KR101811421B1 - 코피루왁에서 분리한 유산균을 이용한 발효커피의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 갈색사향고양이(Brown Palm Civet; Paradoxurus jerdoni)가 생산하는 코피루왁 생두에서 분리한 유산균을 발효 균주로 이용하여 커피 생두를 발효하는 단계, 및 상기 단계에서 발효된 커피 생두를 건조 및 로스팅하여 커피 원두를 제조하는 단계를 포함하는 발효 커피의 제조방법에 관한 것으로서, 종래의 재래식 방법보다 동물의 학대 없이 위생적이고 대량생산이 가능하며, 향미가 일정한 고급 발효 커피의 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

코피루왁에서 분리한 유산균을 이용한 발효커피의 제조방법{Method of preparing fermented coffee using lactic acid bacteria isolated from Kopi Luwak}

본 발명은 코피루왁으로부터 분리한 유산균을 이용한 발효커피의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 (a) 갈색사향고양이(Brown Palm Civet; Paradoxurus jerdoni)가 생산하는 코피루왁 생두에서 분리한 유산균을 발효 균주로 이용하여 커피 생두를 발효하는 단계, 및 (b) 상기 단계에서 발효된 커피 생두를 건조 및 로스팅하여 커피 원두를 제조하는 단계를 포함하는 발효 커피의 제조방법 및 갈색사향고양이 유래의 코피루왁 생두에서 분리한 새로운 유산균 균주에 관한 것이다.

커피는 유사 이래로 인류가 가장 오랫동안 음용해 온 음료로서, 산지, 품종, 고도, 토양과 같은 환경적인 요인 외에도 로스팅 방법 및 추출 방법에 따라 다양한 맛과 향을 갖는다.

현재 전세계 인구의 1/3은 커피를 음용하고 있으며, 앞으로도 그 소비는 늘어날 것으로 추정된다. 세계인들이 즐기는 음료인 만큼 커피는 그 종류도 다양한데, 그 중 최고의 맛과 향을 가지는 커피는 단연 인도네시아의 사향고양이 커피인 코피루왁(Kopi Luwak)이라고 할 수 있다.

상기 코피루왁은 인도네시아의 사향고양이(Luwak)가 체리 상태의 커피를 먹고 배설한 커피를 말하는데, 이 과정에서 장내 미생물에 의한 발효에 의하여 커피의 향미가 상승한다. 이러한 코피루왁은 동물의 장을 이용하는 발효 특성으로 인하여 생산성이 떨어지기 때문에, 품귀 현상이 발생하여 한 잔에 한화로 약 10만원을 호가한다.

최근 국내에서도 커피의 소비가 증가하고 있는데, 2014년 12월 기준 국내 1인당 아메리카노 소비량은 338잔으로 집계되고 있고, 이는 전년대비 14%, 그리고 5년 전 대비 약 63% 증가된 수치이다.

원두 커피 섭취 인구의 증가에 따라 최고급 커피인 코피루왁에 대한 관심 또한 높아지고 있으며, 최근 2년간 코피루왁의 개념(concept)을 차용한 발효 커피들이 제품화되어 시장에 출현하고 있으나, 몇몇 발효 커피를 제외한 대다수의 발효커피의 경우, 그 향미가 기존의 커피보다 관능적으로 부족한 경우가 많다.

커피에 관한 종래기술을 살펴 보면, 커피에 직접적으로 가공용 효소를 사용하는 방법(일본공개특허 소74-012710호, 미국등록특허 제4,983,408호 등)도 있지만, 유산균 등의 유용 미생물이 만들어 내는 고품질의 커피에 비해, 관능상 기호성이 적합하지 못한 단점이 있다.

