KR101335883B1 - 기능성 커피 추출물의 제조방법 및 이를 함유하는 커피음료 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커피 클로로겐산과 카페인 함량이 높은 커피 생두·원두를 이용한 기능성 커피 추출물의 제조 방법 및 이를 함유하는 커피 음료에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 생두 및 원두를 혼합하여 이용함에 따라 고농도의 클로로겐산과 카페인을 함유하여, 항산화효과, 지방흡수 억제 효과, 체중 및 체지방 축적 억제 효과 등이 천연생리활성물질로서의 기능적 효과가 뛰어나며 관능이 우수하여 기능성 커피 추출물의 제조방법과 이를 함유한 커피 음료에 관한 것이다.

Description

기능성 커피 추출물의 제조방법 및 이를 함유하는 커피음료{Method of manufacturing the functional coffee extract and coffee drink containing the same}

본 발명은 기능성 커피 추출물의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 기능성 커피 추출물 및 이를 함유하는 커피음료에 관한 것이다.

커피(Coffee)는 열대지방 상록의 관목에서 얻은 열매로 독특한 맛과 향기 등이 조화되어 만들어지는 기호음료로써, 카페인, 탄닌, 지방질, 단백질, 섬유소, 당 그리고 방향족 화합물 등의 여러 가지 화학물질을 함유하고 있다.

음용에 적합한 커피를 만들기 위해서는 먼저 생두(green coffee beans)를 건조시키고 316~427℉에서 15분간 볶아 즉시 냉각한다. 볶는 동안 향미가 생성되고 수분이 10~12%정도 제거되며, 당은 캐러멜화되고 단백질도 분해된다. 이렇게 볶은 커피콩을 원두(roasted coffee beans)라 하고 이를 이용하여 다양한 가공품을 제조하고 있다.

커피의 생두는 상기와 같이 배전(roasting) 과정을 거쳐서 커피 고유의 향과 맛을 내기 때문에 배전은 매우 중요한 공정이라고 할 수 있다.

커피 원료인 생두는 폴리페놀의 일종인 클로로겐산(chlorogenic acid)과 카페인(caffeine) 등 다양한 생리활성 물질이 함유되어 있다.

최근 생두 내의 생리활성 물질에 대한 관심이 증대되어 다양한 연구가 시행되고 있다. 생두 섭취 효과 연구에 따르면 생두 섭취 후 고혈압 쥐와 본태성 고혈압 환자에서 혈압 감소가 나타났고, 인체에서 호모시스테인(homocysteine)의 감소와 함께 혈관 기능이 개선되었으며, 동물에서 지방 흡수 억제 및 지방 대사의 활성화를 통한 체중 및 체지방 축적 억제 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 인체에서 생두 엑기스 섭취를 통해 복부 내장지방의 유의적 감소로 체지방 분포의 개선 효과가 있는 것으로 나타났다.

커피의 대표적인 성분인 카페인의 대사 조절기능에 대한 연구 결과, 카페인 섭취는 열발생과 지방분해를 증가시켜 체중 감소에 영향을 미치고, 포도당 대사와 인슐린 민감도를 개선시켜 제2형 당뇨병의 발병 위험을 낮춘다고 보고되었다.

또한 커피의 폴리페놀로 알려진 클로로겐산은 생체 내에서 과산화 지질의 생성 억제 효과, 콜레스테롤 생합성 억제 효과, 항산화 작용, 항암 작용 등을 하는 것으로 알려져 있다. 또한 식후에 혈액으로 글루코오스가 방출되는 것을 지연하고, 심장 질환을 예방하며, 혈당 수치를 감소시키는 효과를 가진 것으로도 알려져 있다.

커피 생두 추출물 섭취 시 지방 축적 억제와 체중 감소에 대한 동물 임상 연구 결과 클로로겐산과 카페인을 단일로 섭취했을 경우 지방 축적 억제와 체중 감소에 대한 효과가 없다고 보고되었다. 생두에서 추출한 클로로겐산과 카페인을 같이 섭취하는 것이 지방 감소에 효과가 있다고 알려져 있다.

