프로라운지

안녕하세요 커피나무 유전학과 생리학을 바탕으로

커피를 큐레이션 하는 파이오니어 커피입니다


이번주 월요일부터 부쩍 추워졌네요 근데 날짜를 보니 11월 중순을 향해 가고 있어서

추운게 당연하기도 한 것 같습니다

밖은 이미 패딩으로 넘쳐납니다

공기냄새도 겨울이고 히터를 튼 매장에서도 겨울향이 나네요 ㅋㅋ


저는 이번주 일요일에 결혼을 합니다. 14일이요

그래서 짧게나마 신혼여행도 부산으로 다녀옵니다 2박으로요

무려 자가로 부산을,,,

네 축하 감사합니다 ㅋㅋㅋ


그럼 가기전에 논문하나 소개하고 갑니다

이번 논문은 내용이 막어렵거나 특별히 인사이트를 얻을 수 있는 내용은 아닙니다

지금껏 나와있는 많은 커피 논문들과 비슷하고 특별한 내용보단 추출 방법에 따른 캐미컬들을 비교한 논문이에요

그렇다고 추출을 막 역학적으로 비틀거나 세밀하게 조절해서 추출의 물리, 현상적인 내용을 다루는 것도 아닙니다


그래서 소개하기 조금 그랬지만, 더미속에서 보석을 발견하거나 누군가는 더미를 필요로 할 수 있으니

이왕 읽은거 같이 공유하려구요


그럼 시작


Influence of coffee brewing methods on the chromatographic and spectroscopic profiles, antioxidant and sensory properties

커피 추출 방법에 따른 캐미컬, 휘발성 화합물, 센서리, 항산화능력의 비교

오늘 논문은 콜드브루, 핫브루, 그리고 콜드브루 방식에 투과가 포함된 hardtank(HT)라는 머신의 추출을 비교한 논문입니다

처음에 HT가 그냥 콜드브루에 피콜레이션을 더한 방식으로만 알고 있었거든요

네 물론 맞긴 한데, 제품이더군요 폴란드에서 개발한 ㅎㅎ

그래서 논문 저자에 hardtank회사가 소속되어 있습니다. 

좋고 나쁘고를 떠나 제품의 성능과 효율을 객관적으로 비교한다면 더 신뢰있다고 느끼겠죠.


https://hardtank.com/

요렇게 필터가 장착된 통에 커피를 넣고 아마 물이 순환하는 구조인것 같습니다

어항 여과기 처럼요

저도 생각해본게 커피를 망에 넣고 수중펌프를 돌리면 훨씬 단시간에 콜드브루가 추출될 것 같아서

식품에 사용가능한 펌프를 보고있어요 ㅋㅋㅋ

아마 안 할 가능성이 크지만 궁금하긴해서요



1. 실험조건


논문을 읽을 때 저는 인트로는 꼭 읽는 편입니다. 제가 자주보는 내용이라면 생략하기도 하지만

전 아직 쪼랩이니 가능한 한 모든 인트로는 읽고 있어요

그래야 지금 이 내용이 이 분야의 어느 부분에 속해있고 왜 그들은 이런 실험을 하기로 했는지 알 수 있거든요

남의 생각을 엿볼 수 있는 기회잔아요


하지만 지금과 같은 논문은 생략하기도 한답니다.


또 중요한 것은, 실험방법도 잘 살펴봐야한다는 점이에요

단순히 비교하려는, 혹은 궁금한 결과만 보기에는 실제와 실험상의 조건이 너무나도 다를 수 있기 때문이죠

그래서 어떤 실험방법으로 어떻게 진행했는지는 가급적 꼭 보셔야 합니다


1.1 커피 추출조건


커피는 핫, 콜드브루, 콜드브루-피콜레이션(HT)으로 진행되었습니다.


핫 브루


핫브루는 하리오 v60, 21g도징 ek43으로 분쇄8, 물온도 96도 투입물량 350ml입니다

추출비율은 거의 1:16정도죠. 총 추출시간은 3분30초

사용한 물의 조성은 상세하게 나와있지는 않고 AKVO사의 RO(역삼투)방식의 120ppm물을 사용했습니다

https://www.akvowatersystems.com/

필터는 요거

그리고 각 추출방법의 매 추출마다 일관성을 유지하기 위한 기준으로는 TDS(atago)를 사용했습니다.