또한, 한국특허등록 제10-1014871호는 김치 유산균으로 20∼40℃에서 10∼30시간 발효시켜 저농도의 카페인, 고농도의 가바(GABA, γ-aminobutyric acid)를 함유하는 숙면 커피를 제조하는 방법으로서, 커피 생두를 물에 불린 후에 멸균하는 단계를 거치므로 로스팅시 일어나야 하는 물리, 화학적 변화를 미리 일으킴으로써 커피의 품질이 저하되고, 장시간의 발효로 인하여 산업적으로 경제적이지 못하며, 가바의 특성상 고농도에서 떫은맛을 가지게 되어 관능적 특성이 떨어지는 단점을 가지고 있다.

또한, 한국공개번호 제10-2013-0044284호는 청국장균을 이용하여 커피생두를 발효한 후에 추출하여 인스턴트커피를 만드는 방법이 개시되어 있는데, 고급 원두커피를 원하는 현재의 상황에 맞지 않으며, 삶은 대두와 커피콩을 섞어 발효하는 방식이기 때문에, 후 공정에서 이를 분리함에 무리가 있어 산업적 이용 가치가 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 한국특허등록 제10-1298557호는 식물성 유산균으로 커피 생두를 발효시켜 발효 과정 중에 카페인이 저감되고 향미를 증진시키는 방법으로서, 본 발명과는 전혀 다른 방법에 의해 발효시키는 발효 커피의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 커피 생두를 코피루왁에서 분리한 미생물을 이용하여 발효함으로써, 인도네시아산 코피루왁(Kopi Luwak)과 유사한 향기 성분 및 맛을 갖는 발효 커피의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 갈색사향고양이 유래의 코피루왁 생두에서 분리한 새로운 유산균 균주를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, (a) 갈색사향고양이(Paradoxurus jerdoni)가 생산하는 코피루왁 생두에서 분리한 유산균을 발효 균주로 이용하여 커피 생두를 발효하는 단계, 및 (b) 상기 단계에서 발효된 커피 생두를 건조 및 로스팅하여 커피 원두를 제조하는 단계를 포함하는 발효 커피의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 갈색사향고양이(Paradoxurus jerdoni) 유래의 코피루왁 생두에서 분리한 바이셀라 치바리아(Weissella cibaria) LS-104 (KCCM 11750P) 균주 및 페디오코커스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus) LS-117 (KCCM 11749P) 균주를 제공한다.

본 발명에 의하면, 기호 식품이지만 기능성만 강조되던 종래 기술의 단점을 보완하기 위하여, 코피루왁에서 인체에 무해한 GRAS 미생물을 분리하여 상기 분리된 미생물들을 단독 또는 복합 접종하여 발효시키는 공정을 통하여, 실제 코피루왁과 흡사한 향미를 가지는 고급 원두커피를 생산할 수 있기 때문에, 종래의 재래식 방법보다 동물의 학대 없이 위생적이고 대량생산이 가능하며, 향미가 일정한 고급 발효 커피의 제조방법을 제공할 수 있다.

도 1은 각 산지별 루왁(Luwak) 생두를 나타낸 것이다.
도 2는 갈색사양고양이(Paradoxurus jerdoni)를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 균주의 분리 과정을 나타낸 것이다.
도 4는 분리된 균주의 위상차 현미경 관찰 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 분리된 균주의 16S rRNA 분리동정 결과 계통수를 나타낸 것이다.
도 6은 미국 스페설티 협회(SCAA) 컬러 디스크값(color disk values)을 나타낸 것이다.
도 7은 로스팅 강도별 원두를 나타낸 것이다.
도 8은 함수율별 로스팅 발효 원두의 외관을 나타낸 것이다.
도 9는 콜롬비아 대조 커피 및 콜롬비아 발효 커피의 이온 크로마토그램을 나타낸 것이다.
도 10a 및 도 10b는 콜롬비아 대조 커피 및 본 발명에 의한 발효 커피의 이온 크로마토그램을 나타낸 것이다.