대한민국 공개특허 제2010-0062966호는 클로로겐산의 함유량을 증가시키기 위한 커피 추출물 제조방법에 대하여 개시되어 있으나, 이는 주정 사용하여 추출한 것으로, 음료 제조 공정 시 주정을 사용하면, 주정 휘발에 따른 추가 공정이 필요하여 추가 비용이 들며, 소비자들에게 부정적인 느낌을 줄 수 있는 문제점이 있다.

또한, 음용에 적합한 커피를 만들기 위하여 생두를 고온에서 열처리하여 볶는 배전 과정을 거치나, 이 배전 과정에서 생두는 물리적, 화학적으로 변화하여, 생리활성 물질인 클로로겐산의 함량이 급격히 감소하는 것으로 나타났다. 따라서, 본 발명에서는 클로로겐산 및 카페인을 다량 함유하면서도, 종래의 커피에 비하여 우수한 풍미를 가지는 커피를 제공하고자 본 발명을 완성하게 되었다.

KR 2010-0062966 A

본 발명의 목적은, 클로로겐산 및 카페인 성분을 다량 함유하여 천연 항산화제 및 생리활성물질로서 기능적 효과를 극대화시킨 기능성 커피 추출물 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 상기 기능성 커피 추출물을 함유하는 커피 음료를 제공하는 것이다.

본 발명은

(a) 생두를 아라비카 종 50 내지 80중량%, 로부스타 종 20 내지 50중량%로 총 합이 100중량%가 되도록 혼합(blending)하는, 블랜딩 단계;

(b) 상기 혼합한 생두를 배전도 값이 21~25로 배전(roasting)하여 원두를 제조하는, 배전 단계;

(c) 상기 배전한 원두 및 상기 단계 (a)의 배전하지 않은 혼합한 생두를 각각 입도 1.7 내지 1.9mm가 되도록 분쇄(grinding)하는, 분쇄 단계;

(d) 상기 분쇄한 원두 및 분쇄한 생두를 혼합한 총 중량, 100 중량부에 대하여 추출용매로, 90℃ 이상의 물 1300 내지 1500 중량부를 투입하여 70℃ 내지 80℃로 15 내지 30분 추출(extraction) 후 여과(filtering)하는 단계; 및

(e) 상기 (d)단계의 여과하는 단계에서 얻은 여과물을 15,000~30,000rpm 속도로 10 내지 25분 동안 원심분리하여 기능성 커피 추출물을 얻는 단계를 포함하는, 기능성 커피 추출물의 제조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 기능성 커피 추출물 및 이를 함유하는 커피 음료를 제공한다.

본 발명의 기능성 커피 추출물은 생두 및 원두에서 커피의 지표물질인 클로로겐산과 카페인을 다량 추출·함유하여, 항산화효과, 지방흡수 억제 효과, 체중 및 체지방 축적 억제 효과, 당뇨병 예방, 혈관질환 예방 효과 등과 같이 천연생리활성물질로서의 기능적 효과를 극대화함과 동시에 커피 본연의 우수한 관능을 가지는 음료를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

Ⅰ. 기능성 커피 추출물 제조

본 발명은,

(a) 생두를 아라비카 종 50 내지 80중량%, 로부스타 종 20 내지 50중량%로 총 합이 100중량%가 되도록 혼합(blending)하는, 블랜딩 단계;

(b) 상기 혼합한 생두를 배전도 값이 21~25로 배전(roasting)하여 원두를 제조하는, 배전 단계;

(c) 상기 배전한 원두 및 상기 단계 (a)의 배전하지 않은 혼합한 생두를 각각 입도 1.7 내지 1.9mm가 되도록 분쇄(grinding)하는, 분쇄 단계;

(d) 상기 분쇄한 원두 및 분쇄한 생두를 혼합한 총 중량, 100 중량부에 대하여 추출용매로, 90℃ 이상의 물 1300 내지 1500 중량부를 투입하여 70℃ 내지 80℃로 15 내지 30분 추출(extraction) 후 여과(filtering)하는 단계; 및

(e) 상기 (d)단계의 여과하는 단계에서 얻은 여과물을 15,000~30,000rpm 속도로 10 내지 25분 동안 원심분리하여 기능성 커피 추출물을 얻는 단계를 포함하는 기능성 커피 추출물의 제조 방법을 제공한다.

