KR20150112435A - 항산화 활성이 증진된 발효 커피원두 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명에 따른 커피효소로 발효시켜 커피 원두 본래의 항산화 활성이 보다 증진되고, 맛과 향이 우수한 발효 커피 원두 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 숙성발효 커피 원두는 커피 고유의 향미가 우수하고, 항산화 활성이 보다 증진되어 이를 이용하여 다양한 분야, 예를 들어 식품 분야, 약학 분야, 화장품 분야에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

Description

항산화 활성이 증진된 발효 커피원두 및 이의 제조방법{Fermented coffee bean having excellent antioxidant activity and preparation method thereof}

본 발명은 본 발명에 따른 커피효소로 발효시켜 커피 원두 본래의 항산화 활성이 보다 증진되고, 맛과 향이 우수한 발효 커피 원두 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

현대인들이 즐겨먹는 커피 음료는 인스턴트커피와 원두커피로 구분된다. 원두커피는 생두(green bean)를 로스팅(roasting)하여 분쇄한 다음 뜨거운 물로 추출해서 먹는 커피이다. 여기서 커피 로스팅(roasting)이란 생두(green bean)에 열을 가하여 볶는 것으로 커피 특유의 맛과 향을 생성하는 공정을 말한다. 좀 더 구체적으로, 커피 로스팅(roasting)이란 생두(green bean)에 열을 가해 조직을 최대한 팽창시켜 생두가 가진 여러 성분(수분, 지방분, 섬유질, 당질, 카페인, 유기산, 탄닌 등)을 조화롭게 표현하는 일련의 작업을 말한다.

생두(green bean) 상태에서는 아무 맛이 없고 그저 딱딱한 씨앗에 불과하여, 음용 가능한 커피를 만들기 위해서는 로스팅(roasting) 단계를 거쳐야 하고 생두(green bean)의 수확시기, 수분함량, 조밀도, 종자, 가공방법 등 생두(green bean)의 특성을 파악하는 것이 중요하다. 같은 품종의 생두(green bean)일지라도 자연환경의 변화, 보관 상태 등에 따라 조건이 달라서 최상의 커피 맛과 향을 생성하기 위해서는 숙련된 기술을 가진 로스터(roaster, 커피 볶는 사람)의 노력이 필요하다는 번거로움이 있다.

또한 종래의 원두커피는 원두 그 자체를 통상적으로 볶아서 분말화한 후 이를 여과기로 내려서 마시게 되므로 원두커피의 향과 맛이 특이성이 없고 일률적일 뿐만 아니라 커피를 타는 사람에 따라서 향과 맛에 있어서 미세한 차이를 갖는 문제점이 있다.

전술한 바와 같은 원두커피는 기본적으로 기호 식품이기 때문에 영양가나 기능성보다는 향미를 즐기기 위하여 마시는 것이 보통이었으나, 최근 커피 애호자들의 급증으로 인하여 매일 커피를 마시는 인구가 크게 증가하는 추세인바, 향미를 즐기면서도 인체에 유익한 효과를 나타내는 기능성 커피 원두를 제공하고, 커피 원두 자체를 효소로 발효시켜 숙련된 기술을 가진 로스터에 의해 로스팅 되지 않더라도 일반인이 로스팅하여 우수한 향미를 나타낼 수 있도록 가공된 커피 원두의 제공이 필요한 실정이다.