본 발명은 (a) 갈색사향고양이(Paradoxurus jerdoni)가 생산하는 코피루왁 생두에서 분리한 유산균을 발효 균주로 이용하여 커피 생두를 발효하는 단계, 및 (b) 상기 단계에서 발효된 커피 생두를 건조 및 로스팅하여 커피 원두를 제조하는 단계를 포함하는 발효 커피의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 발효 커피의 일종인 루왁 커피는 맛과 품질은 좋으나, 가격이 비싸고 동물 학대적인 측면이 있었으며, 야생 루왁 커피의 경우 사향고양이가 섭취하는 커피 체리의 종류에 따라 맛이 불균일한 경우가 빈번하게 발생하였다.

또한, 동물의 장을 이용하여 발효를 함으로써 수량이 제한적이므로 안정적인 공급을 하지 못하는 단점이 있다. 또한 소위 발효커피로 제품화 되어 나온 것을 보면 장시간 발효하거나 일반 콩과 같은 재료를 섞거나 과도한 열을 가하기 때문에 생산성이 떨어지고, 커피 이외의 다른 맛과 향이 혼입되며 로스팅시 일어나야 하는 물리, 화학적 변화를 미리 일으켜 커피 고유의 맛과 향에 대한 특성을 잃어버릴 우려가 있다.

이에 비해, 본 발명과 같이 코피루왁(Kopi Luwak)에서 분리한 미생물에 의해 발효된 커피는 실제 코피루왁에 사용된 미생물을 사용함으로써, 그 향미가 실제 코피루왁과 유사하고 분리 미생물을 따로 배양하여 접종함으로써, 동물 학대 없이 위생적으로 대량 생산이 가능하며, 발효시간을 조절함으로써 향과 맛의 균일성을 제공할 수 있다.

본 발명의 상기 발효 커피의 제조방법에서, 상기 유산균은 바이셀라 치바리아(Weissella cibaria) LS-104 (KCCM 11750P) 및 페디오코커스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus) LS-117 (KCCM 11749P)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상, 바람직하게는 2종일 수 있다.

본 발명의 상기 발효 커피의 제조방법에서, 상기 (a) 단계는 상기 유산균을 액체 배양하여 균체수가 0.5 × 10⁷ cfu/g 내지 1.5 × 10⁷ cfu/g, 바람직하게는 1.0 × 10⁷ cfu/g이 되도록 희석하고, 상기 유산균의 접종량이 생두의 2.5 내지3.5 %(w/w), 바람직하게는 3.0 %(w/w)가 되도록 한 후, 37~41℃, 바람직하게는 38~40℃, 보다 바람직하게는 41℃에서 침지 발효(submerged fermentation) 또는 고형 발효, 바람직하게는 침지 발효할 수 있다.

본 발명의 상기 발효 커피의 제조방법에서, 상기 유산균 접종량의 생균수는 0.5 × 10⁹ cfu/g 내지 1.5 × 10⁹ cfu/g, 바람직하게는 1.0 × 10⁹ cfu/g일 수 있다.

본 발명의 상기 발효 커피의 제조방법에서, 상기 (b) 단계는 발효된 커피 생두를 함수량이 8 %(w/w) 내지 12 %(w/w), 바람직하게는 9 %(w/w) 내지 11 %(w/w), 보다 바람직하게는 10 %(w/w)가 되도록 55℃ 내지 65℃, 바람직하게는 58℃ 내지 62℃,보다 바람직하게는 60℃에서 열풍건조한 후, 생두 투입온도 105℃ 내지 115℃, 바람직하게는 108℃ 내지 112℃, 보다 바람직하게는 110℃, 또한 생두 투입량 0.9kg 내지 1.1kg, 바람직하게는 10kg의 조건으로, 18분 내지 20분간, 바람직하게는 19분간 로스팅하여 온도가 170℃ 내지 175℃, 바람직하게는 171℃ 내지 173℃, 보다 바람직하게는 172℃가 될 때, 로스팅된 커피 원두를 배출할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기의 방법에 의해 제조된 발효 커피에 관한 것이다.

본 발명의 상기 발효 커피는 인도네시아산 코피루왁과 흡사한 향미를 갖는 특징을 갖는다.

본 발명의 상기 발효 커피는 콜롬비아산 원두 커피보다 더 강한 향기를 가질 수 있다.