상기 제조 방법에 의해 제조된 기능성 커피 추출물은 고농도의 클로로겐산 및 카페인을 함유한다.

본 발명의 기능성 커피 추출물의 제조방법을 각 제조 단계별로 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 상기 커피의 품종을 선정하기 위하여, 커피 품종별 배전(roasting)공정에 따른, 주요 화학성분의 변화를 관찰하였다. 아라비카(Arabica)종, 로부스타(Robusta)종 커피원두에 대해서 배전(roasting)공정 전·후 변화되는 주요 화학적 성분변화를 살펴본 결과, 본 발명의 주요 생리활성 지표물질인 클로로겐산은 로부스타종이 아라비카종에 비해서 보다 많은 양을 함유하고 있으며, 로부스타종 및 아라비카종에서 클로로겐산은 배전정도가 강해질수록 커피 생두 대비 약 90% 이상 감소하는 것으로 나타났다. 카페인 함량의 경우, 아라비카종은 약 9,000~14,000mg/kg 함유하는 것으로 나타났고, 로부스타종은 약 15,000~26,000mg/kg을 함유하는 것으로 나타났으며, 배전정도에 따른 카페인 함량 변화는 거의 없었다.

따라서, 본 발명에서 클로로겐산 및 카페인을 다량 함유하고, 종래의 커피에 비하여 관능이 우수한 기능성 커피 추출물을 추출하기 위하여, 아라비카종과 로부스타종을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 우수한 관능을 위하여 아라비카종은 과테말라산, 로부스타종은 베트남산을 사용할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

상기 생두는 생두 총 중량에 대하여 아라비카종 50 내지 80중량%, 로부스타종 20 내지 50중량%로 혼합하여 이용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 아라비카종 65 내지 75중량%, 로부스타종 25 내지 35중량%로 혼합하여 사용할 수 있다.

따라서, 본 발명은 생두를 과테말라산 아라비카종 50 내지 80중량%, 베트남산 로부스타종 20 내지 50 중량%로 총합이 100중량%가 되도록 혼합(blending)하여 사용하는 것이 가장 바람직하다. 생두 총 중량에 대하여 아라비카종 50중량% 미만, 로부스타종 50중량% 초과하여 포함할 경우에는 커피 추출물의 관능이 좋지 않다. 또한, 생두 총 중량에 대하여 아라비카종 80 중량% 초과, 로부스타종 20중량% 미만으로 포함될 경우에는 커피 추출물의 클로로겐산과 카페인 함량이 적어진다.

상기 (b) 배전 단계는 상기 혼합한 생두를 배전도(L값, CR-300측정기준) 21 내지 25로 배전(roasting)하여 원두를 제조하였다.

본 발명에서 '원두'란, 커피콩을 말려서 열을 가해 볶은 것(배전한 것)을 의미한다.

상기 배전도 값이 21 미만 시 탄내·탄맛(scorched)이 발생하고, 25 초과 시 생취·풀맛(grassy)이 발생하여 관능이 좋지 않다.

본 발명에서 배전도 L값이 21~25가 측정될 수 있는 배전 조건은 배전온도가 160 내지 210℃에서 2 내지 18분 동안 배전이 바람직하고, 보다 바람직하게는 170 내지 200℃에서 5 내지 15분 동안 배전할 수 있다.

상기 배전한 원두 및 생두를 분쇄(grinding)하는 단계를 수행할 수 있다. 이는 상기 배전한 원두 및 생두를 각각 분쇄하여 이용할 수도 있고, 원두 및 생두를 총 건조 중량에 대하여 30 내지 70 : 70 내지 30 혼합비로 혼합한 후, 분쇄할 수도 있다. 분쇄 단계는 커피 고유의 향미와 풍미를 유지하기 위하여 추출하기 24시간 이내에 진행하는 것이 바람직하다. 분쇄는 당 분야에서 사용하는 방법으로 그 방법을 특별히 한정하지 않지만, 원두 또는 생두의 분쇄된 입도가 1.7~1.9mm가 되도록 하는 것이 이상적인 추출을 위해 바람직하다.

