KR101536680B1

KR101536680B1 - 사향고양이의 소화과정 대신 이에 상당하는 복합미생물의 발효과정을 이용한 발효커피의 제조방법

Info

Publication number: KR101536680B1
Application number: KR1020130146435A
Authority: KR
Inventors: 정용일
Original assignee: 정용일
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2015-07-14
Also published as: KR20150061986A

Abstract

본 발명은 발효 커피의 제조방법에 관한 것으로서, 고초균, 황국균, 유산균 및 효모를 이용하여 발효시킴으로써, 맛과 향이 독특할 뿐만 아니라 커피의 유효성분이 증진되고 유해성분이 감소한 발효 커피를 제조하는 방법을 제공한다.

Description

사향고양이의 소화과정 대신 이에 상당하는 복합미생물의 발효과정을 이용한 발효커피의 제조방법{Method for production of fermented Luwak coffee with mixed microorganisms}

본 발명은 발효커피의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 루왁커피를 만드는 사향고양이의 소화액 대신 복합미생물(고초균, 황국균, 유산균, 효모)로 인하여 만들어진 발효커피로 맛과 향이 독특할 뿐만 아니라 커피의 유효성분은 증진되고 유해성분이 감소한 발효커피의 제조방법에 관한 것이다.

커피는 커피나무의 씨(커피콩)를 볶아 가루로 낸 것을 따뜻한 물이나 증기로 우려내어 마시는 음료로서, 1년에 세계적으로 약 6천억 잔이 소비되며, 석유 다음으로 교역량이 많은 것으로 알려져 있다. 이러한 커피는 오늘날 가장 애용되고 있는 기호식품의 하나로서, 커피나무 열매의 종자인 커피 생두를 선별하여 정제, 볶음, 배합, 분쇄 및 추출의 과정을 거쳐 제품화되고 있다.

커피의 생두에는 주성분인 조당분 이외에 수분, 회분, 지방, 조섬유, 조단백 및 카페인이 함유되어 있다. 커피의 맛은 쓴맛, 신맛, 단맛, 떫은맛 등 다양한데, 쓴맛은 카페인, 떫은맛은 타닌, 신맛은 지방산, 단맛은 당질에서 비롯된다. 한편, 커피의 맛을 내는 주성분은 카페인인데, 카페인은 화학식이 C₈H₁₀O₂N₄이고, 식물성 알칼로이드로 무색, 무취이고 쓴맛을 내는 침상의 결정이다. 카페인은 강심작용과 이뇨작용 및 중추신경을 자극하는 각성작용을 가져 적당량의 커피를 마시면 스트레스가 해소된다. 또한, 각성 정도가 향상되어 사고의 수행능력도 향상되고, 피로가 줄어드는 느낌을 갖게 한다. 또한, 커피는 카페스톨(cafestol)과 카월(kahweol)이라는 성분을 포함하고 있다. 이들은 아세트알데히드 분해 촉진에 의한 숙취해소의 효과 및 간의 독성도 예방할 수 있는 것으로 보고되고 있을 뿐 아니라, 콜레스테롤 저하 등의 효과를 갖는 것으로 알려져 있다.

한편, 루왁커피는 전세계에서 가장 비싼 커피라고 불리우고 있다. 루왁이란 사향고양이를 부르는 인도네시아 말이다. 루왁이 맛있고 질 좋은 커피 열매를 섭취하고 배설한 배설물로부터 루왁커피를 제조할 수 있다. 루왁의 배설물에는 소화되지 않은 커피 열매의 씨, 즉 우리가 잘 알고 있는 커피 생두가 남아 있다. 이는 루왁의 소화기관 속에서 특별한 소화 과정을 거친 생두로, 생두를 잘 씻어 말린 다음 볶고 갈아 내리면 세상에서 가장 비싼 루왁커피가 완성된다. 루왁커피는 배설물로부터 수집되기 때문에 꺼려하는 사람도 있지만, 루왁커피의 독특한 향은 수많은 커피 애호가들로 하여금 루왁커피를 다시 찾게 만든다. 하지만, 최고급 커피 열매와 사향고양이 루왁의 조합인 루왁커피는 사향고양이를 통해서만 생산이 되기 때문에 가격이 비싸다. 또한, 많은 수의 야생 사향고양이가 밀렵되면서 사향고양이의 수가 줄어들고 있고, 일부에서는 루왁커피를 생산하기 위하여 사향고양이를 학대하고 있다는 여론이 있어 대량 생산에는 난점이 있다.