콜드브루(CB)


콜드브루는 300g의 커피를 5000ml 물 (퀄리티는 hot과 같음)에 침출방식으로 진행했습니다

그라인딩은 말코닉VTA 6S, 셋팅은 5. 추출온도는 약10도에 24시간 추출

시간이 지난 후 약 30초간 스터링한 후 위와같은 필터로 입자를 걸렀습니다.



hardtank


그라인딩 셋팅은 콜드브루와 같고 사용한 커피는 600g 물은 10L입니다

물 품질은 다 같고 추출 온도는 콜드브루와 같습니다

놀랍게도 추출은 30분만 진행됬네요


그리고 사용한 커피들의 정보는 다음과 같습니다


다양한 품종과 환경, 그리고 여러 프로세싱이 혼합되어 있죠


이번 논문은 업계실무자가 있다보니 비교적 실제조건과 유사합니다

콜드브루나 핫브루도 현재 일반적으로 사용되는 방법으로 내려서 결과가 더 의미있다고 볼 수 있을것 같아요

간혹 말도안되는 추출이나 대게 추출레시피를 적어놓지 않은 경우가 많아서 실제와 동떨어진 결과들이 많잔아요

추출 논문중 브루잉을 저렇게 하리오 V60으로 표기한건 처음보는듯 한데요 ㅋㅋㅋ




2. 결과


여긴 딱히 해석할게 없습니다 그냥 비교한 논문이니까요

그냥 찬찬히 살펴보시면 될 것 같습니다

무리하게 연관짓다보면 오히려 엉뚱한 방향으로 갈 수 있으니 그냥 있는 그대로만 받아서

해석하시는게 좋을 것 같아요.


2.1 캐미컬 결과


알파벳은 동일커피에서 서로 다른 추출방법을 비교한 표기입니다. 

서로 다른 알파벳은 추출방법간 결과에 유의미한 차이가 있음 ,(mg/100g)


여러 커피를 다양한 추출방법으로 내린 후 캐미컬들을 비교한 결과입니다.

분석한 캐미컬들은 클로로제닉산인 5,4,3-CQA, 카페인, 트리고넬린

그리고 긍정적인 향으로 대표되는 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF), 갈릭산이 분석되었어요


하나하나 다 보기엔 큰 의미가 없으니 카페인만 봐봅시다.

HT추출방법의 경우 Bpn(브라질 펄프드네추럴)커피를 제외하고 모든 커피에서 가장 많이 추출되었어요.

그리고 Gw와Sw에선 핫 추출이 두번째로 많이 카페인을 뽑아냈고, 나머지 커피에서 핫브루와 콜드브루는 차이가 없었습니다.

그리고 각 커피들마다 카페인의 함량이 다른걸 보실 수 있죠.

적게는 600mg/100g부터 많게는 790mg/100g수준의 카페인을 가지고 있었습니다


음 근데 알려진 것보다 훨씬많은데요

몇몇 문헌들은 커피콩 100g당 카페인이 약 1g수준으로 함유되어 있다고 합니다 

그럼 핫브루에서 20g을 사용했으니 최대로 추출해봤자 200mg수준이겠죠

실제론 그것보다 훨씬 덜 추출될테고, 더군다나 필터구요

몇몇 자료들을 찾아보니 대부분 1000mg/L였습니다 여기서 살짝 차이가 있었구요

커피사용량도 거의 엇비슷하게요.. 그럼 100ml로 바꾸면 대략 100mg의 카페인이 있는건데

ml=g으로 퉁 친다고 보면 이번 자료는 조금 과한느낌이죠.

아마 0이 하나 더 들어갔거나 소숫점 빼먹은듯합니다


2.2 다음은 휘발성 화합물 분석


이번엔 비교적 저분자이자 향미에 큰 기여를 하는 휘발성 화합물 분석입니다.

요것도 그냥 참고용으로 가지고 있으면 유용하게 쓰일거에요

하지만 이 내용으로 센서리를 연결시키는건 무리입니다 ㅎㅎㅎ

그냥 아 이렇구나 정도만 보시는걸 권해드려요


2.3 FTIR(Fourier transform infrared spectrometer) ; 푸리에 변환 적외선 분광도계


요 방법은 시료에 적외선을 투과시켜 얻은 파장을 그래프로 표현한 방법입니다. 

분자(작용기)마다 적외선에 대한 흡수 파장이 다르기 때문에 다른 패턴을 보여주거든요.

이를 통해 시료의 정량 및 정성분석을 할 수 있답니다



콜드브루 : 블루, 핫브루 : 그린, HT : 레드; 커피샘플은 브라질네추럴(Bn)

각 피크의 숫자들은 각 분자들이 가지고 있는 고유의 작용기들입니다


세 추출방법 모두 패턴은 같기 때문에, 각 분자들이 존재한다고 볼 수 있지만 피크 높이가 달라서

양적으로 차이가 난다고 볼 수 있습니다

주요 차이가 발생한 피크영역의 분자는 주로 지질에 관련된 분자였습니다

-> 3007, 2924, 2853, 1744등.

그리고 본문에는 없지만 저자들은 HT추출에서 두 추출에 비해 지질성분이 2-4배정도 더 많았다고 합니다.


전,,,,,기기 분석알못이므로 여기까지 ,,


2.4 토탈페놀, 토탈플라보노이드, 항산화특징


마지막으로 전체 페놀릭 분자들과 색소체인 플라보노이드, 그리고 추출액의 항산화 능력을 분석했습니다

TPC : total phenolic content; TFC : total flavonoid content; all antioxidant assays (DPPH, ABTS assays)


네 사실 여기서는 별 할말이 없어요

그냥 일반적인 식품기능분석중 하나 라고 보시면 될 것 같습니다.