상기 (d)단계에서 상기 분쇄한 생두 및 분쇄한 원두의 혼합비는 상기 분쇄한 생두 및 분쇄한 원두의 총 혼합 건조중량에 대하여, 30 : 70 내지 70 : 30인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 45 : 55 내지 55 : 45 이며, 가장 바람직하게는 50 : 50 비율로 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 생두 비율이 30 % 미만, 원두 비율이 70 %를 초과할 때는, 클로로겐산의 함량이 낮아지며, 상기 생두 비율이 70 % 초과, 원두가 30% 미만으로 포함될 때는 생두의 풀맛이 강하게 느껴지고 추출물의 색이 옅어져 커피 관능에 좋지 않다. 따라서 생두 및 원두의 혼합비가 중요하다.

상기 추출(extraction)·여과(filtering)하는 단계(d 단계)는 상기 분쇄한 원두 및 분쇄한 생두를 혼합하여 총 중량을 100 중량부로 기준으로 하여 90℃ 이상의 추출용매 1300 내지 1500 중량부를 투입하여 70℃ 내지 80℃로 15 내지 30분 동안 추출 후 여과하는 단계이다. 이때, 상기 추출용매는 당 업계에 이용되는 것이면 어느 것이나 이용가능하나, 바림직하게는 물을 이용할 수 있다. 예를 들어, 주정 사용 시 커피의 기능성 물질 추출이 용이할 수 있으나, 음료 제조 공정 시 주정 휘발에 따른 추가 공정이 필요하며 소비자들에게 부정적인 느낌을 줄 수 있다.

상기 추출 시, 사용되는 추출용매의 사용량은 커피 원두 및 생두 총 중량, 100 중량부에 대하여 1300 내지 1500 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 추출용매의 사용함량 범위 및 온도를 벗어날 때 추출물 내의 클로로겐산 성분의 추출량이 적으며, 관능이 좋지 않다.

상기 (e)단계에서, 상기 (d)단계에서 추출한 커피 원두 및 생두 추출물을 여과 후 그 여과물을 15,000~30,000 rpm 속도로 10 내지 25분 동안 원심분리하여 상층액을 얻는데, 상기 원심분리 속도가 15,000 rpm 미만 시 불용성고형분이 잔존하여 침전이 발생하고, 30,000 rpm 초과하게 되면 과도한 원심분리로 인하여 커피 풍미가 감소한다. 또한, 상기 시간에서 벗어나는 경우 추출물 내의 클로로겐산의 함량이 떨어지는 문제점이 발생한다.

또한, 본 발명은 상기 기재된 상기 방법으로 제조된 고농도의 클로로겐산 및 카페인을 함유하는, 기능성 커피 추출물을 제공한다.

Ⅱ. 커피 음료의 제조

본 발명은 상기 기재된 기능성 커피 추출물을 함유하는 커피 음료를 제공한다.

상기 커피 음료는 클로로겐산과 카페인이 다량 추출되어 항산화 및 지방분해 효과 등을 얻을 수 있다.

상기 커피 음료는 상기 기능성 커피 추출물(고형분 1.5%이상), 백설탕, 탄산수소나트륨, 비타민C 및 커피착향료을 포함할 수 있으나, 이에 한정한 것은 아니다.

상기 커피 음료는 바람직하게는 커피 음료 조성물 총 중량에 대하여,

상기 기능성 커피 추출물(고형분 1.5%이상) 20 내지 70중량%;

백설탕 1 내지 10 중량%;

탄산수소나트륨 0.01 내지 0.1 중량%;

비타민C 0.001 내지 0.1 중량%;

커피착향료 0.1 내지 2 중량%;및

물 잔량을 포함할 수 있으며,

보다 바람직하게는 커피 음료 조성물 총 중량에 대하여,

상기 기능성 커피 추출물(고형분 1.5%이상) 20 내지 50중량%;

백설탕 1 내지 10 중량%;

탄산수소나트륨 0.01 내지 0.1 중량%;

비타민C 0.001 내지 0.01 중량%;

커피착향료 0.1 내지 0.5 중량%;및

물 잔량을 포함할 수 있다.

상기 커피 음료는 상기 기능성 커피 추출물을 냉각, 원심분리, 여과, 균질 및 살균하는 단계를 하나 또는 둘 이상 포함하여 제조될 수 있으나, 이에 한정하지 않고 당 업계에서 통상적으로 이용할 수 있는 단계를 더 포함하여 제조될 수 있다.

