[논문]로스팅 조건에 따른 엘살바도르산 Coffea arabica cv. Bourbon 커피의 이화학적 특성

김인용; 정선윤; 김은경; 윤혜연; 장석암; 하정헌; 정윤화

doi:10.9721/kjfst.2020.52.3.212

로스팅 조건에 따른 엘살바도르산 Coffea arabica cv. Bourbon 커피의 이화학적 특성
Physicochemical characteristics of El salvadoran Coffea arabica cv. Bourbon coffee extracts with various roasting conditions 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.52 no.3, 2020년, pp.212 - 219

김인용 (단국대학교 천연물식의약소재산업화연구센터) , 정선윤 (단국대학교 천연물식의약소재산업화연구센터) , 김은경 (경기대학교 관광전문대학원 외식산업경영학과) , 윤혜연 (단국대학교 천연물식의약소재산업화연구센터) , 장석암 (단국대학교 운동처방재활학과) , 하정헌 (단국대학교 천연물식의약소재산업화연구센터) , 정윤화 (단국대학교 천연물식의약소재산업화연구센터)

초록
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본 연구는 로스팅 정도가 다른 엘살바도르산 Coffea arabica cv. Bourbon 커피의 이화학적 특성을 조사하기 위해 수행되었다. 로스팅 정도가 다른 원두의 일반성분, 중량 손실과 색도를 측정하였으며, 로스팅 정도가 다른 원두를 이용하여 추출한 에스프레소 커피와 드립 커피의 색도, 가용성 고형분, 환원당 함량, pH, 총 산도, 유기산, 카페인 및 클로로겐산 함량을 분석하였다. 로스팅이 강해짐에 따라 원두의 수분함량이 감소하고, 조회분이 증가하였으며, 명도와 황색도가 감소하였다. 에스프레소 커피와 드립 커피에서는 모두 로스팅 강도가 증가함에 따라 명도, 황색도, 갈색도가 감소하였다. 드립 커피에서는 로스팅 강도가 증가함에 따라 환원당 함량이 감소하였고, pH가 증가하였다. 에스프레소 커피와 드립 커피에서는 또한 로스팅이 강해짐에 따라 acetic acid, citric acid, L-malic acid와 oxalic acid를 포함하는 총 유기산과 클로로겐산의 함량이 감소하였으며, 카페인 함량이 증가하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The physicochemical characterstics of El Salvadoran Coffea arabica cv. Bourbon coffee extracts under various roasting conditions were investigated. Green beans were roasted under four different conditions (Light-medium, Medium, Moderately dark, and Very dark). The coffee extracts were prepared by using the espresso or drip methods. As the roasting degree increased, the coffee bean moisture content decreased and the ash content increased. The lightness and yellowness of the beans and coffee extracts decreased along with the increasing roasting degree. In the drip coffee, the reducing sugar content decreased and the pH value increased along with the increasing roasting degree. Both in the espresso and drip coffee, total organic acid and chlorogenic acid contents decreased, while the caffeine content increased along with the increasing roasting degree. Therefore, it is suggested that the roasting degree affects the physicochemical characteristics of coffee extracts.

주제어

표/그림 (7)

표 Table 1. Roasting conditions
표 Table 2. Proximate composition of coffee beans with different roasting degrees (%)
표 Table 3. Color of coffee beans with different roasting degrees
표 Table 4. Color of coffee extracts with different roasting degrees
표 Table 5. Total dissolved solids, reducing sugar, pH, and, titratable acidity of coffee extracts with different roasting degrees
표 Table 6. Organic acids content in coffee extracts prepared from coffee beans with different roasting degrees (mg/mL)
표 Table 7. Caffeine and chlorogenic acid contents in coffee extracts prepared from coffee beans with different roasting degrees (mg/mL)

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 로스팅 정도가 다른 엘살바도르산 Coffea arabicacv. Bourbon 커피의 이화학적 특성을 조사하기 위해 수행되었다. 로스팅 정도가 다른 원두의 일반성분, 중량 손실과 색도를 측정하였으며, 로스팅 정도가 다른 원두를 이용하여 추출한 에스프레

