KR101693780B1

KR101693780B1 - 청국장 발효커피 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101693780B1
Application number: KR1020140129882A
Authority: KR
Inventors: 김병길; 이규항; 천상욱
Original assignee: 김병길
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2017-01-06
Also published as: KR20160037430A

Abstract

본 발명은 (a) 생두커피를 침지 및 발아시키는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 발아된 생두커피와 볏짚을 혼합한 후 발효시키는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 발효된 생두커피를 청국장과 혼합한 후 발효시키는 단계; 및 (d) 상기 (c) 단계의 청국장 발효 생두커피를 수세하고, 건조시킨 후 로스팅하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 청국장 발효커피의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 청국장 발효커피를 제공한다.

Description

청국장 발효커피 및 이의 제조방법{Fermented coffee with Chungkookjang and manufacturing method thereof}

본 발명은 청국장 발효커피 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 (a) 생두커피를 침지 및 발아시키는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 발아된 생두커피와 볏짚을 혼합한 후 발효시키는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 발효된 생두커피를 청국장과 혼합한 후 발효시키는 단계; 및 (d) 상기 (c) 단계의 청국장 발효 생두커피를 수세하고, 건조시킨 후 로스팅하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 청국장 발효커피의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 청국장 발효커피에 관한 것이다.

커피는 꼭두서니과(Rubiaceae) 코페아속(Coffee)에 속하며, 상업적으로 재배하는 품종은 크게 아라비카(Arabica; Coffea arabica)와 로부스타(Robusta; Coffea canephora), 그리고 리베리카(Liberica; Coffea liberica) 3가지 품종으로 나뉜다. 그 중 향기와 맛이 좋아 최고의 품질로 인정받고 있는 아라비카종은 에티오피아 원산으로서 해발 500~1,000m의 높은 지대와 15~25℃의 온도에서 잘 자라고, 브라질·콜롬비아·멕시코·과테말라·에티오피아 등지에서 생산되며 전 세계 커피 생산량의 75%를 차지한다. 이러한 커피는 쓴맛, 신맛, 단맛, 떫은 맛 등으로 다양하게 조화되어 만들어지는 기호 음료로서 9세기경부터 에티오피아에서 재배되기 시작한 이래로 현재 전 세계적으로 1년에 6억 잔이나 소비되며, 석유 다음으로 교역량이 많은 상품 가치가 높은 음료이다.

커피는 쓴맛, 떫은 맛, 신맛, 단맛 등이 조화되어 만들어지는 대표적인 음료로서 전 세계적으로 가장 널리 음용되고 있는 기호식품으로 우리나라에서도 커피 전문점 확산과 자가소비 증가 등 커피시장이 지속적으로 성장하고 있다. 커피에는 다른 식품에 비해 폴리페놀 등의 항산화성분 함량이 높아 세포 손상을 유발하는 자유라디칼 소거능이 높다고 알려져 있으며, 최근에는 신경세포 보호효과를 갖는 lipophilic antioxidant와 chlorogenic acid 등이 커피 생두보다 로스팅한 원두커피에 높은 함량을 나타낸다는 결과도 보고되고 있다. 또한 커피는 알츠하이머, 파킨슨 병, 제2형 당뇨병, 콜레스테롤, 심장 질환 및 간경변 등에도 우수한 보호효과를 갖는 것으로 알려지면서 기호식품을 넘어서 커피의 약리적인 효과에도 많은 연구가 이루어지고 있는 추세이다. 그러나 커피의 과다섭취는 정서불안, 신경과민, 수면장애 및 위장장애 등의 카페인 중독증(caffeinism)을 유발할 수 있다고 알려져 있으며, 카페인이 지방 산화를 증가시켜 혈중 유리지방산, 콜레스테롤 및 중성지질 함량을 높여 심혈관계, 특히 관상동맥질환을 발생시킬 수 있다는 연구와 함께 이를 부정하는 연구도 지속적으로 보고되어 커피 섭취와 심혈관계 질환과의 상관성은 여전히 논쟁이 되고 있다.