상기에서 추출한 기능성 커피 추출물을 포함하는 커피 음료는 하기 제조 방법에 따라 제조될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 커피 음료 제조방법으로서,

상기 추출한 클로로겐산과 카페인이 다량 함유된 기능성 커피 추출물을 10 내지 20℃로 냉각하는 단계;

상기 냉각한 기능성 커피 추출물을 35,000 내지 50,000rpm으로 원심분리하는 단계;

상기 실시 커피 추출물에 잔존하는 이물질을 제거하기 위해 원심분리 후, 2차 여과(1~10㎛ 필터)하는 단계;

상기 여과한 커피 추출물(고형분 1.5%이상) 20 내지 70중량%에 물 30 내지 80중량%를 혼합하는 단계; 및

상기 혼합한 액을 여과 공정 후 균질압력을 180bar로 균질 공정을 거친 후, 134 ± 2℃로 30 내지 180초 동안 살균하여 커피 음료를 제조하는 단계를 포함하는, 커피 음료 제조 방법을 제공할 수 있다.

상기 커피 음료는 당 업계에서 통상적으로 사용되는 첨가물이면 어느 것이나 추가적으로 포함할 수 있으나, 바람직하게는 커피파우더, 커피농축액, 덱스트린, 우유, 탈지분유, 전지분유, 바닐라 시럽 및 카라멜 시럽으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.

이하에서, 본 발명을 실시예를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정 또는 변경될 수 있다.

실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2 : 커피 추출물 제조

실시예 1

커피 생두를 과테말라산 아라비카(Arabica) 70중량%, 베트남산 로부스타(Robusta) 30중량% 혼합하여 총 합이 100중량%가 되도록 하였다. 상기 혼합한 생두 일부를 190℃에서 5분간 배전하여, 배전도 L값(CR-300측정기준)이 22인 원두를 제조하였다. 상기 혼합한 생두 및 상기 배전한 원두를 각각 분쇄기(Ditting grinder)를 이용하여 입도가 1.7~1.9mm가 되도록 분쇄하였다. 상기 분쇄한 생두 및 분쇄한 원두를 1:1의 비율로 혼합한, 65g에 대하여 90℃이상의 열수 930g을 사용하여 70℃에서 25분간 추출하고 상온에서 필터를 사용하여 추출·여과하여 여과물을 얻었다. 상기 여과물을 원심분리기로 25,000rpm으로 15분 동안 원심 분리 후 상층액만 취하여 불용성찌꺼기를 제거하여, 기능성 커피 추출물의 실시예 1을 제조하였다.

실시예 2

상기 분쇄한 생두 및 분쇄한 원두를 30:70의 비율로 혼합한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 추출한, 기능성 커피 추출물의 실시예 2를 제조하였다.

실시예 3

상기 분쇄한 생두 및 분쇄한 원두를 70:30의 비율로 혼합한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 추출한, 기능성 커피 추출물의 실시예 3을 제조하였다.

비교예 1

커피 생두를 과테말라산 아라비카(Arabica) 70중량%, 베트남산 로부스타(Robusta) 30중량% 혼합하여 총 합이 100중량%가 되도록 하였다. 상기 혼합한 생두를 분쇄기(Ditting grinder)를 이용하여 입도가 1.7~1.9mm가 되도록 분쇄하였다. 분쇄한 생두 65g에 대하여 90℃이상의 열수 930g을 사용하여 70℃에서 25분간 추출하고 상온에서 필터를 사용하여 추출·여과하여 여과물을 얻었다. 상기 여과물을 원심분리기로 25,000rpm으로 15분 동안 원심 분리 후 상층액만 취하여 불용성찌꺼기를 제거하여, 비교예 1의 커피 추출물을 제조하였다.