제안 방법

170^oC로 예열된 로스터(Aillio Bullet R1 Roaster, Aillio, Taipei, Taiwan)에 생두를 투입한 후, Coffee roast degree analyzer (CM100, lighttells, Zhubei City, Taiwan)로 agtron 값을 측정하여, 스페셜티 커피 협회(The Specialty Coffee Association, SCA)의 로스팅단계 분류법을 기준으로 Light medium (Agtron 70.17-60.36), Medium (Agtron 60.07-50.00), Moderately dark (Agtron 49.75-45.18), Very dark (Agtron 30.07-20.50)의 4단계로 로스팅하였다(Table 1). 로스팅한 원두는 사용 시까지 −18^oC에서 냉동 보관하였다.
본 연구에서는 엘살바도르산 Coffea arabica cv. Bourbon 생두를 4단계의 다른 강도로 로스팅한 후, 에스프레소와 드립 방법으로 커피를 추출하여 로스팅 정도에 따른 커피의 이화학적 특성을 조사하였다. 로스팅 조건이 다른 원두에서 중량 손실, 일반성분, 색도와 갈색도를 측정하였고, 로스팅 조건이 다른 원두로부터 추출한 에스프레소와 드립 커피에서 색도와 갈색도, 가용성 고형분, 환원당 함량, pH, 총 산도, 유기산 함량, 카페인 함량과 클로로겐산 함량을 측정하였다.
시료는 20 μL씩 주입하여 UV-vis detector로 290 nm에서 검출하였다. Caffeine (SigmaAldrich, St. Louis, MO, USA)과 chlorogenic acid (Sigma-Aldrich)를 표준물질로 사용하여 표준곡선을 작성하였으며, 카페인 및 클로로겐산 함량을 각각 mg/mL로 나타내었다.
Bourbon 커피의 이화학적 특성을 조사하기 위해 수행되었다. 로스팅 정도가 다른 원두의 일반성분, 중량 손실과 색도를 측정하였으며, 로스팅 정도가 다른 원두를 이용하여 추출한 에스프레
소 커피와 드립 커피의 색도, 가용성 고형분, 환원당 함량, pH, 총 산도, 유기산, 카페인 및 클로로겐산 함량을 분석하였다. 로스팅이 강해짐에 따라 원두의 수분함량이 감소하고, 조회분이 증가하였으며, 명도와 황색도가 감소하였다.
Bourbon 생두를 4단계의 다른 강도로 로스팅한 후, 에스프레소와 드립 방법으로 커피를 추출하여 로스팅 정도에 따른 커피의 이화학적 특성을 조사하였다. 로스팅 조건이 다른 원두에서 중량 손실, 일반성분, 색도와 갈색도를 측정하였고, 로스팅 조건이 다른 원두로부터 추출한 에스프레소와 드립 커피에서 색도와 갈색도, 가용성 고형분, 환원당 함량, pH, 총 산도, 유기산 함량, 카페인 함량과 클로로겐산 함량을 측정하였다.
로스팅에 따른 중량 손실은 Association of Official Analytical Chemists (AOAC, 1995)의 방법에 따라 측정하였다. 생두 250 g을 로스팅한 후 무게를 측정하여 로스팅에 따른 중량 손실을 로스팅 전 시료 중량에 대한 백분율로 나타내었다.
생두, 원두와 커피 추출액의 색도는 색도계(LC100, Tintometer Limited, Amesbury, UK)를 이용하여 측정한, 명도(L*), 적색도(a*), 황색도(b*)로 나타내었다. 갈색도(brown index, BI)는 VirgenNavarro 등(2016)의 방법에 따라 나타내었다.
시료는 20 μL씩 주입하였으며, UV-vis detector (VWD3100, Thermo Fisher Scientific)를 이용하여 220 nm에서 검출하였다.
추출액의 카페인과 클로로겐산 함량은 Jung 등(2017)의 방법을 응용하여 HPLC로 분석하였다. 에스프레소 커피는 25배, 드립 커피는 10배 희석하여 0.
추출액의 환원당 함량은 Miller(1959)의 방법을 응용하여 측정하였다. 에스프레소 커피는 5배, 드립 커피는 2배 희석하여 시료로 사용하였다.
수분함량은 상압가열건조법, 조단백질 함량은 Micro-Kjeldahl법, 조지방 함량은 Soxhlet법, 조회분 함량은 직접회화법을 이용하여 분석하였다. 탄수화물을 포함하는 기타 성분의 함량은 100에서 수분 함량, 조단백질 함량, 조지방 함량, 조회분 함량을 뺀 값으로 하였다. 모든 결과는 시료 무게에 대한 백분율로 나타내었다.