커피의 대표적인 성분으로는 카페인, 클로로겐산, 나이아신, 칼륨, 트리고넬, 아미노산 등이 있고, 이 중 커피의 주성분인 카페인은 알칼로이드계 화합물의 하나로 냄새가 없고 쓴맛을 내며 물에 잘 녹는다. 또한, 서양에서는 천식 치료로 사용되기도 하는데, 카페인의 자극이 기관지의 점액성 분비물을 마르게 하고 혈관을 수축시키기 때문이다. 커피는 알코올 중독 치료와 간 기능 보호 역할도 하며, 다량의 카페인 섭취는 위산 분비를 촉진하고 식도를 연결하는 괄약근을 느슨하게 만들어 위산이 식도에 역류, 속쓰림을 악화시킬 수 있으며, 불면증, 신경과민, 불안, 골다공증을 유발할 수도 있다는 점에서 커피의 부정적인 영향을 주기도 한다.

발효란 효모나 세균 등의 미생물이 지니고 있는 효소의 작용으로 유기물이 분해되는 작용이다. 발효음식이 대표적인 건강식품이 된 것은, 이 효소가 일반적으로 체내에서 합성되지 않는 것으로 밝혀졌기 때문이다. 즉 생명체는 음식물 섭취로 에너지만 얻는 것이 아니라, 그 에너지를 소화하기 위한 소화도구와 체내의 신진대사를 유지하기 위한 소모품도 함께 공급받는 셈인 것이다. 커피 발효 미생물군으로는 채소와 과일이나 수목의 중심주에 있는 균주들로서 가장 빈번히 분리된 유산균들로는 류코노스톡 메센테로이드(Leuconostoc mesenteroids), 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 및 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis)가 알려져 있다. 하지만 이들은 체리에서 생두까지의 균주들로서 생두 이후에 미생물 균주 연구는 미미한 실정이다.

커피 발효는 체리로부터 생두를 가공할 때 주로 응용할 수 있는데 생두 가공은 건조식(dry process: natural, unwashed)과 수세식(wet process: washed, eco-washed)으로 나뉘는데 건조식은 체리를 수확하여 시멘트 포장이나, 아스팔트에 얇은 층(5-8cm)으로 깔고 뒤집어 가며 20일간 건조시키는 방법으로 그 기간 동안에 자연적으로 발효하게 된다. 이 방법은 수확기가 건기이거나 물이 적은 시기에 사용한다. 건조식으로 가공한 생두를 로스팅한 경우, 채프(chaff) 색이 검은데 이는 과육을 제거하지 않고 건조시켰으므로, 생두에 남아 있던 과육의 당분이 배전 시에 캐러멜화되어 색깔이 검게 변하게 된다. 반면 수세식으로 가공한 경우는, 색깔이 희끗희끗하다. 한편, 수세식은 과육(pulp)을 기계로 벗기고 발효탱크 물에 48시간 담가 놓아 점액질(펙틴)을 분리하여 파치먼트(parchment) 상태로 만든 후 기계로 건조하는 방법으로 이물질이 제거되어 깨끗하고, 색깔이 희끗희끗하며, 상큼한 신맛이 우수하며, 불량률이 낮을수록 맛이 좋은 커피를 만들 수 있다. 과육을 제거하기 위해 발효 탱크가 필요하고 물이 많이 소요되는 단점이 있다. 이와 같이 기존의 커피 발효는 체리 중심으로 이루어져 왔고 생두(green bean) 가공 이후의 발효 관련 보고는 거의 전무한 실정에 있다.

우리나라의 전통 발효식품인 청국장의 재래식 제조방법은 가을에서 이듬해 봄까지 메주콩을 쑤어 식기 전에 시루에 볏짚을 깔고, 그 위 뜨거운 메주콩을 담은 뒤 아랫목에 이불을 씌워 40~50℃에서 2~3일간 발효시켰다. 그러면 콩과 볏짚에 붙어 있는 고초균(Bacillus subtilis)이 번식하여 끈끈한 점물질이 생성되고 특유한 냄새와 감칠맛을 내는 청국장이 만들어진다. 그러나 도시화된 가옥 구조에서는 발효시의 특이한 냄새와 번거로운 제조법 등 어려움이 있어, 전통 미각을 자랑하는 청국장이 우리들의 식탁에서 점점 사라져 가는 감이 든다. 발효과정(증자 대두에 낫또균을 산포하여 용기를 봉해 40~50℃의 발효실에서 16~24시간 발효)이 청국장과 비슷한 일본의 낫또(納豆, natto)는 바실러스 낫또 균을 순수하게 배양한 것을 이용한 것이다. 또한, 청국장의 품질을 개선할 목적으로 증자 대두에 바실러스 낫또, 바실러스 서틸리스 및 볏짚 등 균주를 달리한 청국장을 제조하여 여러 가지 성분변화를 비교한 결과 바실러스 낫또 균을 접종한 것이 우수하다고 분석되었다. 청국장의 감칠맛은 세균 프로테아제가 콩 단백질을 분해하여 생긴 아미노산의 맛에 주로 의하며 지방산과 당류의 분해 산물도 작용을 한다. 콩을 삶아서 볏짚 위에서 띄우면 볏짚의 바실러스 낫또, 바실러스 서틸리스 등의 세균이 분비한 프로테아제가 콩 단백질을 가수분해하여 아미노산을 생성한다.