한편 이 분야의 선행기술을 살펴보면, 다양한 맛을 제공할 수 있도록 한 원두커피에 관한 것으로 제조 시 선별 및 로스팅 단계→ 커피 원두를 여러 종류의 입자로 각각 분말화 단계→ 물을 도자기 또는 뚝배기 재질의 용기에 끓이는 단계→ 90℃∼95℃ 물에 원두커피 분말을 투입하는 단계→ 10분에서 15분간 우리는 단계→ 원두커피를 가라앉히는 단계→원두 커피를 음용 또는포장하는 단계를 포함하는 기호성이 우수한 원두커피 제조방법 및 그 제품에 관한 한국등록특허 1061557호, 생두(green bean) 내의 결점두와 이물질을 골라내는 생두 선별 공정; 생두를 볶을 로스터기의 드럼을 215℃ 내지 225℃로 예열하는 로스터기 예열 공정; 상기 생두 선별 공정에서 선별된 생두를 예열된 상기 로스터기의 드럼 내에 투입하고 1시간 내지 1시간 30분 동안 볶아 원두를 만드는 생두 볶음 공정; 상기 생두 볶음 공정 후, 상기 원두를 10℃ 내지 15℃의 온도로 1차 냉각한 후, 4시간 내지 5시간 동안 저온숙성시키는 원두 냉각 및 저온숙성 공정; 상기 원두 냉각 및 저온숙성 공정 후, 1차 냉각된 원두를 -20℃ 내지 -25℃의 냉동고에 넣고 급속으로 2차 냉동시키는 원두 급속 냉동 공정; 및 상기 원두 급속 냉동 공정 후, 급속 냉동된 원두를 미립자로 분쇄하는 원두 분쇄 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기호성이 증진된 원두커피의 제조방법에 관한 한국등록특허 제1344354호, 원두커피 원액을 한약재 추출물로 제조함으로 커피의 향을 차별화하였을 뿐 아니라 우수한 음용효과를 가질 수 있게 하고 또한 이러한 원액을 용이하게 유통할 수 있는 포장 방법을 제공하는 기능성 커피와 그의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 커피의 포장방법에 관한 한국등록특허 제800241호 등이 존재한다.

그러나 특수 효소를 이용하여 간편하게 커피 원두를 숙성발효시킴으로써 향미가 증진되고 항산화 활성이 보다 증진된 효과를 나타내는 기능성 발효 커피 원두의 제조방법에 대하여는 선행기술이 존재하지 아니한다.

한국등록특허 1061557호 한국등록특허 제1344354호 한국등록특허 제800241호

본 발명은 향미가 우수하면서도 항산화 활성이 보다 증진된 기능성 숙성발효 커피 원두 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 (a) 생두 및 커피효소를 혼합하는 단계; 및 (b) 단계(a)에서 수득된 혼합물을 숙성시키는 단계를 포함하는, 항산화 활성이 증진된 커피 원두의 제조방법을 제공함으로써 상기 과제를 해결하였다.

본 발명은 또한 단계(a)에서 생두 및 커피효소의 배합비는 100 : 5 내지 20 중량비인 것을 특징으로 하는, 항산화 활성이 증진된 커피 원두의 제조방법을 제공함으로써 상기 과제를 해결하였다.

본 발명은 또한 단계(a)에서 생두 및 커피효소의 배합비는 100 : 5 내지 15 중량비인 것을 특징으로 하는, 항산화 활성이 증진된 커피 원두의 제조방법을 제공함으로써 상기 과제를 해결하였다.

본 발명은 또한 단계(b)에서 20 내지 35℃의 온도 조건에서 1일 이상 숙성시키는 것을 특징으로 하는, 항산화 활성이 증진된 커피 원두의 제조방법을 제공함으로써 상기 과제를 해결하였다.

본 발명은 또한 상기 방법에 따라 제조된 항산화 활성이 증진된 커피 원두를 제공함으로써 상기 과제를 해결하였다.

본 발명에 따른 숙성발효 커피 원두는 커피 고유의 향미가 우수하고, 항산화 활성이 보다 증진되어 이를 이용하여 다양한 분야, 예를 들어 식품 분야, 약학 분야, 화장품 분야에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명에 따른 발효 원두커피의 제조과정을 나타낸 것이다.
도 2는 DPPH 어세이 실험 결과를 나타낸 그래프이다.(케냐 산 원두커피)
도 3은 DPPH 어세이 실험 결과를 나타낸 그래프이다.(카브라키 산 원두커피)

본 발명은 본 발명에 따른 커피효소로 발효시켜 커피 원두 본래의 항산화 활성이 보다 증진되고, 맛과 향이 우수한 발효 커피 원두 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 (a) 생두 및 커피효소를 혼합하는 단계; 및 (b) 단계(a)에서 수득된 혼합물을 숙성시키는 단계를 포함하는, 항산화 활성이 증진된 커피 원두의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 일 양태에서, 커피효소란 본 발명의 발명자에 의한 선행특허(대한민국 등록특허 1,303,459호 참조)에 기재되어 있는 효소를 말하며, 구체적인 제조과정은 다음과 같다:

정제수 1리터에 술에서 추출한 효모를 5 중량%로 접종하여, 37℃, 습도 120%의 환경에서 48시간 동안 배양하여 1차 원종을 제조한다.