비교예 2

커피 생두를 아라비카(Arabica) 70중량%, 베트남산 로부스타(Robusta) 30중량% 혼합하여 총 합이 100중량%가 되도록 하였다. 혼합한 생두를 190℃에서 5분간 배전하여, 배전도 L값(CR-300측정기준)이 22인 원두를 제조하였다. 상기 배전한 원두를 분쇄기(Ditting grinder)를 이용하여 입도가 1.7~1.9mm가 되도록 분쇄하였다. 상기 분쇄한 원두 65g에 대하여 90℃이상의 열수 930g을 사용하여 70℃에서 25분간 추출하고 상온에서 필터를 사용하여 추출·여과하여 여과물을 얻었다. 상기 여과물을 원심분리기로 25,000rpm으로 15분 동안 원심 분리 후 상층액만 취하여 불용성찌꺼기를 제거하여, 비교예 2의 커피 추출물을 제조하였다.

시험예 1. 커피 추출물의 폴리페놀 함량 분석

상기 제조한 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2의 커피 추출물의 폴리페놀 함량은 싱글턴(Singleton) 방법에 따라 포린-시오칼토(Folin-Ciocaltue) 시약이 추출물의 폴리페놀성 화합물에 의해 환원되어 몰리브덴 청색으로 발색되는 원리를 이용하여 분석하였다. 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2의 커피 추출물 각각 20 μL에 증류수 1.58 mL를 넣고 2 N 포린-시오칼토(Folin-Ciocalteu) 시약(Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA)을 100 μL씩 첨가하여 4분간 방치하였다. 이 반응액에 20% Na₂CO₃ 용액을 300 μL씩 가하여 40 ℃에서 30분간 놓아둔 후, 분광광도계(spectrophotometer)(Evolution 60S UV-Visible spectrophotometer,Thermo Scientific)를 이용하여 765nm에서 흡광도를 측정하였다. 갈산(Gallic acid, Sigma Chemical Co.)를 표준물질로 사용하여 작성한 검량선을 이용하여 총 폴리페놀 함량을 산출하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
폴리페놀함량(mg/L)	3076.7	2868.9	3202.2	3353.3	2773.3

시험예 2. 커피 추출물의 클로로겐산 함량 분석

커피의 클로로겐산은 퀸산(quinic acid)에 카페산(caffeic acid)이 에스터(ester) 결합을 하고 있는 것을 의미하며, 3개의 이성질체인 CQA(caffeoylquinic acids), diCQA(dicaffeoylquinic acids), FQA(feruoylquinic acid) 등을 가지고 있다. 일반적으로 총 클로로겐산은 위 3개의 이성질체의 합을 뜻하고, 본 시험예 2에서 분석한 클로로겐산은 4-CQA를 의미한다.

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2의 커피 추출물의 클로로겐산 분석은 Irina 등의 방법을 응용하였다(Irina N Urakova, Olga N Pozharitskaya, Alexander N Shikov, Vera M Kosman, Valery G Makarov. Comparion of high performance TLC and HPLC for separation and quantification of chlorogenic acid in green bean extracts. J.Sep. Sci.237-241,2008). 분석기기로는 Agilent HPLC(Model 1260)을 사용하였고, 컬럼(column)은 C18 Capcell Pak(5㎛, 4.6ｘ250mm)을 사용하였다. 컬럼온도는 40℃로 하였고, 이동상은 0.03% TFA용액(A)과 아세토나이트릴(B)을 이용하였으며, 0~5분 5% 아세토나이트릴; 5~25분 50% 아세토나이트릴; 25~27분 85% 아세토나이트릴; 27~37분 85% 아세토나이트릴; 37~39분 5% 아세토나이트릴; 39~42분 5% 아세토나이트릴 로 gradient를 주었다. 용매유속 0.8ml/min으로 하였으며 검출기(Detector)의 파장은 330nm를 사용하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.

시험예 3. 커피 추출물의 카페인 함량 분석

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2의 커피 추출물의 카페인 분석은 Bradbury 등의 방법을 응용하였다(Bradbury A, Weers M. Non-volatile compounds analysis in coffee. Kaft Eur.Anal Method. 5-17,1995). 분석기기로는 Agilent HPLC(Model 1260)을 사용하였고, 컬럼(column)은 C₁₈ Capcell Pak(5㎛, 4.6ｘ250mm)을 사용하였다. 컬럼온도는 40℃로 하였고, 이동상은 물(A)과 메탄올(B)을 이용하였으며, 0~5분 5% 메탄올; 5~25분 50% 메탄올; 25~27분 85% 메탄올; 27~37분 85% 메탄올; 37~39분 5% 메탄올; 39~42분 5% 메탄올로 gradient를 주었다. 용매유속 0.8ml/min으로 하였으며 검출기(Detector)의 파장은 280nm를 사용하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.