한편, 한국공개특허 제2003-0071740호에서는 '발효쌀에 발효 커피의 성분이 함유된 발효 커피쌀'이 개시되어 있고, 한국공개특허 제2014-0055202호에서는 '커피 추출물 및 농축액을 이용한 발효커피의 제조방법'이 개시되어 있으나, 본 발명에서와 같이 '청국장 발효커피 및 이의 제조방법'에 대해서는 밝혀진 바가 없다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명에서는 생두커피를 볏짚과 혼합 발효한 후, 청국장과 혼합 발효시켜 제조한 청국장 발효커피가 총 페놀화합물, 총 플라보노이드 함량, 클로로겐산을 포함하는 개별 페놀산 함량, 항산화능 및 아질산염 소거능은 증가하고, 기존에 우려되고 있는 카페인 함량은 감소된 온화하고 부드러운 맛을 가지는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

(a) 생두커피를 침지 및 발아시키는 단계;

(b) 상기 (a) 단계의 발아된 생두커피와 볏짚을 혼합한 후 발효시키는 단계;

(c) 상기 (b) 단계의 발효된 생두커피를 청국장과 혼합한 후 발효시키는 단계; 및

(d) 상기 (c) 단계의 청국장 발효 생두커피를 수세하고, 건조시킨 후 로스팅하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 청국장 발효커피의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 청국장 발효커피를 제공한다.

본 발명을 통해 제조된 청국장 발효커피는 총 페놀화합물, 총 플라보노이드 함량, 클로로겐산을 포함하는 개별 페놀산 함량, 항산화능 및 아질산염 소거능은 증가되었고, 기존에 우려되고 있는 카페인 함량은 감소된 온화하고 부드러운 맛을 가지므로, 기존의 커피보다 관능과 기능성에 있어서 품질 좋은 커피를 제공할 수 있어, 커피 애호가들뿐만 아니라 다량의 카페인으로 인해 커피를 기피하던 일반인들에게도 유용하게 제공될 수 있다.

도 1은 청국장과 생두커피를 혼합하여 발효 및 숙성을 통한 청국장 발효커피 제조과정을 도식화한 것이다.
도 2는 침지된 생두커피에 고초균을 배양하기 위해 볏짚과 혼합하여 발효 및 숙성시킨 볏짚 발효커피를 보여준 사진이다.
도 3은 침지된 생두커피에 볏짚을 혼합한 후 효모를 배양하기 위해 통보리와 혼합하여 발효 및 숙성시킨 통보리 발효커피를 보여준 사진이다.
도 4는 침지된 생두커피에 볏짚을 혼합한 후 유산균을 배양하기 위해 청국장과 혼합하여 발효 및 숙성시킨 청국장 발효커피를 보여준 사진이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

(a) 생두커피를 침지 및 발아시키는 단계;

본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에서, 상기 (c) 단계는 발효된 생두커피와 청국장을 중량 기준으로 0.8~1.2:0.8~1.2로 혼합한 후 35~42℃에서 45~50시간 동안 발효시키는 것일 수 있고, 바람직하게는 발효된 생두커피와 청국장을 중량 기준으로 1:1로 혼합한 후 35~42℃에서 48시간 동안 발효시키는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명에서 이용된 청국장은 유산균 계통으로 식물성 유산균인 바실러스(Bacillus sp.)와 락토바실러스가 혼합된 청국장(1.14×10¹¹cfu/g)을 이용하였다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 방법은,

(a) 생두커피 270~330g를 물 500~700L에 넣고 23~28℃에서 10~15시간 동안 침지한 후, 27~33℃에서 18~30시간 동안 발아시키는 단계;

(b) 상기 (a) 단계의 발아된 생두커피 270~330g와 볏짚 270~330g을 혼합한 후, 35~42℃의 온도에서 45~50시간 동안 발효시키는 단계;

(c) 상기 (b) 단계의 발효된 생두커피 270~330g를 청국장 270~330g과 혼합한 후, 35∼42℃의 온도에서 20~28시간 동안 발효시키는 단계; 및