이에, 사향고양이를 이용하지 않고 루왁커피를 만들 수 있는 방법의 개발이 절실히 요구된다 할 것이다.

대한민국 등록특허 제1014871호(발명의 명칭: 김치 유산균으로 발효된 숙면 발효 커피 및 그 제조방법)에는 김치 유산균으로 발효하여, 발효 전 커피 생두에 포함된 카페인에 비해 저농도의 카페인을 함유하고, 발효 전 커피 생두에 포함된 가바(GABA, γ-aminobutyric acid)에 비해 고농도의 가바를 함유하는 김치 유산균으로 발효된 숙면 커피 및 그 제조방법이 개시되어 있다.

본 발명은 고초균, 황국균, 유산균 및 효모를 이용하여 발효시킴으로써, 맛과 향이 독특할 뿐만 아니라 커피의 유효성분은 증진되고 유해성분이 감소한 발효 커피를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 발효커피는, 커피 생두를 물에 침지하여 불리는 단계 (a); 상기 단계 (a) 후, 커피 생두를 가열하여 살균하고, 냉각시키는 단계 (b); 상기 단계 (b) 후, 커피 생두에 당(糖) 및 효모추출물을 첨가하여 본 배양액을 제조하는 단계 (c); 상기 단계 (c) 후, 본 배양액에 고초균 및 황국균을 접종하고 발효시키는 단계 (d); 및 상기 단계 (d) 후, 본 배양액에 유산균 및 효모를 더욱 접종하고 발효시키는 단계 (e);를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 한다. 이하, 본 발명의 발효 커피의 제조방법에 대하여 하기에서 구체적으로 설명하고자 한다.

[단계 (a): 커피의 생두를 물에 침지하여 불리는 단계]

본 단계는 커피의 생두를 물에 침지하여 불리는 단계로서, 바람직하게 0~4℃에서 2~24시간 이상 불리는 것이 좋다. 2시간 이상 불려야 커피 생두를 발효시키기 좋은 조건이 되기 때문이다. 2시간을 경과하여 오래 불리면 불릴수록 좋을 수 있지만, 너무 오래 불리면 잡균들의 오염이 발생하여 바람직하지 않기 때문에 최대 24시간 정도 불리는 것이 좋다.

[단계 (b): 상기 단계 (a) 후, 커피 생두를 가열하여 살균하고, 냉각시키는 단계]

본 단계는 상기 단계 (a) 후, 커피 생두를 가열하여 살균하고, 냉각시키는 단계로서, 바람직하게 살균을 위해 110~125℃에서 10~60분 동안 가열하고, 20~40℃로 냉각시키는 것이 바람직하다. 너무 오래 가열하면, 커피 생두가 과변성 되어 바람직하지 않게 때문이다. 본 단계를 거침으로써 커피 생두에 있는 잡균을 살균시키고 생두의 조직을 변성시켜 발효를 잘 시킬 수 있다.

[단계 (c): 상기 단계 (b) 후, 커피 생두에 당(糖) 및 효모추출물을 첨가하여 본 배양액을 제조하는 단계]

본 단계는 상기 단계 (b) 후, 커피 생두에 당(糖) 및 효모추출물을 첨가하여 본 배양액을 제조하는 단계로서, 바람직하게 상기 당은 0.1~4%(w/v) 되게 첨가하고, 상기 효모추출물은 0.01~1.0%(w/v) 되게 첨가하는 것이 좋다.