본 발명의 상기 발효 커피에서, 상기 향기의 성분은 3-메틸부탄올, 피리딘, 2-메틸피라진, 2,5-디메틸피라진, 2,6-디메틸피라진, 2-에틸-6-메틸피라진, 2,3,5-트리메틸피라진, 2-퓨란메탄올(2-furanmethanol), 과이아콜(guaiacol), 말콜 및 1-91H-피롤-2-일)-에타논으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.

또한, 본 발명은 갈색사향고양이(Paradoxurus jerdoni) 유래의 코피루왁 생두에서 분리한 신규한 유산균 균주에 관한 것이다.

본 발명의 상기 유산균 균주는 바이셀라 치바리아(Weissella cibaria) LS-104 (KCCM 11750P) 균주일 수 있다.

본 발명의 상기 유산균 균주는 페디오코커스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus) LS-117 (KCCM 11749P) 균주일 수 있다.

이하, 본 발명의 내용을 실시예 및 실험예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1> 발효 미생물 스크리닝

루왁(Luwak) 커피의 발효 과정을 재연해 내기 위해서는 실제 사향고향이의 장내에 존재하는 미생물이 필요하기 때문에, 로스팅(roasting) 되지 않은 상태의 루왁 생두를 수득하여 미생물 스크리닝을 실시하였다 (도 1 참조). 특히, 인도네시아산 루왁의 경우 현지에 직접 방문하여 수득한 것을 사용하였다 (도 2 참조).

루왁 생두 10g을 멸균 생리 식염수 90ml에 현탁하여 37℃에서 1시간 동안 반응시키고, 이 반응액 100㎕를 각각 뉴트리언트 아가 배지(nutrient agar medium; NA), 효모 몰드 아가 배지(yeast·mold agar; YM), MRS(de Man , Rogosa and Sharpe) 아가 배지(MRS Agar; MA)에 도말하여 37℃에서 24~48시간 배양하였다.

상기와 같이 배양된 콜로니(colony)는 여러 가지 균종이 섞여 있는 상태이므로, 단일 균주로 분리하기 위하여 콜로니 색상과 형태 등을 기준으로 균종들을 분류하였다.

분류된 콜로니를 다시 도말한 후, 배양기에서 37℃에서 36시간 동안 배양하는 것을 3회 반복하여 단일 콜로니를 얻었다 (도 3 참조).

그런 다음, 분리된 균주가 순수분리 되었는지 알아보기 위하여, 각각의 브로쓰(broth) 배지에 분리된 콜로니를 접종하여 39℃에서 90rpm 으로 12시간 동안 현탁 배양한 후 위상차 현미경(phase contrast microscope)으로 관찰하여 균체의 형상을 관찰한 결과를 도 4에 나타내었다. 이 때, 위상차 현미경 상에서 두 가지 이상의 균체 형상이 보일 경우 재분리를 실시하였다.

<실시예 2> 발효 미생물의 선발

실시예 1의 방법으로 스크리닝된 미생물의 게놈 DNA를 추출 정제한 후, PCR로 증폭하고 증폭된 16S rRNA의 염기서열을 분석한 후, NCBI 데아타베이스의 16S rRNA 시퀀싱과 비교하여 유용 미생물만을 선발하고, 도 5에서 보는 바와 같이, 최종적으로 6종의 미생물을 선발하였다.

상기 6종의 미생물 중에서, 바이셀라 치바리아(Weissella cibaria) LS-104및 페디오코커스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus) LS-117을 2015년 8월 7일, 한국미생물보존센터(KCCM)에 기탁하여 각각 수탁번호 KCCM 11750P 및 KCCM 11749P를 부여받았다.

<실시예 3> 최적 발효조건의 확립

스크리닝한 미생물을 커피 생두에 적용, 액상발효(침지발효)와 고형발효 두가지의 발효방법으로 나누어 시간별 발효하여 최적조건을 확립하고자 하였다.

생두는 (주)웰빙엘에스의 아라비카종 블랜딩 생두(과테말라 33.3, 브라질 22.2, 케냐 22.2, 콜롬비아 22.2%)를 사용하였다.