시험예 4. 커피 추출물의 관능평가

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2의 향미, 단맛, 신맛, 쓴맛, 커피 고유의 느낌 그리고 종합적인 기호도를 평가하기 위하여 커피 음료를 평소에 즐겨 마시거나 커피 제품 개발경험이 있는 유경험자 16명을 선택하여 각 항목에 따라 선호하는 정도를 5점 척도법으로 조사하였다. 기준치는 3.0 이상인 경우 합격 처리 하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
클로로겐산(mg/Kg)	291.89	227.54	327.53	513.73	135.47
카페인(mg/Kg)	1313.10	1384.81	1205.44	1008.46	1529.21
향미	3.31	3.06	1.81	1.38	3.50
단맛	2.88	2.69	2.31	2.13	3.00
신맛	3.19	3.13	2.44	2.00	3.31
쓴맛	3.00	3.31	2.8	1.94	3.50
커피 고유의 느낌	3.44	3.44	2.56	1.19	3.75
종합적인기호도	3.44	3.31	2.06	1.31	3.75

상기 표 1 및 표 2에 나타난 바와 같이, 상기에서 추출한 커피 추출물의 폴리페놀 함량 생두 추출물인 비교예 1이 가장 많았으며, 그 다음으로 실시예 3, 실시예 1, 실시예 2, 비교예 2 순으로 원두만을 이용한 추출물이 가장 낮은 함유량을 나타내었다.

상기 추출한 클로로겐산 함량 또한 생두 추출물인 비교예 1이 가장 많았으며, 그 다음으로 실시예 3, 실시예 1, 실시예 2, 비교예 2 순으로 나타났다.

또한, 상기 추출한 커피 추출물의 카페인 함량은 생두 추출물인 비교예 1의 함량이 가장 낮았으며, 비교예 2가 가장 높은 것으로 나타났으며, 실시예 1 내지 3은 비슷한 수준으로 나타났다.

상기 시험예 3에 따른 커피 추출물의 관능평가 결과, 실시예 1 내지 3 및 비교예 2는 향미, 커피 고유의 느낌, 종합적 기호도 면에서 우수한 것으로 나타났으며, 비교예 1의 경우는 실시예에 비하여 좋지 않은 것으로 나타났다.

상기 실시예 및 비교예를 살펴본 결과, 분쇄한 원두 및 분쇄한 생두의 혼합비는 분쇄한 생두비율이 높아질수록 폴리페놀 함량이 많아지므로 기능성 커피음료 제조 시 생두의 중요성과 가능성을 알 수 있었다. 하지만, 분쇄한 생두비율이 높아질수록 생두의 풀맛이 강하게 느껴지고 추출물의 색이 옅어져 커피 관능에 좋지 않은 영향을 미치므로 기능성 커피음료 제조 시 원두와 생두의 혼합비율이 중요하다는 것을 보여준다.

따라서, 본 발명에 따른 실시예가 비교예에 비하여, 커피 주요 생리활성 지표인 클로로겐산과 카페인의 함량이 많고 관능 또한 우수한 것으로 나타났다.

제조예 1 내지 비교 제조예 1 : 커피 음료의 제조

상기 시험예에 따른 결과, 클로로겐산과 카페인의 함량이 많고 관능 또한 우수한 본 발명에 따른 실시예 1 및 우수한 관능을 보인 비교예 2를 이용하여 커피 음료를 하기와 같이 제조하였다.

제조예 1

상기 제조한 실시예 1의 커피 추출물을 20℃로 냉각 후 42,000rpm으로 원심분리를 실시하였다. 커피 추출물에 잔존하는 이물질을 제거하기 위해 원심분리 후 2차 여과(1~10㎛ 필터)공정을 진행하였다.

상기 여과한 커피 추출물(고형분 1.5% 이상) 48 중량%, 백설탕 4.0 중량%, 탄산수소나트륨 0.04 중량%, 비타민 C 0.01 중량%, 커피착향료 1.0 중량%, 물 46.95 중량%를 10,000rpm속도로 교반하여 혼합하였다.