(d) 상기 (c) 단계의 청국장 발효 생두커피를 물에 2~3회 헹구어 수세하고, 수분함량이 12~16%(w/w)가 될 때까지 35~45℃ 건조시설에서 48∼60시간 동안 건조시킨 후 로스팅하는 단계를 포함하여 제조하는 것일 수 있고, 바람직하게는,

(a) 생두커피 300g를 물 300L에 넣고 25℃에서 12시간 동안 침지한 후, 30℃에서 24시간 동안 발아시키는 단계;

(b) 상기 (a) 단계의 발아된 생두커피 300g와 볏짚 300g을 혼합한 후, 35~42℃의 온도에서 48시간 동안 발효시키는 단계;

(c) 상기 (b) 단계의 발효된 생두커피 300g를 청국장 300g과 혼합한 후, 35∼42℃의 온도에서 24시간 동안 발효시키는 단계; 및

(d) 상기 (c) 단계의 청국장 발효 생두커피를 물에 2~3회 헹구어 수세하고, 수분함량이 14%(w/w)가 될 때까지 40℃ 건조시설에서 48∼60시간 동안 건조시킨 후 로스팅하는 단계를 포함하여 제조하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또한, 본 발명은 상기의 방법에 의해 제조된 청국장 발효커피를 제공한다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

비교예 1: 볏짚발효 증팽 생두커피

커피 생두 무게의 2배 정제수에 생두를 넣고 25℃에서 12시간 동안 불렸다(침지). 침지 후 생두는 30℃에서 24시간 동안 발아시켰다. 침지 및 발아 처리된 생두커피는 수분을 제거한 후 121℃에서 3시간 가열·증팽하고 30℃로 냉각시켰다. 냉각 후 청국장용 볏짚 300g을 생두 커피 300g과 혼합하여 35∼42℃의 온도에서 48시간 동안 치상하였다. 볏짚으로 발효된 생두커피는 14%의 수분함량이 유지될 때까지 통풍이 잘 되는 40℃ 건조시설에서 48∼60시간 동안 건조시켰다. 건조된 발효 생두커피는 직화식 방법으로 풀 시티(full city) 상태에서 직화식 로스터기(Fuji Royal Co., Japan)로 총 10분간 볶았다. 로스팅된 볏짚 발효커피는 마쇄하여 열수 추출하였다.

비교예 2 : 볏짚발효 생두커피

커피 생두 무게의 2배 정제수에 생두를 넣고 25℃에서 12시간 동안 불렸다(침지). 침지 후 생두는 30℃에서 24시간 동안 발아시켰다. 침지 및 발아 처리된 생두커피는 수분을 제거한 후 청국장용 볏짚 300g을 생두 커피 300g과 혼합하여 35∼42℃의 온도에서 48시간 동안 치상하였다. 볏짚으로 발효된 생두커피는 14%의 수분함량이 유지될 때까지 통풍이 잘 되는 40℃ 건조시설에서 48∼60시간 동안 건조시켰다. 건조된 발효 생두커피는 직화식 방법으로 풀 시티(full city) 상태에서 직화식 로스터기(Fuji Royal Co., Japan)로 총 10분간 볶았다. 로스팅된 볏짚 발효커피는 마쇄하여 열수 추출하였다.

제조예 1: 통보리 발효커피

비교예 2의 방법으로 침지 및 발아 처리된 생두커피는 볏짚으로 발효시킨 후 90일간 발효가 된 통보리 300g을 생두 커피 300g과 혼합하여 35∼42℃의 온도에서 24시간 접종·발효시켰다. 볏짚과 통보리로 발효된 생두커피는 14%의 수분함량이 유지될 때까지 통풍이 잘 되는 40℃ 건조시설에서 48∼60시간 동안 건조시켰다. 건조된 발효 생두커피는 직화식 방법으로 풀 시티(full city) 상태에서 직화식 로스터기(Fuji Royal Co., Japan)로 총 10분간 볶았다. 로스팅된 통보리 발효커피는 마쇄하여 열수 추출하였다.