또한, 접종량은 고형 발효 및 침지 발효 모두 액체 배양하여 균체수가 1.0× 10⁷ cfu/mL이 되도록 희석한 스크리닝 미생물 2종(바이셀라 치바리아(Weissella cibaria) LS-104 및 페디오코커스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus) LS-117)를 각각 생두 무게의 1.5%씩 접종하였다(총 접종량 : 1.0× 10⁷ cfu/mL, 3%).

이때, 시간에 따른 가수 방법별 함수량을 나타내는 하기 표 1과 같이, 고형 발효의 경우 생두 무게와 동량의 물을 가수하여 상온에서 4시간 동안 방치하여 함수율을 50~55 %(w/w)가 되게 만든 후에 접종하였고, 액체 배양의 경우 생두 무게의 2배에 해당하는 물을 첨가한 후에 접종하였으며, 사향고양이의 체온과 유사한 39℃에서 발효하였다.

하기 표 2는 발효 시간에 따른 생두의 유산균수·pH 및 함수량을 나타낸 것이다.

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 고형 발효의 경우 발효가 잘 되지 않았으며, 시간이 지날수록 함수량과 균체의 수가 감소하는 것으로 나타났다.

따라서, 최적 발효 방법은 침지 발효로 확립하였으며 각 시간별로 침지 발효된 발효 커피를 함수율이 약 10%가 되도록 열풍건조하여 로스팅한(배전강도; City) 후 칼리타 드립법으로 핸드드립하여 스페셜티커피협회(SCAA)에서 실시하고 있는 The Coffee Cuppers' Handbook의 내용을 기준으로 커피의 향기(aroma), 상큼한 신맛(acidity), 향미(flavor), 중후함(body), 뒷맛(after-taste), 균형감(balance) 등 6가지 항목에 대하여 하기 표 3의 관능평가 조건으로 관능검사를 실시한 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

발효 시간에 따른 관능평가 결과인 상기 표 4에서 보는 바와 같이, 각각 3시간, 6시간 동안 침지 발효한 원두가 가장 좋은 관능 평가를 나타내었다,

이에 따라 최적 미생물의 접종 농도를 확립하기 위하여, 상기 실시예 2에서 접종 균주로 사용한 2종의 루왁 분리균(바이셀라 치바리아 LS-104및 페디오코커스 펜토사세우스 LS-117)을 접종 농도별(각 균주를 생두 무게의 1.5%만큼 접종)로 각각 3시간, 6시간 동안 발효를 시킨 후, 시티(City) 정도로 로스팅하여 관능 평가를 실시하였다.

하기 표 5는 접종 농도별 발효시간에 따른 생두의 유산균수, pH 및 함수량을 측정한 걸과를 나타낸 것이다.

상기 표 5에서 보는 바와 같이, 접종 농도가 높을수록 발효 후 높은 균체수를 나타내었다.

한편, 하기 표 6은 2종의 루왁 분리균을 1.0× 10⁹ cfu/mL 의 농도로 각각 생두 무게의 0.5%를 접종하여 6시간 동안 침지 발효시켜 발효 시간에 따른 관능평가 결과를 나타낸 것이다. 이때, 상기 관능 평가는 SCAA에서 실시하고 있는 The Coffee Cuppers' Handbook의 내용을 기준으로 수행하였다.

상기 표 6에서 보는 바와 같이, 최종 발효조건은 6종의 미생물을 1.0× 10⁹ cfu/mL 의 농도로 각각 생두 무게의 0.5% 접종하여 39℃에서 발효하는 방법인 침지 발효로 결정하였다.

<실시예 4> 발효 생두의 건조 및 로스팅 조건의 확립

커피는 로스팅에 따라 대부분의 향기와 맛이 좌우된다. 대부분의 경우 SCAA에서 제시하는 색상에 따른 8단계 로스팅(라이트, 시나몬, 미디엄, 하이, 시티, 풀시티, 프렌치, 이탈리안)을 기준으로 하여 로스팅 한다.