본 발명에 있어서, 상기 당은, 일 예로 포도당, 정백당 등을 이용할 수 있는데, 미생물의 생육을 촉진할 수 있는 탄소원이라면 어떠한 당이든지 무방하다. 본 발명에서 첨가되는 효모추출물은 미생물의 생육을 위한 질소원 및 기타 미네랄 등의 공급원이 될 수 있다.

[단계 (d): 상기 단계 (c) 후, 본 배양액에 고초균 및 황국균을 접종하고 발효시키는 단계]

본 단계는 상기 단계 (c) 후, 본 배양액에 고초균 및 황국균을 접종하고 발효시키는 단계로서, 바람직하게 상기 고초균 또는 황국균을 함유하는 액체 배양액을, 본 배양액을 기준으로 하여 각각 1~10%(v/v) 정도 접종하는 것이 좋다. 더욱 바람직하게는 상기 액체 배양액은 고초균 또는 황국균을 mL 당 10⁶CFU 이상의 양으로 함유하는 액체 배양액인 것이 좋다. 이때, 필요에 따라, 고초균과 황국균을 함께 사용할 수도 있다.

한편, 본 단계의 발효는 바람직하게 25~45℃에서 2~10일 동안 배양하는 것이 좋다. 이와 같은 조건에서 커피 생두를 발효시킬 경우, 맛과 향이 우수하며, 쓴맛이 감소되어 부드러운 발효커피를 제조할 수 있기 때문이다.

본 발명에 있어서, 상기 고초균은 바람직하게 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 낫토(Bacillus natto) 중 선택되는 어느 하나 이상인 것이 좋다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 황국균은 바람직하게 아스퍼르질러스 오리제(Aspergilus oryzae), 아스퍼르질러스 소제(Aspergilus sojae), 아스퍼르질러스 타마리(Aspergilus tamarii) 중 선택되는 어느 하나 이상인 것이 좋다.

[단계 (e): 상기 단계 (d) 후, 본 배양액에 유산균 및 효모를 더욱 접종하고 발효시키는 단계]

본 단계는 상기 단계 (d) 후, 본 배양액에 유산균 및 효모를 더욱 접종하고 발효시키는 단계로서, 바람직하게 상기 유산균 또는 효모를 함유하는 각각의 액체 배양액을 본 배양액을 기준으로 각각 1~10%(v/v) 정도 접종하는 것이 좋다. 더욱 바람직하게는 상기 액체 배양액은 유산균 또는 효모를 mL 당 10⁶ CFU 이상의 양으로 함유하는 액체 배양액인 것이 좋다. 이때, 필요에 따라, 유산균 또는 효모를 함께 사용할 수도 있다.

한편, 본 단계의 발효는 바람직하게 20~40℃에서 1~5일 동안 배양하는 것이 좋다. 이와 같은 조건에서 커피 생두를 발효시킬 경우, 맛과 향이 우수하며, 상쾌한 신맛이 증가된 발효커피를 제조할 수 있기 때문이다.

본 발명에 있어서, 상기 유산균은 바람직하게 류코노스톡크 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides), 락토바실루스 플란티룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실루스 베레비스(Lactobacillus brevis), 류코노스톡 가시코미타툼(Leuconostoc gasicomitatum), 류코노스톡 락티스(Leuconostoc lactis), 락토바실러스 엑시도필루스(Lactobacillus acidophilus), 비피도박테리움 론굼(Bifidobacterium longum), 스트렙토코커스 써머필러스(Streptococcus thermophilus) 중 선택되는 어느 하나 이상인 것이 좋다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 효모는 바람직하게 지고사카로마이세스 마조르(Zygosaccharomyces major), 사카로미세스 세리비지애(Saccharomyces cerevisiae) 중 선택되는 어느 하나 이상인 것이 좋다.

한편, 본 발명의 발효커피 제조에 있어서, 커피 생두를 고초균, 황국균, 유산균 및 효모로 발효시키는 과정 이후의 커피 가공기술은 공지기술로부터 착안되어 적용될 수 있다. 즉, 커피 생두를 로스팅한 후, 분쇄하여 분말을 만들고 상기 분말을 뜨거운 물로 추출하는 과정 등은 공지기술을 이용하여 달성될 수 있는 것이다.