대상 데이터

본 실험에서 사용한 커피 생두는 엘살바도르에서 2018년 1월에서 2월까지 수확된 Coffea arabica cv. Bourbon (Strictly high grown, SHG; Natural processed) 품종으로, 모이커피컴퍼니(MoiCoffee Company, Yongin, Korea)에서 제공받았다.
Column은 Capcell Pak C18 UG 120 (5 μm, 4.6×150 mm, Shiseido, Tokyo, Japan)을 사용하였으며, column 온도는 30oC로 하였다.
Column은 Capcell Pak C18 UG 120 (5 μm, 4.6×150mm, Shiseido)을 사용하였고, column의 온도는 40oC로 하였다.
드립 전용 전동 그라인더(Fuji coffee mill R-440, Fujikouki Co.,Ltd., Osaka, Japan)를 이용하여 원두를 25 mesh로 분쇄한 후, 클레버 드리퍼(Mr. Clever, EK Int’l Co., Ltd., Taipei, Taiwan)를 이용하여 원두 분말 15 g을 210 mL까지 추출하였다.
, Taipei, Taiwan)를 이용하여 원두 분말 15 g을 210 mL까지 추출하였다. 드립 추출액은 로스팅 강도에 따라 Light medium (D1), Medium (D2), Moderately dark (D3)와 Very dark (D4)의 4가지 시료로 준비하였다.
에스프레소 전용 반자동 그라인더(900N, Yang-Chia Machine Works Co., Ltd, Taichung City, Taiwan)를 이용하여 원두를 45 mesh로 분쇄한 후, 반자동 에스프레소 머신(E98 President A2, Faema, Milano, Italy)을 이용하여 원두 분말 7g을 30 mL까지 추출하였다. 에스프레소 추출액은 로스팅 강도에 따라 Light medium(E1), Medium (E2), Moderately dark (E3)와 Very dark (E4)의 4가지 시료로 준비하였다.
, Ltd, Taichung City, Taiwan)를 이용하여 원두를 45 mesh로 분쇄한 후, 반자동 에스프레소 머신(E98 President A2, Faema, Milano, Italy)을 이용하여 원두 분말 7g을 30 mL까지 추출하였다. 에스프레소 추출액은 로스팅 강도에 따라 Light medium(E1), Medium (E2), Moderately dark (E3)와 Very dark (E4)의 4가지 시료로 준비하였다.
에스프레소 커피는 10배, 드립 커피는 3배 희석하여 0.45 μm syringe filter로 여과한 후 시료로 사용하였다.
에스프레소 커피는 25배, 드립 커피는 10배 희석하여 0.45 μm syringe filter로 여과한 후 시료로 사용하였다.
추출액의 환원당 함량은 Miller(1959)의 방법을 응용하여 측정하였다. 에스프레소 커피는 5배, 드립 커피는 2배 희석하여 시료로 사용하였다. 시료 0.
추출액의 총 산도는 Nielson(2010)의 방법으로 측정하였다. 에스프레소 커피와 드립 커피는 각각 5배 희석하여 시료로 사용하였다. 시료 10 mL을 취하여 1% 페놀프탈레인 지시약을 첨가하고, 0.

데이터처리

85를 곱하여 나타내었다. ^oBrix 값은 Brix meter (HI 96801, HANNA Instruments, Woonsocket, RI, USA)를 이용하여 측정하였으며, 각 3회 반복 측정 후 평균값으로 나타내었다.
모든 실험은 3회 반복 시행하였으며, 통계분석은 IBM SPSS statistics (ver. 25.0, IBM Corporation, Armonk, NY, USA)를 이용하여 수행하였다. 실험 결과는 평균±표준편차로 나타내었고, 시료 간 차이는 일원분산분석(One-way ANOVA)과 Duncan's multiple range test를 수행하여 p<0.
실험 결과는 평균±표준편차로 나타내었고, 시료 간 차이는 일원분산분석(One-way ANOVA)과 Duncan's multiple range test를 수행하여 p<0.05의 유의수준에서 분석하였다.
추출액의 pH 값은 pH meter (ORION STAR A211, Thermo Fisher Scientific)를 이용하여 측정하였으며, 각 3회 반복 측정 후 평균값으로 나타내었다.