제조예 2: 청국장 발효커피

비교예 2의 방법으로 침지 및 발아 처리된 생두커피는 볏짚으로 발효시킨 후 90일간 발효가 된 청국장 300g을 생두 커피 300g과 혼합하여 35∼42℃의 온도에서 24시간 접종·발효시켰다. 볏짚과 청국장으로 발효된 생두커피는 물로 두세번 헹궈 청국장을 씻어낸 후, 14%의 수분함량이 유지될 때까지 통풍이 잘 되는 40℃ 건조시설에서 48∼60시간 동안 건조시켰다. 건조된 발효 생두커피는 직화식 방법으로 풀 시티(full city) 상태에서 직화식 로스터기(Fuji Royal Co., Japan)로 총 10분간 볶았다. 발효 생두커피를 직화식 방법으로 풀 시티 상태로 총 10분간 배전하였으며, 배전 방법은 직화식 로스터기(Fuji Royal Co., Japan)에 200℃까지 가열 후 냉각, 185℃에서 원두 커피 4kg 투입(댐퍼상태 ; 100% 개방), 145℃에서 점화한 후 화력은 0.8 kal(댐퍼상태 ; 100% 개방), 82℃부터 온도 상승(댐퍼상태 ; 70% 개방), 146℃에서 생두의 캐러멜화-옐로우(댐퍼상태 ; 40% 개방), 185℃에서 1차 펌핑(댐퍼상태 ; 50% 개방), 213℃에서 2차 펌핑(댐퍼상태 ; 70% 개방), 216℃ 정점으로 한 후 냉각을 하였다. 로스팅 발효 원두커피를 분쇄기(Bunnq Co., USA)로 레귤러 굵기로 분쇄하고 0.5g의 커피분말을 삼각플라스크에 넣은 후 3차 증류수 100㎖을 가하여 98℃에서 20분간 고압멸균으로 열수 추출 후 추출액을 필터 페이퍼(No. 2)로 상압 여과한 후 원심분리기에 5분간 원심분리(×2000g)하여 발효커피를 만들었다.

실시예 1. 총 페놀화합물 함량 측정

총 페놀화합물 함량은 폴린-데니스(Folin-Denis) 방법에 따라 분석하였다. 비교예 1, 2와 제조예 1, 2의 방법으로 제조된 청국장 발효커피의 열수 추출물 시료를 1 ㎎/㎖로 조제한 후, 이 시료액 1 ㎖에 증류수 3 ㎖를 넣고 Folin & Ciocalteu's 페놀 용액 1 ㎖를 첨가한 후 27℃ 쉐이킹배스(shaking bath)에서 혼합하였다. 5분 후 NaCO3 포화용액 1 ㎖를 넣고 혼합하여 실온에서 1시간 방치한 후 640 nm에서 분광광도계(UV-1650PC, SHIMADZU)로 흡광도를 측정하였다. 페놀화합물 함량은 카테킨(catechin), 탄닌산(tannic acid), 클로로겐산(chlorogenic acid)의 농도를 이용하여 검량선을 작성한 다음 정량하였다.

볏짚 및 청국장 발효커피의 총 페놀화합물 함량 비교

시료	총 페놀 함량 (ppm)
시료	카테킨	클로로겐산	탄닌산	평균
비교예 1	10.6±0.2	17.2±0.4	11.7±0.4	13.2±0.3
비교예 2	23.6±0.2	32.8±0.2	23.9±0.2	26.8±2.6
제조예 1	62.5±0.7	97.5±0.9	61.1±0.7	73.7±8.3
제조예 2	64.9±0.8	101.5±1.2	63.3±0.6	76.6±9.8

비교예 1, 2와 제조예 1, 2의 방법으로 제조된 볏짚 및 청국장 발효커피의 총 페놀화합물 함량은 표 1에 나타내었다. 상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 표준물질을 클로로겐산(chlorogenic acid)으로 했을 때가 카테킨(catechin)과 탄닌산(tannic acid)보다 높은 함량을 보였고 제조예 2의 경우, 평균 총 페놀 함량이 76.6 ppm으로 나타나 가장 높은 함량을 보였고 비교예 1이 13.2 ppm으로 가장 낮은 것으로 나타나 청국장 발효커피는 볏짚발효나 보리발효보다 더 높은 총 페놀화합물 함량을 보였다.

실시예 2. 총 플라보노이드 함량 측정

비교예 1, 2와 제조예 1, 2의 방법으로 제조된 볏짚 및 청국장 발효커피의 열수 추출물로부터 총 플라보노이드 함량 측정은 각 시료 1.0 ㎖를 시험관에 취하고 10 ㎖의 디에틸렌 글리콜(diethylen glycol)을 가하여 잘 혼합하였다. 다시 여기에 1N NaOH 0.1 ㎖를 잘 혼합시켜 37℃의 항온수조(water bath)에서 1시간 동안 반응시킨 후 420 nm에서 흡광도를 측정하였다. 공시험은 시료 용액 대신 50% 메탄올 용액을 동일하게 처리하였으며, 표준곡선은 나린진(Sigma Co., USA)을 이용하여 작성하고 이로부터 총 플라보노이드 함량을 구하였다.

