를 2배 희석하여 96 well plate에 20 μL 부터 계열희석 분주하였고, 400 μM DPPH용액 180 μL를 넣고 혼합하여 상온의 어두운 곳에 30분 간 방치한 다음 515 nm에서 흡광도를 측정하였다.
전자공여능은 활성 라디칼에 전자를 공여하여 식품 중의 지방질 산화를 억제하는 척도로 이용되고 있을 뿐만 아니라 인체 내에서 활성 라디칼에 의한 노화를 억제하는 척도로 이용되고 있다. 배 전에 따른 커피의 항산화능을 DPPH 및 ABTS 방법으로 측정하였다. DPPH radical 소거활성을 측정한 결과 에티오피아 시료에서는 배전과정이 진행됨에 따라 감소하는 것으로 나타났으나 유적인 차이를 나타내지 않았고, 브라질 시료에서도 중배전에서 증가하였다가 강배전에서는 약간 감소하는 것으로 나타났으나 유의적인 차이를 보이지 않았다 (Table 2).
카페인 및 클로로겐산은 두 성분을 동시에 분석할 수 있는 Hecimovic(18)등의 방법에 따라 행하였다. 배전커피2 g을 정확히 평량하여 끓는 증류수(96℃) 20 mL를 더한 후 15분 동안 hot plate에서 서서히 가열하였으며, 상온에서 냉각시킨 후 0.
성능/효과
배 전에 따른 커피의 항산화능을 DPPH 및 ABTS 방법으로 측정하였다. DPPH radical 소거활성을 측정한 결과 에티오피아 시료에서는 배전과정이 진행됨에 따라 감소하는 것으로 나타났으나 유적인 차이를 나타내지 않았고, 브라질 시료에서도 중배전에서 증가하였다가 강배전에서는 약간 감소하는 것으로 나타났으나 유의적인 차이를 보이지 않았다 (Table 2).
DPPH와 ABTS 라디칼 소거능은 약배전 시료와 강배전 시료간에 큰 차이를 나타내지 않았다. GC를 기초로 한 전자코를 이용하여 배전 정도에 따른 향기 패턴을 분석한 결과 향기패턴의 차이를 잘 구분할 수 있었다. 전자혀 분석기술을 이용하여 각기 달리 배전한 시료를 분석한 결과 신맛과 단맛은 배전이 진행됨에 따라 감소했다.
L값(lightness)은 0~100(흑색에서 백색) 으로 명도를 나타내며, a값(redness)은 녹색에서 적색으로 적색도를 나타내며, b값(yellowness)은 청색에서 황색으로 황색도를 나타낸다. 배전과정 중 에티오피아 커피와 브라질 커피는 명도, 적색도, 황색도 모두 크게 감소하는 것으로 나타났다. 이는 배전 후 분쇄한 원두커피 분말의 색도는 배전시간이 길어짐에 따라 L, a, b값이 낮아졌다고 보고한 다른 연구자들의 결과와 비슷한 결과였다(21,22).
Umami맛은 glutamate, nucleotide인 inosinate(IMP)에 의한 맛으로 단맛과 짠맛을 더 느끼게 하여 음식에서의 소금, 지방, 칼로리의 섭취를 줄일 수 있으며, 신맛과 쓴맛을 덜 느끼게 하여 커피의 쓴맛에 민감함 사람들로 하여금 커피의 쓴맛을 더 부드럽게 느끼게 한다는 것이다(33). 본 연구에서 에티오피아 커피와 브라질 커피 배전에 따라 umami맛이 증가하는 것으로 나타났으며, 에티오피아 커피보다는 브라질 커피에서의 umami 맛이 더 강한 것으로 나타났다.
분석 결과 가로축에 해당하는 DF1의 F값이 62.44%, 세로축에 해당하는 DSF2의 값이 33.73%로 시료간의 차별성이 x축과 y축이 2:1의 비율로 영향을 받아 구분되었다. 약배전 시료는 DF1의 0에 가까웠으며, 에티오피아 커피 중배전한 시료는 DF1의 왼쪽 범주에 속했으며, 강배전 시료는 오른쪽 범주에 속하여 뚜렷한 차이를 보였다.
배전 중 당분의 일부는 탄산가스로 변화되어 방출되고, 당분의 일부는 카라멜화(caramelization)변화를 일으키며, 아미노산과의 반응에 의하여 멜라노이딘이 생성되는 갈변 반응(Maillard reaction)이 일어나 단당류의 함량이 감소하는 것으로 알려져 있다(32). 브라질 커피와 에티오피아 커피 모두 배전 중에 단맛이 감소되는 것으로 나타났다(Fig. 2). 1908년 Ikeda에 의해 발견된 umami(감칠)맛은 단맛, 신맛, 짠맛, 쓴맛에 이어 5번째의 맛으로 알려져 있으며, 최근 들어 음식업계에서 관심을 끌고 있다.
11%로 배전과정 중 큰 차이를 나타내지 않았다. 브라질 커피의 클로로겐산 함량은 2.15%(약배전)에서 1.32%(강배전)으로 감소하였고, 에티오피아 커피의 클로로겐산 함량은 2.27%(약배전)에서 0.49%로 감소하였다. DPPH와 ABTS 라디칼 소거능은 약배전 시료와 강배전 시료간에 큰 차이를 나타내지 않았다.