로스팅은 8단계의 구분이 있지만, 현재 우리나라에서 가장 많이 쓰이는 로스팅은 하이, 시티(City) 및 풀시티(Full-City) 로스팅을 가장 많이 이용하고 있다. 이러한 이유는 이들 단계의 로스팅이 핸드드립, 에소프레소, 카페라떼와 같은 메뉴를 가장 선호하기 때문이다.

또한, 커피의 품종에 따라 약간씩의 차이가 있지만, 하이~풀시티 로스팅의 강도에서 신맛, 쓴맛, 단맛, 바디감이 특징적으로 나타나기 때문에, 하이, 시티,풀시티 로스팅이 가장 많이 사용된다.

이러한 단계의 로스팅은 15분~25분의 시간으로 로스팅 하는 것이 관능적으로 좋다고 일반적으로 알려져 있는데, SCAA에서는 도 6과 같은 칼러 디스크값(Color disk values)에 따른 색상으로 로스팅의 강도를 구분하고 있다(65-하이, 55-시티, 45-풀시티).

한편, 커피는 로스팅시 일반적으로 미디엄 단계부터 1차 크랙이 시작되며, 1차 크랙이 약 2분간 지속된다.

하이 로스팅의 경우 1차 크랙이 종료된 후 30초~50초 사이를 말하며, 2차 크랙이 시작되는 시점을 시티 로스팅이라 한다. 2차 크랙은 약 1분~1분20초간 유지되는데 2차 크랙이 시작된 후 1분이 경과되는 시점을 기준으로 풀시티 로스팅이라 한다 (도 7 참조).

상기와 같이 실시하여 확립된 발효 조건으로 발효한 발효두를 60℃에서 열풍건조하여 발효전 생두와 같은 함수율(9.81%)로 맞추었으며, 발효두와 생두의 로스팅상의 차이점을 알아보기 위하여, (주)태광썬텍의 1.5kg 로스터 NDK0014D를 이용하여 발효하지 않은 생두(Control)와 같은 로스팅 강도(하이, 시티, 풀시티)로 로스팅한 결과를 하기 표 7에 나타내었다.

상기 표 7에서 보는 바와 같이, 발효두의 경우 함수량이 기존의 생두와 같음에도 불구하고, 첫 번째 크랙과 두 번째 크랙이 발생하는 시간이 평균 1분 20초가량 늦었으며, 크랙이 발생하는 온도 또한 5~6℃가량 더 높음을 알 수 있다.

또한, 어떤 강도의 로스팅이 가장 발효두와 적합한지를 비교하기 위하여, 각 로스팅 강도별로 관능 평가를 실시하였는 바, 그 결과를 하기의 표 8에 나타내었다.

상기 표 8에서 보는 바와 같이, 로스팅 강도가 낮을수록 신맛이 증가한 반면, 중후함과 뒷맛이 줄어 들었으며, 이러한 현상은 일반적인 커피 로스팅 과정에서 볼 수 있는 변화와 같았다.

따라서, 발효두의 경우 로스팅시 일반 생두에 비하여 로스팅이 조금 더디게 되는 경향은 있었으나, 로스팅시 일어나는 물리적인 변화(크랙, 색상의 변화) 등은 일반 생두를 로스팅할 때와 같이 모두 동일하게 일어났다.

또한, 로스팅 강도의 경우 시티로스팅에서 가장 좋은 관능을 나타내었기 때문에, 최적 로스팅 조건은 시티 로스팅(City roasting)으로 확립하였다.

일반적인 생두의 경우, 수확한 지 1년이 되지 않는 커피는 약 8~12%의 함수량을 가지며, 가장 로스팅하기 좋은 것으로 알려져 있다. 이는 수확 후 시간이 지날수록 함수량이 감소하면 로스팅시 적절한 변화(크랙)를 일으키지 못하여 로스팅후에 관능적으로 좋지 못하기 때문이다.

