<h1>결과 및 고찰</h1><h2>저장기간 동안 커피의 지방의 산화</h2><p>일반적으로 roast된 원두나 이를 분쇄 가공한 분말커피의 경우 저장기간이 길어질수록 커피의 풍미가 변화하여 커피의 품질(cup quality)이 떨어진다. 커피의 풍미변화와 연관된 변화 중 지방의 산화에 의한 이취(rancidity)가 가장 중요한 요인들 중의 하나로 추정하고 추출 가능한 지방함량, 지방의 산가 및 과산화물가 변화를 분석하였다. 커피콩에서 diethyl ether에 의해 추출되는 지방의 함량은 3 반복 실험에서 콜롬비아 커피 생두의 경우 \( 10.84 \pm 0.12 \% \), medium roast 원두와 dark roast 원두는 각각 \( 14.09 \pm 0.07 \%, 17.37 \pm 0.03 \% \) 의 추출 가능한 지방함량을 나타냈다(Table 1). 이러한 현상은 커피 콩의 내부에 존재하는 지방이 열처리 과정을 통해 커피콩의 조직이 파손되어 roasting이 오래 지속될수록 커피 원두 표면에 기름막이 형성되는 현상을 보이는 것과도 관련이 있다. 따라서 roasting이 더 많이된 원두일수록 열수에 의해서도 지방의 추출이 더 많아 질 수 있음을 의미하는 결과이다.</p><p>커피 원두로부터 추출가능 지방 함량과 커피의 기호도와는 양의 상관관계를 갖고 있는 것이 보고되어 있고, 일반적으로 Coffea arabica에는 평균 \( 15 \% \) 의 지방함량과 Coffea canephora (Robusta)에는 평균 \( 10 \% \) 의 지방함량의 차이가 커피의 기호도에 영향을 미치고 있음을 알 수 있다. 본 실험에서 Arabica 커피의 건조무게의 약 \( 17 \% \) 정도를 차지하는 지방의 산화에 의한 변화는 커피의 풍미에 중대한 영향을 미칠 수 있음을 예측할 수 있다. 특히 roast 된 원두에는 열처리 과정 중에 생성된 산화물질 등이 저장기간 동안 배출되는 과정에서 지방의 산화에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구에서는 저장기간 동안 커피의 \( 14-17 \% \) 정도를 차지하는 지방의(Table1) 산화가 커피의 풍미변화에 영향을 미칠 수 있다는 가설을 세우고 분쇄된 생두와 roast된 커피 가루에서 추출한 지방의 유리 지방산의 변화와 과산화물가를 측정하였다. Roasting 가공 직전의 콜롬비아 생두(Coffea arabica) 커피분말의 산가는 \( 4.47 \pm 0.11 \)이었으나 저장기간 동안 점차 증가하여 60 일간의 저장 후에는 \( 11.89 \pm 0.18 \) 을 나타내어 분쇄된 생두 분말의 경우는 지방의 산가가 지속적으로 증가함을 보였다. Medium roast 원두 커피분말의 경우 가공 당시에는 \( 8.91 \pm 0.16 \) 으로 roasting에 의해 산가가 생두에서 보다2배정도 증가함을 보였고 저장기간 초기 30 일간은 산가의 유의적인 변화를 보이지 않다가 60 일 후에는 \( 17.81 \pm 0.11 \) 로 dark roast 원두커피분말에서의 \( 17.93 \pm 0.09 \) 와 유사한 수준의 산가를 보였다. Dark roast 원두의 커피분말은 가공시점의 산가인 \( 10.37 \pm 0.27 \) 에서 저장기간 동안 지속적으로 증가를 보였다(Fig. 1). 커피 생두에서는 지방 산가의 변화가 거의 없다고 알려져 있으며 18개월 간의 저장기간 동안에도 산가는 \( 1.9 \) 에서 \( 2.3 \) 정도 밖에 변화하지 않음이 보고되어 있다. 그러나 생두나 생두를 roasting 가공한 원두를 분쇄한 상태로 60 일간 실온에서 저장한 경우 생두 분쇄물에서도 산가의 변화가 \( 4.47 \pm 0.11 \) 에서 \( 11.89 \pm 0.18 \) 로 증가하여 커피콩을 분쇄하면 빠르고 지속적으로 산화가 이루어 짐을 알 수 있었고 열처리 시간이 긴 dark 원두는 medium원두에 비해 산가가 지속적으로 증가함을 알 수 있었다. 