누룩균은 불린쌀을 고두밥으로 쪄내어 누룩균과 같이 버무려 덩어리를 빚는다. 상기 뭉친 쌀덩어리를 베보자기로 싸서 이틀에 한번씩 뒤집어 주면서 37℃에서 4~7일간 발효하도록 둔다. 발효된 누룩은 갈아서 사용한다. 제조된 누룩은 사용 전에 누룩 1 kg에 물 4리터를 첨가하여 60℃에서 72시간 동안 당화시킨다. 당화된 누룩을 상기 1차 원종에 0.2중량% 첨가하여 37℃에서 48시간 동안 배양하여 제2 원종을 제조한다. 배양기간 동안 pH 페이퍼를 사용하여 pH를 확인하고 불린 식염을 2 중량% 첨가하여 pH를 5 내지 6으로 유지한다. 이어 상기 2차 원종에 쌀가루를 10 중량% 첨가한 후 37℃에서 48시간 배양한다. 이어 상기 곡식 발효물에 초산균을 0.1 중량% 추가하여 25℃에서 72시간 동안 발효시킨다. 초산균은 복분자를 포함하는 적채즙에 추가하여 자연 발효시켜 제조한다. 적채즙은 적채를 생으로 갈아 압출로 착즙하며, 적채즙 100 ml에 복분자 50 g을 혼합한 후 30℃에서 5일간 자연발효하여 제조한다. 상기 초산균은 삼베보자기로 3번 걸러 초산균을 추출하여 사용한다. 이와 같이, 효모, 누룩 및 초산균을 사용하여 곡식 발효물을 제조할 수 있으며, 이를 본 명세서에서는 “커피효소”라 한다.

본 발명에 따른 일 양태에서, 단계(a)에서 생두 및 커피효소의 배합비는100 : 5 내지 20 중량비, 구체적으로 100 : 5 내지 15 중량비일 수 있다. 커피효소를 5 w/w% 미만으로 사용할 경우 원하는 수준의 발효가 일어나지 않을 수 있고, 20 w/w%를 초과하는 경우 경제적인 측면에서 바람직하지 못하다.

본 발명에 따른 일 양태에서, 단계(b)에서는 상온 조건에서 숙성시킬 수 있으며, 구체적으로 20 내지 35℃의 온도 조건에서 1일 이상, 2일 이상, 3일 이상, 4일 이상, 5일 이상, 6일 이상, 7일 이상, 2주 이상, 3주 이상, 4주 이상 숙성시킬 수 있다. 실험 결과 숙성시간이 증가할수록 항산화 활성이 증가되는 것으로 나타났다.

본 발명에 따른 일 양태에서, 생두에 커피효소를 침지하여 숙성한 후, 이를 로스팅하고 로스팅한 원두를 적정 온도 조건에서 숙성한 후 추출 또는 다른 커피 원두와 블렌딩하여 기호에 맞게 음용할 수 있다.

본 발명에 따른 또 다른 일 양태에서, 상기 방법에 따라 제조된 항산화 활성이 증진된 커피 원두가 제공된다.

본 발명에 따른 일 양태에서, 상기 커피 원두를 함유하는 항산화 활성을 갖는 조성물이 제공된다.

본 발명에 따른 일 양태에서, 상기 조성물은 산화스트레스로 인한 질환의 예방 또는 개선용 식품, 건강기능식품으로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 일 양태에서, 상기 조성물은 산화스트레스로 인한 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 일 양태에서, 상기 조성물은 산화스트레스로 인한 피부노화, 트러블 방지를 위한 화장료 조성물로 사용될 수 있다.