볏짚 및 청국장 발효커피의 총 플라보노이드 함량 비교

시료	총 플라보노이드 함량(ppm)
비교예 1	8.8±0.6
비교예 2	12.5±0.5
제조예 1	23.5±0.4
제조예 2	27.8±1.2

실시예 3. 개별 페놀산 함량

비교예 1, 2와 제조예 1, 2의 방법으로 제조된 발효커피 열수 추출물은 HPLC를 이용하여 1 mg/㎖ 농도로 조제한 후 막 필터(0.45 ㎛)로 여과한 후 그 여액을 HPLC(Waters 2695, USA)에 주입하여 분석하였고, 분석조건은 검출기는 Waters 2996로 280nm에서, 컬럼은 SunFire C18(4.6×150㎜)로 유속은 1㎖/min로 하였다. 분리된 페놀산은 표준 페놀산의 보유 시간(retention time)과 비교하였으며, 표준 페놀산(Sigma Co., USA)의 피크 면적으로부터 표준 곡선을 작성하였고 이로부터 시료의 각각의 페놀산 함량을 측정하였다.

볏짚 및 청국장 발효커피의 개별 페놀산 함량 비교

시료	개별 페놀산 (ppm)
시료	3HC	CAF	CHL	FER	GAL	SAL	SYR	OCO	PCO	Total
비교예 1	0.012	0.000	33.971	0.183	0.012	0.850	0.000	0.187	0.671	35.886
비교예 2	0.232	0.000	110.975	0.396	0.086	2.923	0.000	0.549	2.191	117.352
제조예 1	0.276	1.318	127.393	0.419	0.117	4.848	0.000	1.381	2.381	138.133
제조예 2	0.420	4.971	161.530	0.110	0.000	0.802	1.068	0.186	0.432	169.519

(3HC: 3-히드록시신남산, CAF: 카페산, CHL: 클로로겐산, FER: 페룰산, GAL: 갈산, SAL: 살리실산, SYR: 시린진산, OCO: o-쿠마르산, PCO: p-쿠마르산)

비교예 1, 2와 제조예 1, 2의 방법으로 제조된 볏짚 및 청국장 발효커피의 개별 페놀산 함량은 표 3에 나타내었다. 상기 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 제조예 2의 총량으로 169.5 ppm으로 가장 높은 함량을 보였고, 그 다음이 제조예 1로 138.1 ppm, 비교예 2가 117.4 ppm으로 나타났으나, 비교예 1이 35.9 ppm으로 가장 낮은 함량을 보였다. 특히, 커피의 주요한 성분으로서 커피에 가장 많은 양을 함유한 것으로 알려진 클로로겐산은 제조예 2에서 161.5 ppm으로 가장 높은 함량을 보였고, 그 다음이 제조예 1로 127.4 ppm, 비교예 2가 111.0 ppm으로 나타났으나, 비교예 1이 34.0 ppm으로 가장 낮은 함량을 보였다. 따라서 청국장 발효커피는 볏짚발효나 보리발효보다 더 높은 개별 페놀산 함량을 보인 것으로 나타났다.

실시예 4. 카페인 함량

비교예 1, 2와 제조예 1, 2의 방법으로 제조된 청국장 발효커피의 열수 추출물의 카페인 정량은 기존의 분석법에 따라 역상 HPLC 법으로 분석하였다. 시료 여액에 PVPP(polyvinylpolypyrrolidone)를 가해 진탕하여 30분간 정치한 후 여과한 여액을 0.45μm 막 필터로 통과시켜 HPLC(Waters 2695, USA)에 주입하여 분석하였고, 분석조건은 검출기는 Waters 2996로 280nm에서, 컬럼은 SunFire C18(4.6×150㎜)로 유속은 1㎖/min로 하였다. 표준용액 조제는 카페인(Sigma Co., USA)을 표준시료로 조제하여 검량선을 작성하고 이로부터 시료의 카페인 함량을 구하였다.