기업이 참여했으니 자사제품의 뛰어남을 증명하겠죠


2.5 센서리분석


센서리입니다. SCA 폼으로 진행했고 숙련된 패널이 진행했습니다


대부분 실무에 관련된 실험에서 센서리는 빠지지 않지만 저는 항상 안 봐요;

캐미컬들, 특히 이렇게 많은 휘발성 화합물들과 센서리를 직접적으로 연관 해서 언급하긴 무척 어려운 일입니다

휘발성 캐미컬들과 센서리의 연관은 마치 제가 느끼기엔 유전자들과 표현형(키, 생산량, 과일품질 등)의

연관이라고 볼 수 있을것 같아요.

특히 키 유전자, 비만 유전자, 암 유전자 뭐 이렇게 알려져 있지만 실제로는 훨씬 복잡한 신호전달체계가

있다보니 특정 유전자가 항상 어떤 결과와 연관되어 있다고 보긴 힘듭니다

대신 이렇게는 표현할 수 있어요

어떤 유전자가 어떤 결과(표현형질)에 어느정도(%)기여하는 듯 보인다.

실제로는 수많은 유전자들이 정말 조금씩 결과에 영향을 미치는 경우가 많습니다.

센서리도 비슷하겠죠.


수천개가 넘는 캐미컬들이 있는데 한 두 캐미컬로 센서리를 설명할 수 없어요

그러려면 우선 캐미컬과 캐미컬을 인지하는 분자와의 관계, 다음 인지 후 뇌로 이동하는 

신호전달 관계, 전달된 신호를 인식하는 것까지 연결지어야 해요


이어서 전체 스코어 입니다. -> 커핑결과


2.6  패턴분석


첫번째로 계층군집분석

계층군집분석


위 그림은 총6개의 커피와 3개의 추출방법들이 어떻게 묶여있나를 보여주고 있습니다.

묶는데 이용한 결과들로는 non-volatile compounds, sensory attributes, antioxidant capacity, TPC and TFC들이

분석되었어요.

그러니까 각 결과들을 통계처리했더니 위와같이 묶였다는 거죠.

HT와 P(hot 브루잉)이 묶여 있는 패턴이 많이 보이죠


다음은 주성분 분석입니다.


PC1은 그 데이터들을 가장 많이 설명하는 요인이에요 여기선 전체 데이터의 약40%를 설명하고 있죠

데이터들이 서로 묶여 있으면 비슷하다고 볼 수 있고, 가로 축이나 세로 축으로 집단이 분리되어 있으면

각 집단은 서로 다른 패턴을 보인다고 볼 수 있죠 (여기선 캐미컬, 센서리, 토탈페놀등)


PC1을 구성하는 주요 요인은 센서리와 항산화 능력

PC2는 페놀릭 성분들 입니다.(CQAs, 갈릭산,TPC)


HT와 P는 가로축에서 비슷한 위치에 놓여있습니다 CB는 확실히 좀 떨어져 있죠.

그리고 세로축을 보면 HT와 P를 구분할 수 있어요

이렇게 PCA는 대용량의 데이터를 축소시켜서 볼 수 있습니다.


이걸로 봐서  HT와 P는 항산화 수준과 센서리가 비슷하다고 볼 수 있고, 

페놀릭 성분들은 약간 다르다는 걸 보실 수 있습니다


휴.


오늘도 급격한 마무리.

전 항상 매장에 있으니 궁금하신점이 있으시다면 말걸어주세요

ㅎㅎㅎ


인스타도 확인해주세요 !

https://www.instagram.com/pioneercoffee_/


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ABOUT ME

커피 전분야를 사랑합니다. 주로 식물생리학과 유전학 육종학에 관심이 많으며 식품쪽으로는 생두의 가공을 통한 풍미관련해서 관심이 많습니다바리스타로써는 좀더 산업적인 분야와 아카데믹한 추출에 관심이 많습니다
사업자회원
B.STARTER

댓글 10

profile

좋은 논문 공유 감사드립니다

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썬카페 작성자

2021-11-17 10:10  #1710319

@샤쿠레라이터님

ㅎㅎㅎ고맙습니다

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"비밀글입니다."

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재덕2

2021-11-14 11:46  #1707555

보유자격 없음

공유에 감사드립니다 :) 

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썬카페 작성자

2021-11-17 10:10  #1710323

@재덕2님
ㅎㅎㅎ감사합니다
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서리

2021-11-16 07:37  #1709277

B.EXPERT

추천! ^^ 저와 센서리 측면 부분에서 거의 생각이 같으셔서 더 재밌네요. :)

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썬카페 작성자

2021-11-17 10:11  #1710328

@서리님
ㅎㅎㅎ감사합니다 센서리가 어떻게 발전할지 궁금하네요 ㅎㅎ
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charles23

2021-11-16 10:39  #1709403

보유자격 없음

잘 봤습니다. 좋은자료 공유 감사합니다. ^^

profile

썬카페 작성자

2021-11-17 10:12  #1710332

@charles23님
ㅎㅎㅎ고맙습니다 즐겁게 보셔요 !
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@썬카페님

네...그리고 늦게나마 결혼 축하드립니다. ^^

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