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문제 정의
- 본 연구에서는 찬물에서 오랜시간 우려내는 더치커피의 향기성분을 알아보고자 커피의 추출시간별 향기성분의 변화와 저장기간에 따른 변화를 알아보았다. 주된 향기성분은 2-furfuryl acetate(21.
제안 방법
- SPME fiber(57348-U, Supelco, Bellefonte, PA, USA)는 50/30 µm로 Divinylbenzen/ carboxen/polydimethylisoxane(DVB/CAR/PDMS)가 혼합된 fiber를 사용하였다. Fiber에 향기성분을 흡착시키기 전시료를 평형시키기 위해 커피시료 20 mL을 넣은 vial을 60℃에서 4분간 headspace를 형성시킨 후 10분간 흡착시킨 후에 GC/MS로 분석하였다.
- GC/MS에 의한 Headspace 분석은 Lee JS 등(2011)의 방법을 변형하여 실험에 사용하였다. SPME fiber(57348-U, Supelco, Bellefonte, PA, USA)는 50/30 µm로 Divinylbenzen/ carboxen/polydimethylisoxane(DVB/CAR/PDMS)가 혼합된 fiber를 사용하였다.
- Roaster(PROBATONE L12, PROBAT, GERMAN 2011)로, 볶는 정도는 중강 배전(시티-풀시티 중간정도)하였고 디팅 글라인더(KR804, Ditting Maschinen AG, Switzland)를 이용하여 분쇄도 7(약 700마이크론)로 그라인딩하였다.
- 이에 본 연구에서는 일반적으로 많이 소비되는 커피품종의 원두를 사용하여 더치방식으로 추출했을 때 더치커피의 향기성분을 추출시간별로 분석하였다. 더불어 추출 후 약간의 후숙성과정을 거치는 더치커피의 특성을 고려하여 시간의 경과에 따른 향기성분의 조성변화를 7일까지 분석 연구하였다.
- 더치커피는 저온에서 장시간 추출을 한 후 경우에 따라서는 숙성과정을 거친 후 소비되는 경향이 있어서 시간이 지난 후 향기성분의 변화가 있는지 관찰하였다.
- 4℃ 냉장상태에서 추출한 더치커피의 향기성분은 Table 2와 같다. 더치커피의 향기성분은 보고된 바가 없으므로 Wiley and NIST library file을 이용하여 동정된 모든 향기성분의 retention time(이하 RT)과 성분명을 나타내었다.
- 시간별(0-3, 4-5, 6-7, 8-9 hr)로 추출한 더치커피를 밀봉한 상태로 냉장보관(4℃)하여 0, 1, 3, 5 그리고 7일 동안의 향기성분 변화를 측정하였다. 각 날짜별로 일정한 시간에 더치커피시료를 20 mL 취하여 Headspace vial(23×75, Sigma-Aldrich)에 넣은 후 cap으로 밀봉하여 GC/MS분석 시료로 사용하였다.
- 이에 본 연구에서는 일반적으로 많이 소비되는 커피품종의 원두를 사용하여 더치방식으로 추출했을 때 더치커피의 향기성분을 추출시간별로 분석하였다. 더불어 추출 후 약간의 후숙성과정을 거치는 더치커피의 특성을 고려하여 시간의 경과에 따른 향기성분의 조성변화를 7일까지 분석 연구하였다.
- 분쇄한 커피 약 100 g을 유리카트리지(지름 50 mm, 길이 25 cm)에 담아 필터를 넣고 탬퍼(지름 48 mm, 높이90 mm)를 이용하여 균일하게 탬핑을 하였다. 찬물로 우려내는 더치커피 본래의 추출방식에 맞게 온도에 맞추고자 추출기구를 4℃ 냉장고에 설치하고 커피가루에 13초마다 한방울씩 물을 떨어뜨려 2시간쯤 충분히 적시고 그 후엔 10초마다 한방울씩 떨어지도록 조절하였다. 추출하는 사람의 선택에 의해 더치커피의 추출시간이 5시간부터 12시간까지 다양하므로 각 추출구간의 특색을 살피려고 처음부터 3시간, 4~5시간, 6~7시간, 8~9시간 추출되는 커피액을 분리하여 수거하였다.