볏짚 및 청국장 발효커피의 카페인 함량 비교

시료	카페인 함량 (%)
비교예 1	0.603±0.01
비교예 2	1.948±0.05
제조예 1	1.830±0.07
제조예 2	1.687±0.01

비교예 1, 2와 제조예 1, 2의 방법으로 제조된 볏짚 및 청국장 발효커피의 총 카페인 함량은 표 4에 나타내었다. 상기 표 4에서 알 수 있는 바와 같이, 비교예 2의 카페인 함량이 1.948%로 가장 높은 함량을 보였고, 그 다음이 제조예 1과 제조예 2로 각각 1.830과 1.687%로 나타났다. 하지만, 비교예 1은 0.603%로 나타나 가장 낮은 함량을 보여 커피를 삶을 경우 낮은 카페인 함량을 기대할 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 생두를 이용한 청국장 발효커피는 볏짚발효나 보리발효보다 더 낮은 카페인 함량을 보인 것으로 나타났다.

실시예 5. DPPH 라디칼 소거능 시험

비교예 1, 2와 제조예 1, 2의 방법으로 제조된 볏짚 및 청국장 발효커피의 열수 추출물을 수소전자공여능에 의해 항산화 활성을 측정하였다. 900 ㎕의 DPPH 용액(100 μM)과 각 시료 100 ㎕를 혼합하여 교반하였다. 이 혼합 시료를 암소에서 30분간 반응시킨 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 수소전자공여능은 각 실험을 3회 반복하여 평균을 낸 다음 대조구에 대한 흡광도의 감소 정도를 다음 식에 의하여 계산하였다.

An = (A0-A)/A0 * 100

An : DPPH 라디칼 소거능에 대한 항산화 활성(%)

A0 : 시료가 첨가되지 않은 DPPH 용액의 흡광도

A : 반응용액 중의 DPPH와 시료의 반응한 흡광도

볏짚 및 청국장 발효커피의 DPPH 라디컬 소거능 비교

시료	DPPH 라디컬 소거능 (ppm)
시료	390.63	781.25	1562.5	IC₅₀ (ppm)
비교예 1	3.0±0.1	9.8±0.3	23.0±0.5	2,939.4
비교예 2	3.0±0.0	11.5±0.1	35.3±0.7	2,224.6
제조예 1	25.2±0.2	48.4±1.3	80.6±2.8	801.9
제조예 2	27.6±0.4	58.2±2.3	81.4±0.8	676.8

비교예 1, 2와 제조예 1, 2의 방법으로 제조된 볏짚 및 청국장 발효커피의 DPPH 라디칼 소거능 결과는 상기 표 5에 나타내었다. 추출물 농도 1562.5ppm에서 제조예 2의 DPPH 라디컬 소거능은 81.4%로 가장 높게 나타나 가장 높은 항산화성을 보이는 것으로 나타났고, 그 다음이 제조예 1로 80.6%였으나, 비교예 1과 2는 각각 23.0과 35.3%로 낮은 DPPH 라디컬 소거능을 보였다. 한편, 50% DPPH 라디컬 소거능을 보이는 데 필요한 추출물량, 즉 IC₅₀값은 역시 제조예 2, 제조예 1, 비교예 2, 비교예 1 순으로 낮게 나타나 앞의 결과와 일치한 것으로 나타났다. 따라서 청국장 발효커피는 볏짚발효나 보리발효보다 더 높은 항산화성을 보인 것으로 나타났다.

실시예 6. 아질산염 소거능 시험

비교예 1, 2와 제조예 1, 2의 방법으로 제조된 볏짚 및 청국장 발효커피 열수 추출물로부터 아질산염 소거작용의 측정은 1mM NaNO₂ 20 ㎕에 시료의 추출액 40 ㎕와 0.1N HCl(pH 1.2) 또는 0.2M 시트레이트 버퍼(citrate buffer, pH 4.2) 또는 0.2M 시트레이트 버퍼(citrate buffer, pH 6.0)를 140 ㎕ 사용하여 부피를 200 ㎕로 맞추었다. 이 반응액을 37℃ 항온수조에서 1시간 반응시킨 후 2% 아세트산(acetic acid) 1,000 ㎕, 그리스(Griess) 시약 (30% 아세트산으로 조제한 1% 설파닐산(sulfanilic acid)과 1% 나프틸아민(naphthylamine)을 1:1 비율로 혼합한 것, 사용 직전에 조제) 80 ㎕를 가하여 잘 혼합시켜 빛을 차단한 상온에서 15분간 반응시킨 후 520 nm에서 흡광도를 측정하여 아래와 같은 식을 이용하여 아질산염 소거능을 구하였다.