이는 열처리 시간이 길수록 커피 원두의 표면에 지방이 더 많이 노출되어 지방의 산가를 증가시키는 것으로 판단된다.</p><p>지방의 과산화물가는 생두, medium 원두, dark 원두에서 60일 간의 저장기간 동안 모두 바탕적정 수준으로 나타났다. 이는 커피성분 중의 항산화물질에 의해 과산화물가 적정이 저해된 것으로 추정된다.</p><h2>커피 roasting 조건과 저장기간 동안의 CGA 변화</h2><p>이미 여러 연구에서 보고된 바와 같이 생두를 roasting하는 과정에서 커피의 polyphenol 성분들이 산화 또는 탈수반응에 의해 감소한다고 알려졌다. 본 연구에서는 roasting정도에 따라 원두에서 추출되는 CGA의 변화와 또한 60 일의 저장기간 동안 일어나는 CGA의 변화 등을 분석하기 위해 커피원두를 분쇄기로 갈아서 실온에서 저장하면서 \( 10 \mathrm{~g} \) 의 커피를 사용하여 \( 50 \mathrm{~mL} \) 의 \( 95{ }^{\circ} \mathrm{C} \) 증류수로 추출하여 만든 커피에 존재하는 CGA 를 3회 반복하여 분석하였다. 커피 생두 분말로부터 추출한 커피에는 총 310 \( \mathrm{mg} \) 의 CGA 가 분석되었다. 같은 방법으로 medium 커피원두에서 분석된 CGA 함량은 retention time 기준 32.9분 근처에서 용리되는 peak 면적을 비교할 때 \( 280 \mathrm{mg} \) 정도로 생두에 비해 약 \( 10 \% \) 정도 감소한 것으로 나타났으나 \( 210{ }^{\circ} \mathrm{C} \) 에서 10분 roasting해서 얻은 medium roast보다 \( 210^{\circ} \mathrm{C} \) 에서 15 분 가열한 dark 커피의 경우는 CGA의 함량은 급격하게 감소하여 생두의 CGA 함량의 \( 2 \% \) 정도인 \( 5.8 \mathrm{mg} \) 을 유지하였다. 흥미롭게도 생두에서 추출되는 물질 중 액체 크로마토그라피에서 13.15분과 41.63 분에 나타나는 peak들의 비율은 생두와 비교해 medium 원두에서 70 및 50\( \mathrm{mg} \) 으로 각각 증가하였으나 dark 원두에서는 0.12 및 0 \( \mathrm{mg} \) 으로 대폭 감소하였다. 이러한 현상은 CGA가 열에 의해 탈수반응 결과 만들어지는 chlorogenic acid lactones들이나 CGA 동일분자 내에서 일어나는 transesterification 반응에 의해 만들어지는 CGA의 이성질체들일 가능성과 커피 내 다른 성분들이 CGA의 용리조건에서 추출되는 가능성을 예상할 수 있다. 한편, 커피콩의 roasting이 지속되어 dark roast로 가면 medium roast에서 증가하였던 CGA의 이성질체나 lactone들로 추정되는 물질들의 양이 CGA와 함께 급격히 감소하였다.</p><p>가공된 커피 원두의 저장기간 동안 CGA의 변화를 분석하기 위해 커피원두를 분쇄기로 갈아서 실온에서 60일 간 저장하면서 \( 10 \mathrm{~g} \) 의 커피를 사용하여 \( 50 \mathrm{~mL} \) 의 \( 95^{\circ} \mathrm{C} \) 증류수로 추출하여 만든 커피에 존재하는 CGA를 분리하는 조건의 액체 크로마토그라피에 의해 얻어진 크로마토그램에 의하면 CGA 는 medium roast나 dark roast에서 60일 간의 저장기간 동안 변화 없이 처음 가공되었을 때의 농도를 유지하였으며 크로마토그램 역시 저장기간 동안 변화 없이 유지되었다(Fig. 2).</p>
원두 열처리 과정 중 생성된 산화물질은 지방의 산화에 관계없나요?
NO