이론/모형

생두, 원두와 커피 추출액의 색도는 색도계(LC100, Tintometer Limited, Amesbury, UK)를 이용하여 측정한, 명도(L*), 적색도(a*), 황색도(b*)로 나타내었다. 갈색도(brown index, BI)는 VirgenNavarro 등(2016)의 방법에 따라 나타내었다.
로스팅에 따른 중량 손실은 Association of Official Analytical Chemists (AOAC, 1995)의 방법에 따라 측정하였다. 생두 250 g을 로스팅한 후 무게를 측정하여 로스팅에 따른 중량 손실을 로스팅 전 시료 중량에 대한 백분율로 나타내었다.
생두와 원두의 일반성분은 AOAC(1995)의 방법에 따라 분석하였다. 수분함량은 상압가열건조법, 조단백질 함량은 Micro-Kjeldahl법, 조지방 함량은 Soxhlet법, 조회분 함량은 직접회화법을 이용하여 분석하였다.
생두와 원두의 일반성분은 AOAC(1995)의 방법에 따라 분석하였다. 수분함량은 상압가열건조법, 조단백질 함량은 Micro-Kjeldahl법, 조지방 함량은 Soxhlet법, 조회분 함량은 직접회화법을 이용하여 분석하였다. 탄수화물을 포함하는 기타 성분의 함량은 100에서 수분 함량, 조단백질 함량, 조지방 함량, 조회분 함량을 뺀 값으로 하였다.
추출액의 가용성 고형분(Total dissolved solids, TDS) 함량은 Gómez(2019)의 방법에 따라 oBrix 값에 0.85를 곱하여 나타내었다.
추출액의 유기산 함량은 Jham 등(2002)의 방법을 응용하여 highperformance liquid chromatography (HPLC; Ultimate 3000, Thermo Fisher Scientific)를 이용하여 측정하였다. 에스프레소 커피는 10배, 드립 커피는 3배 희석하여 0.
추출액의 총 산도는 Nielson(2010)의 방법으로 측정하였다. 에스프레소 커피와 드립 커피는 각각 5배 희석하여 시료로 사용하였다.