본 발명에 의할 경우, 사향고양이의 소화과정을 거칠 필요 없이, 고초균, 황국균, 유산균 및 효모 등의 복합미생물을 이용하여 천연 루왁커피와 거의 유사한 관능적 특성을 가질 뿐만 아니라, 커피의 유효성분이 증진되고 유해성분이 감소된 발효커피를 쉽게 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 방법에 의할 경우, 사향고양이 없이 루왁커피와 거의 유사한 관능적 특성을 가지는 발효커피의 제조가 가능하기 때문에, 매우 위생적이고 매우 경제적이다.

이하, 본 발명의 내용에 대해 하기 실시예 및 실험예를 통해 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 그와 등가의 기술적 사상의 변형까지를 포함한다.

[ 제조예 1: 미생물 종균 배양]

아스퍼르질러스 오리제(Aspergilus oryzae), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)를 각각 121℃에서 15분간 멸균된 PDB배지와 NB배지에 2×10⁴ cfu/㎖로 접종하여 37℃에서 3일 동안 진탕 배양하였다.

또한, 류코노스톡크 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides), 사카로미세스 세리비지애(Saccharomyces cerevisiae)를 각각 121℃에서 15분간 멸균된 MRS 배지와 YE배지에 2×10⁴ cfu/㎖로 접종하여 37℃에서 12시간 동안 정치 배양하였다.

[실시예 1: 발효 커피의 제조]

커피의 생두(인도네시아산 만델링 품종) 100 g을 물 200 mL에 침지하고, 실온에서 32시간 불린 다음, 121℃에서 1시간 가열하여 멸균하고, 25℃로 냉각시켰다. 여기에 정백당과 효모 추출물을 각각 1.5%(w/v), 0.5%(w/v) 되게 첨가하여 배지(본 배양액)를 제조하였다.

상기 제조예 1에서 배양한 황국균 액체배양액 및 고초균 액체배양액을 본 배양액을 기준으로 하여 각각 10%(v/v)가 되게 접종하였다. 접종 후, 37℃에서 3일 동안 발효시켰다.

이어서, 상기 제조예 1에서 배양한 유산균 액체배양액 및 효모 액체배양액을 본 배양액을 기준으로 하여 각각 10%(v/v)가 되게 접종하였다. 접종 후, 30℃에서 2일 동안 발효시켰다. 발효가 종료된 커피 생두는 50℃ 열풍건조기에서 48시간 건조하여 수분을 제거하여 발효 생두로 발효커피를 제조하였다.

[ 비교실시예 1: 고초균만 이용하여 발효시킨 커피의 제조]

본 실시예에서는 고초균만을 이용하여 커피 생두를 발효시켜 커피를 제조하고자 하였다. 커피의 생두(인도네시아산 만델링 품종)를 물에 침지하여 실온에 24시간 불린 다음, 121℃에서 1시간 가열하여 멸균하고, 25℃로 냉각시켰다. 여기에 정백당과 효모 추출물을 각각 1.5%(w/v), 0.5%(w/v) 되게 혼합하여 배지를 제조하였다. 상기 제조예 1에서 배양한 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)를 10%(v/v)되게 상기 배지에 접종하였다. 접종 후, 37℃에서 2일 동안 진탕배양하면서 발효시켰다. 발효 후, 배지(액체)를 제거하고 생두를 걸러냄으로써 고초균 발효 커피를 제조하였다.

[ 비교실시예 2: 유산균만 이용하여 발효시킨 커피의 제조]

본 실시예에서는 유산균만을 이용하여 커피 생두를 발효시켜 커피를 제조하고자 하였다.

커피의 생두(인도네시아산 만델링 품종)를 물에 침지하여 실온에 32시간 불린 다음, 121℃에서 1시간 가열하여 멸균하고, 25℃로 냉각시켰다. 여기에 정백당과 효모 추출물을 각각 1.5%(w/v), 0.5%(w/v) 되게 혼합하여 배지를 제조하였다.