- 추출시간이 다른 더치커피를 1일, 3일, 5일, 7일 시간이 경과한 후 성분의 변화를 분석하였다. 시간이 지남에 따라 구성비율에서 뚜렷한 변화는 나타나지 않았으나(Fig.
- 찬물로 우려내는 더치커피 본래의 추출방식에 맞게 온도에 맞추고자 추출기구를 4℃ 냉장고에 설치하고 커피가루에 13초마다 한방울씩 물을 떨어뜨려 2시간쯤 충분히 적시고 그 후엔 10초마다 한방울씩 떨어지도록 조절하였다. 추출하는 사람의 선택에 의해 더치커피의 추출시간이 5시간부터 12시간까지 다양하므로 각 추출구간의 특색을 살피려고 처음부터 3시간, 4~5시간, 6~7시간, 8~9시간 추출되는 커피액을 분리하여 수거하였다.
대상 데이터
- 2012년산 탄자니아(A), 콜롬비아(Excelso), 케냐(AA), 에티오피아산(G2) 아라비카종 생두를 구입하여 70:10:10:10의 비율로 혼합하여 사용하였다.
- SPME fiber(57348-U, Supelco, Bellefonte, PA, USA)는 50/30 µm로 Divinylbenzen/ carboxen/polydimethylisoxane(DVB/CAR/PDMS)가 혼합된 fiber를 사용하였다.
- 각 날짜별로 일정한 시간에 더치커피시료를 20 mL 취하여 Headspace vial(23×75, Sigma-Aldrich)에 넣은 후 cap으로 밀봉하여 GC/MS분석 시료로 사용하였다.
- 수돗물을 에버퓨어정수기(MC2-single, 에버퓨어사, 한국)로 정수한 물(TDS 80내외)을 실험에 사용하였다. 처음 커피 원두를 충분히 적시기까지는 13초마다 한방울을, 그 후에는 10초마다 한방울을 떨어뜨려 커피가루 100 g을 사용하는 한 카트리지 당 약 0.
데이터처리
- DATA분석은 RI와 spectrum을 비교하여 Wiley and NIST library file(Wiley B 2013)을 이용하여 동정하였고 측정된 향기성분은 각각의 피크면적을 총피크면적으로 나눈 값으로 %로 나타내었다.
성능/효과
- Korhonova M 등(2009)은 acetic acid, 1-hydroxy-2-propanone, pyrazine, pyridine, 2-methylpyrazine, furfural, furfuryl alcohol. 1,2-ethanediol diacetate, 2,6-dimethylpyrazine, 2- ethylpyrazine, 5-methylfurfural, furfuryl acetate, 2-ethyl-6- methylpyrazine, 3-ethyl-2,5-dimethyl pyrazine, 1-furfuryl pyrrole의 15종을 아라비카와 로부스타 커피의 대표적인 향기성분으로 분석하였는데 이는 본 실험과 같이 추출한 커피가 아닌 분쇄한 커피에서 얻어진 결과여서 더치커피의 향기성분과 다소의 차이를 보이고 있었으나 향기성분의 80% 이상을 차지하는 주요 성분으로 꼽은 acetic acid, 2-methylpyrazine, furfural, furfuryl alcohol, 2,6-dimethylpyrazine, 5-methylfurfural의 6종은 acetic acid만 제외하고 더치커피의 주요 향기성분과 동일했다. 단지 본 실험인 더치커피에서 이들이 차지하는 비중은 훨씬 낮아 25.
- 시간이 지남에 따라 구성비율에서 뚜렷한 변화는 나타나지 않았으나(Fig. 3) 가장 초기 추출물인 pyridine만 약간의 등락이 관찰되었다. 다양한 향기성분이 검출된 초기추출물의 시간변화에 따른 조성변화를 따로 살펴보았더니(Fig.