이하, 본 발명에 따르는 실시예 및 비교예, 실험예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

실시예 및 비교예. 숙성 발효 원두커피의 제조

(1) 생두(케냐 산)에 커피효소를 넣어 침지시켰다. 생두 및 커피효소의 배합량은 다음 표1에 나타낸 바와 같다. 그 후 생두를 상온에서 숙성시켰다. 숙성된 생두를 로스팅하였다. 로스팅한 원두를 상온에서 숙성시켰다. 다만 숙성온도 및 숙성기간은 생두의 상태(수분 상태)에 맞도록 조절하였다.

	생두(g)	커피효소(g)	숙성온도(℃)
실시예1	1000	50	20
실시예2	1000	60	20
실시예3	1000	70	20
실시예4	1000	80	20
실시예5	1000	90	20
실시예6	1000	100	20
실시예7	1000	110	20
실시예8	1000	120	20
실시예9	1000	130	20
실시예10	1000	140	20
실시예11	1000	150	20
비교예1	1000	5	20

(2) 생두(카브라키 산)에 커피효소를 넣어 침지시켰다. 생두 및 커피효소의 배합량은 다음 표2에 나타낸 바와 같다. 그 후 생두를 상온에서 숙성시켰다. 숙성된 생두를 로스팅하였다. 로스팅한 원두를 상온에서 숙성시켰다. 다만 숙성온도 및 숙성기간은 생두의 상태(수분 상태)에 맞도록 조절하였다.

	생두(g)	커피효소(g)	숙성온도(℃)
실시예12	1000	50	20
실시예13	1000	70	20
실시예14	1000	100	20
실시예15	1000	150	20
비교예2	1000	5	20

비교예3. 원두커피의 제조

생두(케냐 산)에 커피효소를 넣지 않고, 생두만을 로스팅하여 상온에서 숙성시켰다.

비교예4. 원두커피의 제조

생두(카브라키 산)에 커피효소를 넣지 않고, 생두만을 로스팅하여 상온에서 숙성시켰다.

실험예 1. DPPH 어세이를 통한 항산화활성 측정시험

실시예 1(숙성기간 1일, 2일, 3일 및 4일) 및 실시예 12(숙성기간 1일, 2일, 3일 및 4일)에서 얻어진 원두커피(원두를 파쇄하여 온수를 부어 채취된 샘플을 여과하여 수득된 추출물)를 에탄올 용액에 용해한 시료 200 μg/mL와 1.5×10^-4 M DPPH 5 ㎖씩을 시험관에 넣고 교반한 후 실온에서 30분간 반응시킨 다음 517 ㎚에서 DPPH 라디컬 소거 활성을 검색하여 활성을 검정하였다. 실험결과는 각각 도2 및 도3에 나타낸 바와 같다. 여기에서 대조군으로는 에탄올 처리군을 사용하였다.

DPPH 어세이 결과, 케냐 산 커피원두의 경우 자유라디컬 잔존율이 대조군에 비하여 발효시키지 않은 커피의 경우 14% 감소하였고, 발효기간이 늘어날수록 약간씩 감소하는 양상을 나타냈으며, 최대 24% 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 카브라키 산 커피원두의 경우 자유라디컬 잔존율이 대조군에 비하여 발효시키지 않은 커피의 경우 13% 감소하였고 발효시간이 늘어날수록 감소하는 양상을 나타냈다. 최대 20% 정도 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

상기 실험 결과, 본 발명에 따른 발효 커피원두의 경우 일반 커피원두에 비하여 우수한 항산화 활성을 나타낸다는 점을 알 수 있었다.

실험예 2. 관능평가

케냐 산 커피원두로 제조한 발효 커피원두 및 발효되지 않은 커피원두에 대하여 훈련된 관능검사원을 대상으로 기호 척도법에 의해 관능검사를 실시하였으며 그 결과는 표 3에 나타내었다.

커피에 대한 평가는, 그 기준인 향기, 산도, 향미, 중후함, 뒷맛 및 균형감에 따라 결정된다.