상기 혼합한 액을 여과 공정 후 균질압력을 180bar로 균질 공정을 거치고 134± 2℃로 90초간 살균하여, 제조예 1의 커피 음료를 제조하였다.

비교 제조예 1

상기에서 제조한 비교예 2의 커피 추출물 추출물을 20℃로 냉각 후 42,000rpm으로 원심분리를 실시하였다. 커피 추출물에 잔존하는 이물질을 제거하기 위해 원심분리 후 2차 여과(1~10㎛ 필터)공정을 진행하였다.

상기 여과한 커피 추출물(고형분 1.5% 이상) 48 중량%, 백설탕 4.0 중량%, 탄산수소나트륨 0.04 중량%, 비타민 C 0.01 중량%, 커피착향료 1.0 중량%, 물 46.95 중량%를 10,000rpm속도로 교반하여, 비교제조예 1의 커피 음료를 제조하였다.

시험예 5: 커피 음료의 클로로겐산 및 카페인 함량 분석

제조예 1 및 비교 제조예 1의 클로로겐산 및 카페인 함량을 분석하기 위하여, 커피 추출물의 클로로겐산, 카페인 함량 분석하기 위해 실시한 상기 시험예 2 내지 3와 동일한 방법으로 분석하였다. 그 결과를 표 3에 나타내었다.

시험예 6: 커피 음료의 관능평가

상기 제조예 1 및 비교 제조예 1의 커피 음료의 관능 평가를 하기와 같은 방법에 의해 실시하였다. 커피고유의 향미, 단맛, 신맛, 쓴맛, 커피 고유의 느낌 그리고 종합적인 기호도를 평가하기 위하여 커피 음료를 평소에 즐겨 마시거나 커피 제품 개발경험이 있는 유경험자 16명을 선택하여 각 항목에 따라 선호하는 정도를 5점 척도법으로 조사하였다. 점수가 높을수록 선호도가 높은 것을 의미한다.

그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

구분	제조예 1	비교제조예 1
클로로겐산(mg/Kg)	266.84	86.76
카페인(mg/Kg)	593.39	625.37
커피고유의 향미	3.25	3.56
커피고유의 단맛	3.19	2.88
커피고유의 신맛	2.88	3.13
커피고유의 쓴맛	3.13	3.06
커피고유의 느낌	3.63	3.56
종합적인 기호도	3.63	3.56

상기 표 3에 나타난 바와 같이 본 발명의 제조방법으로 제조한 커피 추출물(실시예 1)을 함유한 커피 음료(제조예 1)가 커피의 기능성 물질인 클로로겐산과 카페인을 다량 함유하며 전체적으로 맛과 향기가 뛰어나 종합적인 기호도가 높은 것을 확인할 수 있었다.

Claims (8)

1. (a) 생두를 아라비카 종 70중량%, 로부스타 종 30중량%로 총 합이 100중량%가 되도록 혼합(blending)하는, 블랜딩 단계;
   (b) 상기 혼합한 생두를 배전도 값이 21~25로 배전(roasting)하여 원두를 제조하는, 배전 단계;
   (c) 상기 배전한 원두 및 상기 단계 (a)의 배전하지 않은 혼합한 생두를 각각 입도 1.7 내지 1.9mm가 되도록 분쇄(grinding)하는, 분쇄 단계;
   (d) 상기 분쇄한 원두 및 분쇄한 생두를 50:50으로 혼합한 총 중량, 100 중량부에 대하여 추출용매로, 90℃ 이상의 물 1300 내지 1500 중량부를 투입하여 70℃ 내지 80℃로 15 내지 30분 추출(extraction) 후 여과(filtering)하는 단계; 및
   (e) 상기 (d)단계의 여과하는 단계에서 얻은 여과물을 15,000~30,000rpm 속도로 10 내지 25분 동안 원심분리하여 기능성 커피 추출물을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기능성 커피 추출물의 제조 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 배전 단계는 혼합된 생두를 160 내지 210℃에서 2 내지 18분 동안 배전하는 것을 특징으로 하는, 기능성 커피 추출물의 제조 방법.
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