이는 배전 후 분쇄한 원두커피 분말의 색도는 배전시간이 길어짐에 따라 L, a, b값이 낮아졌다고 보고한 다른 연구자들의 결과와 비슷한 결과였다(21,22). 에티오피아 커피는 브라질 커피보다 명도, 적색도, 황색도의 변화의 폭이 훨씬 더 커서 배전 중 색의 변화가 훨씬 더 큰 것으로 나타났다. 배전에 의해 커피색이 갈색 또는 검은색으로 변하는 원인으로는 배전과정 중의 Maillard 반응에 의해 생성되는 melanoidin과 같은 색소 때문이라고 보고되고 있다(23).
본 연구에서의 커피 배전중 클로로겐산 함량 분석 결과는 Table 2와 같다. 에티오피아 커피는 약배전 2.27%에서 강배전 0.49%로 크게 감소했으며, 브라질 커피의 경우에도 약배전 2.15%에서 강배전 1.32%로 크게 감소하여 에티오피아 커피가 브라질 커피보다 배전 중 클로로겐산 함량 변화가 훨씬 큰 것으로 나타났다. Belitz 등은 볶은 커피는 2.
GC를 기초로 한 전자코를 이용하여 배전 정도에 따른 향기 패턴을 분석한 결과 향기패턴의 차이를 잘 구분할 수 있었다. 전자혀 분석기술을 이용하여 각기 달리 배전한 시료를 분석한 결과 신맛과 단맛은 배전이 진행됨에 따라 감소했다. 전자코와 전자혀 분석기술은 배전과정 중에 향기와 맛을 평가하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이다.
브라질 몬테알레그레 커피와 에티오피아 시다모 커피를 약배전, 중배전, 강배전으로 볶아 색도, 총 페놀 함량, 카페인, 클로로겐산 함량을 분석하였다. 총 페놀함량은 3.06~3.31%, 카페인 함량은 0.81~1.11%로 배전과정 중 큰 차이를 나타내지 않았다. 브라질 커피의 클로로겐산 함량은 2.
커피원두의 품종별에 따른 커피의 카페인 함량은 Table 2에 나타나 바와 같이 에티오피아 커피는 약배전 시료에서는 0.81%, 강배전에서는 0.87% 수준이었으며, 브라질 커피의 경우 약배전 시료에서는 0.87%, 강배전에서는 1.11%로 브라질 커피가 약간 높게 나타났으나 배전과정에서 유의적인 차이는 없는 것으로 나타났다. Kim 등(5)은 Arabica 품종인 Columbia및 Brazil은 건조함량으로서 약 1.
후속연구
브라질 커피를 배전한 것과 에티오피아 커피를 배전한 시료 사이에 각기 다른 향의 패턴 양상을 보이고 있는데 이를 함께 비교하는 데에 혼동이 야기될 수 있다고 여겨진다. 따라서 두 시료의 분석 데이터를 따로 나누어 배전 정도에 따라 각각의 시료가 어떤 양상을 보여주는지를 살펴보는 것이 바람직할 것으로 사료된다. 이는 우리가 보기에는 이들이 같은 커피라고 볼 수 있으나 전자코는 전혀 다른 것들이라고 인식할 수가 있음을 의미한다.
전자혀 분석기술을 이용하여 각기 달리 배전한 시료를 분석한 결과 신맛과 단맛은 배전이 진행됨에 따라 감소했다. 전자코와 전자혀 분석기술은 배전과정 중에 향기와 맛을 평가하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
커피의 배전(볶음)과정에서 어떤 현상이 발생하는가?
생두 커피는 향과 맛이 거의 없으며, 배전(볶음)과정에서 여러 가지 화학반응을 일으켜 바람직한 향과 맛을 지닌 커피가 만들어진다. 이 과정에서 갈색이 생기고 여러 가지 향미성분들의 생성 및 분해, 산화, 환원 등의 다양한 화학반응뿐만 아니라 중량감소, 밀도감소, 탄산가스 등의 휘발과 같은 물리적 변화도 발생하는 매우 복잡한 과정이다(4,5). 그러나 배전과정은 생두의 종류와 상태, 로스터기의 종류, 배전정도(약, 중, 강)에 따라 다르다.
커피는 무엇인가?
커피는 꼭두서니과(Rubiaccae family)에 속하는 식물로 아라비카(Arabica)품종과 로부스타(Robusta)품종으로 나뉜다. 커피 세계 총생산량의 약 76%를 차지하는 아라비카 품종은 향미가 풍부하고 0.
커피 중 로부스타 품종의 특징은 무엇인가?
4%의 카페인을 함유하고 있으며, 주로 중남미, 아프리카, 인도 등에서 생산된다. 로부스타 품종은 거칠고 향미가 강해 인스턴트 커피나 블랜드용으로 사용되며 1.7~4.0%의 카페인을 함유하는 것으로 알려져 있으며, 주로 동남아시아, 중앙아프리카 등에서 재배된다(1). 커피나무에서 수확된 커피체리는 겉껍질을 벗겨내면 점액질(mucilage)이 나타나고 속에는 내과피 (parchment)와 은피(silverskin)로 둘러 싸여진 2개의 씨앗이 마주 보고 있다(2)
참고문헌 (33)
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