여기서, 향기(aroma)는 분쇄 커피와 추출 커피에서 생긴 휘발성 성분이 후각 조직으로 전달되는 느낌을 나타낸 것으로, 0~10점의 척도에서 0~3점은 나쁨, 4~6점은 보통, 7~8점은 양호, 9~10점은 우수로 표시하였다.

산도(acidity)는 커피 추출액의 수소 이온이 혀의 맛 조직으로 전달되는 느낌을 나타낸 것으로, 산도의 강도에 따라 평가하는 것이 아니라, 선호도에 따라 0~10점의 척도에서 0~3점은 나쁨, 4~6점은 보통, 7~8점은 양호, 9~10점은 우수로 표시하였다.

향미(flavor)는 향기와 맛의 종합적인 느낌을 나타낸 것으로, 단맛, 쓴맛, 짠맛의 기본 맛이 조화되어 커피 맛의 특성을 이루며, 커피 품종에서 오는 독특한 향기는 중요하게 평가되는 바, 이들을 고려하여 선호도에 따라 0~10점의 척도에서 0~3점은 나쁨, 4~6점은 보통, 7~8점은 양호, 9~10점은 우수로 표시하였다.

중후함(body)은 커피 추출액을 입안에서 느끼는 촉감을 나타낸 것으로, 이 느낌은 커피 기름(액체 및 고체), 분쇄 커피의 침전물, 추출액의 부유물 등이 종합적으로 작용한다. 중후한 느낌은 강한 정도(intensity)에 따라 0~10점의 척도에서 0~3점은 나쁨, 4~6점은 보통, 7~8점은 양호, 9~10점은 우수로 표시하였다.

뒷맛(aftertaste)은 커피 추출액을 마신 후 혀의 뒷부분에 남아 있는 느낌을 나타낸 것으로, 이 느낌은 혀에 있는 신경의 말단에 떫은 침전물이 전달되어 생기는 연장된 자극의 결과이다. 뒷맛은 선호도에 따라 0~10점의 척도에서 0~3점은 나쁨, 4~6점은 보통, 7~8점은 양호, 9~10점은 우수로 표시하였다.

균형감(balance)은 평가자의 견해라고도 하는데, 앞에서 설명한 5가지 기본 관능 속성, 즉, 향기, 산도, 향미, 중후함, 뒷맛의 종합적 균형감에 대한 선호 정도를 나타낸 것이다. 커피의 균형감은 일반적으로 독특한 향미 속성을 가진 커피를 가려내는데 가장 중요한 요소인 반면, 한두 가지 속성이 너무 지나치거나 부족하여 커피의 전체적 향미 균형이 손상되기도 하므로 이를 종합적으로 평가하는 척도이다. 균형감은 선호도에 따라 0~10점의 척도에서 0~3점은 나쁨, 4~6점은 보통, 7~8점은 양호, 9~10점은 우수로 표시하였다.

상기 표3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발효 원두커피의 경우 비교예에 비하여 향기, 산도, 향미 및 후미가 우수한 것으로 나타났으며, 전체적으로 모든 평가항목에서 양호 이상의 점수를 얻었다.

Claims (6)

1. (a) 생두 및 커피효소를 혼합하는 단계; 및
   (b) 단계(a)에서 수득된 혼합물을 숙성시키는 단계를 포함하는,
   항산화 활성이 증진된 커피 원두의 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   단계(a)에서 생두 및 커피효소의 배합비는 100 : 5 내지 20 중량비인 것을 특징으로 하는, 항산화 활성이 증진된 커피 원두의 제조방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   단계(a)에서 생두 및 커피효소의 배합비는 100 : 5 내지 15 중량비인 것을 특징으로 하는, 항산화 활성이 증진된 커피 원두의 제조방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   단계(b)에서 20 내지 35℃의 온도 조건에서 1일 이상 숙성시키는 것을 특징으로 하는, 항산화 활성이 증진된 커피 원두의 제조방법.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라 제조된 항산화 활성이 증진된 커피 원두.
   
6. 제5항의 커피 원두를 함유하는 항산화 효과를 갖는 조성물.

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