상기 제조예 1에서 배양한 류코노스톡크 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides)를 10%(v/v) 되게 상기 배지에 접종하였다. 접종 후, 30℃에서 2일 동안 발효시켰다. 발효 후, 배지(액체)를 제거하고 생두를 걸러냄으로써 유산균 발효 커피를 제조하였다.

[ 실험예 1: 관능검사]

본 실험예에서는 상기 실시예 1에서 제조된 발효 커피, 상기 비교실시예 1 내지 2에서 제조된 발효 커피, 시중에 판매되고 있는 천연 루왁커피 및 일반 커피의 관능검사를 실시하고자 하였다. 일반 커피는 인도네시아산 만델링 품종의 커피 생두를 이용하였다.

각각의 커피 생두를 로스팅, 분쇄하고 뜨거운 물로 추출함으로써 각각의 커피를 제조하였다. 그 후, 성인 남녀 30명에게 제조된 각각의 커피를 시식하게 한 후, 맛, 향, 풍미, 산취 및 전체적인 기호도에 대하여 관능검사를 실시하였다.

관능검사의 결과는 맛, 향, 풍미, 산취 및 전체적인 기호도에 대하여 각각 기준(5-매우 좋다, 4-좋다, 3-보통이다, 2-나쁘다, 1-매우 나쁘다)에 따라 점수를 부여하여 평균값으로 나타내었다.

평가항목	실시예 1	비교실시예 1	비교실시예 2	천연 루왁커피	일반 커피
맛	4.9	4.3	4.2	4.8	3.9
향	4.7	4.1	4.3	4.9	4.0
풍미	4.9	4.2	4.2	4.8	3.7
산취	4.6	4.0	4.1	4.7	3.7
전체적인 기호도	4.9	4.1	4.2	4.8	3.8

실험결과, 상기 표 1에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 고초균, 황국균, 유산균 및 효모를 모두 이용하여 발효시킨 발효 커피(실시예 1)가 모든 평가항목에서 고초균으로만 발효시킨 커피(비교실시예 1)와 유산균으로만 발효시킨 커피(비교실시예 2)보다 높은 점수를 나타내었다.

또한, 본 발명의 발효 커피(실시예 1)는 천연의 루왁커피와 향, 풍미, 산취 및 전체적인 기호도에서 비슷한 점수를 나타냄을 확인할 수 있었다.

또한, 같은 커피 생두를 이용한 본 발명의 발효 커피(실시예 1)와 일반 커피를 비교한 결과, 본 발명의 발효 커피가 고초균, 황국균, 유산균 및 효모의 발효로 인하여 커피의 맛, 향, 풍미, 산취 및 전체적인 기호도가 모두 우수해짐을 확인할 수 있었다.

[ 실험예 2: 성분검사]

본 실험예에서는 상기 실시예 1에서 제조된 발효 커피, 상기 비교실시예 1 내지 2에서 제조된 발효 커피, 시중에 판매되고 있는 천연 루왁커피 및 일반 커피의 성분검사를 실시하고자 하였다. 일반 커피는 인도네시아산 만델링 품종의 커피 생두를 이용하였다.

각각의 커피 생두를 로스팅, 분쇄하고 뜨거운 물로 추출함으로써 각각의 커피를 제조하였다. 추출물의 총폴리페놀화합물 함량은 Folin-Ciocalteu법을 이용하여 측정하였다. 또한, 추출물의 카페인 함량은 액체크로마토그래프/자외부흡광광도검출기를 통해 분석하는 방법(건강기능식품공전의 방법)으로 정량분석하였다.

평가항목	실시예 1	비교실시예 1	비교실시예 2	천연 루왁커피	일반 커피
총폴리페놀	2.9	2.1	1.8	2.5	1.5
카페인	6.3	8.5	8.9	9.1	11.9

단위 : mg TE/100mg, mg/g

실험결과, 상기 표 2에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 고초균, 황국균, 유산균 및 효모를 모두 이용하여 발효시킨 발효 커피(실시예 1)가 총폴리페놀화합물 함량의 평가항목에서 고초균으로만 발효시킨 커피(비교실시예 1)와 유산균으로만 발효시킨 커피(비교실시예 2)보다 높은 수치를 나타내었다.