성능/효과

드립 커피에서 citric acid 함량은 D1에서 0.60 mg/mL로 가장 높았으며 D2 (0.48 mg/mL)>D3 (0.38 mg/mL)>D4 (0.15 mg/mL) 순으로 로스팅 강도가 증가할수록 유의적으로 감소하였다.
커피에서는 모두 로스팅 강도가 증가함에 따라 명도, 황색도, 갈색도가 감소하였다. 드립 커피에서는 로스팅 강도가 증가함에 따라 환원당 함량이 감소하였고, pH가 증가하였다. 에스프레소 커피와 드립 커피에서는 또한 로스팅이 강해짐에 따라 acetic acid,
드립 커피의 갈색도는 D1에서 372.31로 가장 높았으며 D2 (254.26)>D3 (227.59)>D4 (143.86) 순으로 로스팅 강도가 증가함에 따라 유의적으로 감소하였다.
드립 커피의 명도는 에스프레소 커피와 유사하게 D1에서 39.77로 가장 높았고, D2 (15.67)>D3 (12.73)>D4 (8.47) 순으로 로스팅이 강해짐에 따라 유의적으로 감소하였다.
에스프레소 커피의 총 산도는 시료 간에 유의적인 차이가 없었다. 드립 커피의 총 산도는 D1에서 0.47%로 가장 높았으며 D2와 D4에서는 각각 0.18, 0.09%로 E1보다 유의적으로 낮았고, D3 (0.20%)에서는 유의적인 차이가 없었다. 브라질 Catuai 커피의 총 산도는 에스프레소에서 0.
드립 커피의 카페인 함량도 에스프레소 커피와 유사하게 D1에서 0.18 mg/mL로 가장 낮았으며, D2 (0.61 mg/mL)<D3 (0.63 mg/mL)<D4 (0.76 mg/mL) 순으로 로스팅이 강해질수록 유의적으로 증가하였다.
드립 커피의 환원당 함량은 D1에서 1.04 mg/mL로 가장 높았고, D2 (0.92 mg/mL)>D3 (0.85 mg/mL)>D4 (0.75 mg/mL) 순으로 로스팅이 강해질수록 유의적으로 감소하였다.
드립 커피의 황색도는 D1에서 49.67로 가장 높았으며, D2 (14.90)> D3 (10.83)>D4 (3.93) 순으로 로스팅이 강해질수록 유의적으로 감소하였다.
77 mg/mL) 순으로 로스팅 강도가 증가함에 따라 유의적으로 감소하였다. 따라서 에스프레소와 드립 커피에서 총 유기산의 함량은 각각 E1와 D1에서 가장 높았으며, 로스팅 강도가 증가함에 따라 유의적으로 감소하였다. 브라질산 Catuai 커피의 citric acid, malic acid와 oxalic acid 함량은 에스프레소커피와 드립 커피에서 모두 로스팅이 강해짐에 따라 감소하였으며, acetic acid와 lactic acid는 에스프레소 커피와 드립커피에서 서로 다른 경향을 보였다(Kim 등, 2019).
로스팅 후 원두의 무게는 Light medium과 Medium 단계에서 생두보다 8% 감소하였으며, Moderate dark와 Very dark 단계에서 생두보다 각각 12, 16%가 감소하여 로스팅 강도가 증가할수록 원두의 중량 손실이 증가하였다. Kim 등(2019)의 연구에서는 Very dark 단계로 로스팅한 브라질산 Catuai 원두의 무게가 생두의 무게보다 20.
소 커피와 드립 커피의 색도, 가용성 고형분, 환원당 함량, pH, 총 산도, 유기산, 카페인 및 클로로겐산 함량을 분석하였다. 로스팅이 강해짐에 따라 원두의 수분함량이 감소하고, 조회분이 증가하였으며, 명도와 황색도가 감소하였다. 에스프레소 커피와 드립
수분함량은 생두가 8.19%로 가장 높았으며, Light medium (2.81%)>Medium (1.88%)>Moderately dark (1.23%)>Very dark (0.76%)순으로 로스팅이 강해질수록 유의적으로 감소하였다.
드립 커피에서는 로스팅 강도가 증가함에 따라 환원당 함량이 감소하였고, pH가 증가하였다. 에스프레소 커피와 드립 커피에서는 또한 로스팅이 강해짐에 따라 acetic acid,
citric acid, L-malic acid와 oxalic acid를 포함하는 총 유기산과 클로로겐산의 함량이 감소하였으며, 카페인 함량이 증가하였다.
로스팅이 강해짐에 따라 원두의 수분함량이 감소하고, 조회분이 증가하였으며, 명도와 황색도가 감소하였다. 에스프레소 커피와 드립
커피에서는 모두 로스팅 강도가 증가함에 따라 명도, 황색도, 갈색도가 감소하였다. 드립 커피에서는 로스팅 강도가 증가함에 따라 환원당 함량이 감소하였고, pH가 증가하였다.
에스프레소 커피의 명도는 E1에서 10.33으로 가장 높았고, E2 (9.37)>E3 (7.53)>E4 (7.07) 순으로 로스팅이 강해질수록 유의적으로 감소하였다.
에스프레소 커피의 적색도는 E1과 E2에서 모두 5.40으로 가장 높았으며, E3 (2.17)>E4 (1.10) 순으로 로스팅 강도가 증가함에 따라 유의적으로 감소하였다.
13%이었으며, 엘살바도르산 Bourbon 생두와 비교하여 단백질, 무기질 함량이 낮고, 탄수화물의 함량이 높았다. 원두의 로스팅 강도를 달리하였을 때 강하게 로스팅한 원두에서 약하게 로스팅한 원두에 비하여 수분함량이 적었고, 조단백질은 증가하고, 조지방과 탄수화물 함량은 원두의 분쇄도에 따라, 같거나 증가하였고, 회분은 증가하였다. 원두의 수분함량은 로스팅 초기 탄수화물의 열분해, 클로로겐산 및 유기산등의 분해로 다소 증가하다가 두 번째 균열 이후부터 급격히 감소한다(Ledl과 Schleicher, 1990).
76%)순으로 로스팅이 강해질수록 유의적으로 감소하였다. 조단백질함량은 생두가 14.07%로 가장 낮았으며, Medium (16.47%), Moderately dark (15.51%)와 Very dark (15.66%) 단계에서는 생두보다 유의적으로 높았다. 조지방 함량은 생두가 10.
66%) 단계에서는 생두보다 유의적으로 높았다. 조지방 함량은 생두가 10.33%이었으며, Light medium (8.25%) 단계에서는 생두보다 유의적으로 낮았으나, Very dark (14.67%) 단계에서는 생두보다 유의적으로 높았다. 조회분함량은 생두가 5.
조회분함량은 생두가 5.03%로 가장 낮았으며 Light medium (5.33%)<Medium (5.59%)<Moderately dark (5.68%)<Very dark (6.22%)순으로 로스팅이 강해질수록 유의적으로 증가하였다.
22%)순으로 로스팅이 강해질수록 유의적으로 증가하였다. 탄수화물을 포함한 기타 성분은 생두가 62.38%로 가장 낮았으며, Light medium (69.03%), Medium (65.45%)과 Moderately dark (68.14%)단계에서는 생두보다 유의적으로 많았고, Very dark (62.69%) 단계에서는 생두와 유의적인 차이가 없었다. Pittia 등(2001)의 연구에서는 Arabica종 Santos 커피 생두의 수분함량이 11.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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