N(%) = [1-(A-C)/B]×100

N: 아질산염 소거능

A: 1 mM NaNO2에 샘플 첨가 1시간 후 흡광도

B: 1 mM NaNO2 흡광도

C: 대조구 흡광도

볏짚 및 청국장 발효커피의 아질산염 소거능 비교

시료	아질산염 소거능 (%)
시료	3125	6250	12500	25000	IC₅₀
비교예 1	2.7±2.2	16.3±0.9	27.1±0.8	41.7±1.5	59,145.7
비교예 2	6.5±1.1	15.2±0.5	26.8±1.3	42.8±1.0	32,666.6
제조예 1	18.5±0.4	34.8±1.2	51.9±0.9	72.9±1.4	11,962.9
제조예 2	26.3±3.8	41.7±5.3	62.0±4.9	83.7±5.9	8,937.5

비교예 1, 2와 제조예 1, 2의 방법으로 제조된 볏짚 및 청국장 발효커피의 아질산염 소거능 결과는 표 6에 나타내었다. 상기 표 6에서 알 수 있는 바와 같이, 추출물 농도 25,000ppm에서 제조예 2의 아질산염 소거능이 83.7%로 가장 높게 나타났고 그 다음이 제조예 1, 비교예 2, 비교예 1 순으로 나타났고, 비교예 1은 41.7%로 가장 낮은 아질산염 소거능을 보였다. 한편, 50% 아질산염 소거능을 나타내는 데 필요한 추출물량인 IC₅₀값은 역시 제조예 2가 가장 낮게 나타나 앞의 결과와 일치한 것으로 나타났다. 따라서 청국장 발효에 의한 커피의 아질산염 소거능이 개선되었음을 알 수 있었다.

실시예 7. 관능검사

어린이 10명(8~13세, 남녀 5명씩), 청소년 10명(14~18세, 남녀 5명씩), 여성(19~64세) 10명, 남성(19~64세) 10명, 65세 이상 여성 5명, 65세 이상 남성 5명, 총 50명을 대상으로 비교예 1, 2와 제조예 1, 2의 방법으로 제조된 볏짚 및 청국장 발효커피를 시식하게 하고 색, 향, 맛, 조직감 및 기호도 평가를 실시하였다. 5점 척도법(1점: 매우 나쁨, 2점: 나쁨, 3점: 보통, 4점: 좋음, 5점: 매우 좋음)으로 점수를 매겨 그 결과를 표 7에 나타내었다.

볏짚 및 청국장 발효커피의 관능평가

시료	향 (flavor)	신맛 (taste)	단맛 (sweetness)	쓴맛 (bitterness)	부드러움 (softness)	기호도 (acceptability)
비교예 1	4.1	4.1	4.2	4.3	4.1	4.0
비교예 2	4.2	4.2	4.1	4.4	4.2	4.2
제조예 1	4.3	4.4	4.4	4.2	4.4	4.5
제조예 2	4.5	4.5	4.4	4.1	4.5	4.7

표 7에서 알 수 있는 바와 같이, 비교예 1, 2와 제조예 1, 2의 방법으로 제조된 볏짚 및 청국장으로 발효된 커피의 관능평가를 한 결과, 쓴맛에 있어서는 감소하는 경향을 보였으나, 향, 신맛, 단맛, 부드러움 및 종합적인 기호도에 있어서 비교예 1, 2에 비하여 제조예 1과 2가 높게 나와 평가자들에 의해 선호됨을 확인할 수 있었다. 따라서 볏짚 및 청국장으로 발효된 커피의 선호도가 상당히 개선되었음을 알 수 있었다.

Claims

(a) 생두커피 270~330g를 물 500~700L에 넣고 23~28℃에서 10~15시간 동안 침지한 후, 27~33℃에서 18~30시간 동안 발아시키는 단계;
(b) 상기 (a) 단계의 발아된 생두커피 270~330g와 볏짚 270~330g을 혼합한 후, 35~42℃의 온도에서 45~50시간 동안 발효시키는 단계;
(c) 상기 (b) 단계의 발효된 생두커피 270~330g를 청국장 270~330g과 혼합한 후, 35~42℃의 온도에서 20~28시간 동안 발효시키는 단계; 및
(d) 상기 (c) 단계의 청국장 발효 생두커피를 물에 2~3회 헹구어 수세하고, 수분함량이 12~16%가 될 때까지 35~45℃ 건조시설에서 48~60시간 동안 건조시킨 후 로스팅하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 청국장 발효커피의 제조방법.
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