또한, 본 발명의 발효 커피(실시예 1)는 카페인의 함량에서 낮은 수치를 나타냄을 확인할 수 있었다.

상기와 같은 결과로부터, 본 발명에 의해 제조된 발효 커피는 일반커피보다 항산화성분인 폴리페놀 성분이 증진되고, 과다복용시 신경과민 등을 일으키는 유해성분인 카페인 성분이 감소됨을 확인할 수 있었다. 이는 본 발명의 발효 커피가 기능성 커피음료의 소재로 이용될 수 있는 가능성을 제시한 것이라 할 수 있다.

Claims

커피 생두를 물에 침지하여 불리는 단계 (a);
상기 단계 (a) 후, 커피 생두를 가열하여 살균하고, 냉각시키는 단계 (b);
상기 단계 (b) 후, 커피 생두에 당(糖) 및 효모추출물을 첨가하여 본 배양액을 제조하는 단계 (c);
상기 단계 (c) 후, 본 배양액에 고초균 및 황국균을 접종하고 발효시키는 단계 (d); 및
상기 단계 (d) 후, 본 배양액에 유산균 및 효모를 더욱 접종하고 발효시키는 단계 (e);를 포함하는 것을 특징으로 하는 발효커피의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 단계 (a)의 불리는 단계는,
0~4℃에서 2~24시간 동안 불리는 것을 특징으로 하는 발효커피의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 단계 (b)의 가열은,
살균을 위해 110~125℃에서 10~60분 동안 가열하고,
상기 단계 (b)의 냉각은,
20~40℃로 냉각시키는 것을 특징으로 하는 발효커피의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 단계 (c)의 당은 커피 생두에 0.1~4%(w/v) 되게 첨가하고,
상기 단계 (c)의 효모추출물은 커피 생두에 0.01~1.0%(w/v) 되게 첨가하는 것을 특징으로 하는 발효커피의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 단계 (d)의 고초균 및 황국균의 발효는,
본 배양액에 고초균을 함유하는 액체배양액 및 황국균을 함유하는 액체배양액을 각각 1~10%(v/v) 접종하고, 25~45℃에서 2~10일 동안 발효하는 것을 특징으로 하는 발효커피의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 단계 (e)의 유산균 및 효모의 발효는,
본 배양액에 유산균을 함유하는 액체배양액 및 효모를 함유하는 액체배양액을 각각 1~10%(v/v) 접종하고, 20~40℃에서 1~5일 동안 발효하는 것을 특징으로 하는 발효커피의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 단계 (d)의 고초균은,
바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 낫토(Bacillus natto) 중 중 선택되는 어느 하나 이상이고,
상기 단계 (d)의 황국균은,
아스퍼르질러스 오리제(Aspergilus oryzae), 아스퍼르질러스 소제(Aspergilus sojae), 아스퍼르질러스 타마리(Aspergilus tamarii)중 선택되는 어느 하나 이상이고,
상기 단계 (e)의 유산균은,
류코노스톡크 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides), 락토바실루스 플란티룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실루스 베레비스(Lactobacillus brevis), 류코노스톡 가시코미타툼(Leuconostoc gasicomitatum), 류코노스톡 락티스(Leuconostoc lactis), 락토바실러스 엑시도필루스(Lactobacillus acidophilus), 비피도박테리움 론굼(Bifidobacterium longum), 스트렙토코커스 써머필러스(Streptococcus thermophilus) 중 선택되는 어느 하나 이상이고,
상기 단계 (e)의 효모는,
지고사카로마이세스 마조르(Zygosaccharomyces major), 사카로미세스 세리비지애(Saccharomyces cerevisiae) 중 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 발효커피의 제조방법.