- 다양한 향기성분이 검출된 초기추출물의 시간변화에 따른 조성변화를 따로 살펴보았더니(Fig. 4) 주요 향기 성분의 조성은 뚜렷한 변화를 보이지 않고 있었으나, 향기 성분 중 가장 많은 비율을 차지하고 있던 2-furfuryl acetate가 7일부터 함량이 크게 감소함(특히 0-3시간 추출액)을 나타내었다. 다른 향기 성분들은 시간이 지남에 따라 큰 변화는 없었으나 큰 비중을 차지하던 2-furfuryl acetate가 크게 감소함에 따라 전체에서 차지하던 비율은 상대적으로 조금씩 증가하였다.
- 더치커피는 오랜시간 찬물로 우려내는 커피이므로 추출시간이 다른 커피에 비해 훨씬 길다. 4-5시간, 6-7시간, 8-9시간 사이에 추출된 커피의 향기성분을 분석하였더니 대부분의 향기성분이 차지하는 비중이 시간이 지날수록 점차 감소하는 것으로 나타났다. 5-methylfurfural은 0-3시간 추출액에서는 전체 향기성분의 11.
- 4-5시간, 6-7시간, 8-9시간 사이에 추출된 커피의 향기성분을 분석하였더니 대부분의 향기성분이 차지하는 비중이 시간이 지날수록 점차 감소하는 것으로 나타났다. 5-methylfurfural은 0-3시간 추출액에서는 전체 향기성분의 11.40%였으나 4-5시간 추출액에서는 5.15%, 6-7시간 추출액에서는 1.56%로 감소하였고 pyridine은 6.6%에서 4.38, 0.10%로 감소하였다. 상대적으로 안정한 2-furfuryl acetate는 처음 0-3시간 추출액(21.
- 6%를 이루고 있었다. 다른 추출방식의 커피에 비해 더치커피는 다양한 종류의 향기성분을 함유하고 있음을 알 수 있었는데 더치커피의 향기가 몇몇 주요 성분에 의한 것이 아니라 다양한 성분에 의해 이루어져 깊고 조화로운 향기를 나타냄을 알 수 있었다. 톡쏘는 신맛을 보이는 acetic acid가 발견되지 않은 것도 특징이라 할 수 있다.
- 43%)에서도 계속되었다. 따라서 0-3시간 추출물에서는 24종의 다양한 향기성분이 전체의 86.6%를 나타내었으나 8시간이후 추출물에서는 19종의 향기물질이 전체의 88.1%를 차지하고 있음을 볼 수 있었다.
- 본 실험에서 측정된 대부분의 Pyrazines(2-ethyl-6- methylPyrazine, methylpyrazine, 3-Ethyl-2, 5-dimethylpyrazine 등)들은 저장시간에 따라서는 성분비가 증가하는 경향을 보였고 Aldehydes에서 2-methylbutanol은 아미노산(Valine, leucine, isoleucine)이 strecker degradation으로 생성되는 물질로써 malty flavor를 나타내는 성분이고 아주 약하게 희석을 하면 fruity flavor가 나는 물질로 알려져 있다(Semmelroch P와 Grosch W 1995). 본 실험에서는 2-methylbutanol의 성분비는 저장기간과 추출시간이 증가할수록 감소하는 경향으로 나타났다.
- 다른 향기 성분들은 시간이 지남에 따라 큰 변화는 없었으나 큰 비중을 차지하던 2-furfuryl acetate가 크게 감소함에 따라 전체에서 차지하던 비율은 상대적으로 조금씩 증가하였다. 본 연구에서는 전체 향기성분에 대한 비율만을 나타내어 저장기간에 따른 총량변화는 알기 어려웠으나 실험자의 후각과 미각으로 평가시 저장기간이 길어질수록 다양하고 풍부했던 특징적인 향기들이 감소함을 관찰할 수 있었다.
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