상기 표 7에서와 같이 일반생두보다 조금 더 늦은 로스팅 시간과 높은 온도에서 크랙을 일으키는 발효두에 알맞은 최적 함수율을 찾기 위하여, 함수율을 각각 5 %(w/w), 10 %(w/w), 15 %(w/w)로 맞춘 발효두를 상기 표 7에서와 같은 City 강도로 로스팅하여 그 변화를 살펴본 결과를 하기의 표 9 및 도 8에 나타내었다.

상기 표 9에서 보는 바와 같이, 함수량별로 로스팅한 결과, 함수량 5 %(w/w) 생두의 경우 1, 2차 크랙이 일어나지 않아, 콩이 단단하게 굳으면서 색이 변하여 분쇄하기 조차 어려웠으며, 함수 15 %(w/w) 생두의 경우 1차 크랙 없이 2차 크랙만 일어났다.

이는 외관상 색상이 약간 밝은 점을 제외하면 큰 변화는 없는 것처럼 보이지만 (도 8 참조), 속을 쪼개보면 미처 익지 못하여 생두속의 색상과 겉의 색상이 다르게 변해있는 것을 알 수 있었다.

따라서, 발효두의 최적 건조조건(함수량)은 위와 같은 결과로 10 %(w/w)로 결정하였는 바, 최종적으로 발효두의 로스팅 조건은 10 %(w/w)의 함수량으로 건조하여 City 조건으로 로스팅하는 것으로 확립하였다.

<실시예 5> 향기 성분의 측정

커피의 주된 향기 성분 및 특이적인 향기 성분의 분석을 위한 시료는 콜롬비아산 생두를 사용하였으며, 코피루왁과의 비교는 (주)웰빙엘에스의 아라비카종 블랜딩 생두(과테말라 33.3, 브라질 22.2, 케냐 22.2, 콜롬비아 22.2%)를 사용하여 둘 모두 상기의 조건으로 발효 및 로스팅하여 사용하였다.

모든 시료는 분석 전까지 20℃ 냉동고에서 보관하였으며, 분석하기 직전에 시료를 일정한 크기로 그라인딩 하였다. 커피 그라인더(SHII LONG LIOU ENTERPRISE Co., Ltd., China)를 사용하여 입자 크기 조절 부분을 타이트하게 조여 그라인딩 하였다.

한편, 커피의 휘발성 향기 성분을 추출하기 위히여, solid phase microextraction (SPME)법을 이용하였다. SPME 화이버(fiber)로는 50/30 μm divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane을 사용하였다.

시료 5 g을 10 mL 헤드 스페이스 바이얼(head space vial)에 넣고 테프론 캡(Teflon cap)으로 밀봉하였다. 40℃에서 30분간 방치하여 평형 상태에 도달시킨 후, SPME 화이버를 1.5 cm 노출시켜 30분 동안 시료의 휘발성 향기 성분을 화이버에 흡착시켰다. Fiber를 GC (Agilent Co., Palo Alto, CA, USA)의 injection port (250℃)에 1분간 탈착시켰다. 이때, 추출은 3반복(triplicate)으로 실시하였다.

또한, 커피의 휘발성 향기성분은 Agilent 6890N GC/Agilent 5973 mass selective detector (MSD) (Agilent Co., Palo Alto, CA, USA)를 사용하여 동정하였다.

이때, 컬럼은 DB-wax (60 m의 길이 × 0.25 mm의 직경 × 0.25 μm의 필름 두께 : J & W Scientific, Folsom, CA, USA)를 사용하였다. 오븐의 온도를 40℃에서 5분간 유지한 후, 200℃까지 5℃/min의 속도로 승온시켜 20분간 유지하였다.

또한, 인젝터의 온도는 250℃, 디텍터의 온도는 250℃ 이었으며, 캐리어 가스로는 헬륨을 사용하였고, 유속은 1.0 mL/min으로 하였다. 이온화 전압(ionization voltage)은 70 eV로 하고, 분석할 분자량의 범위(m/z)는 33~350으로 하여 분석하였다. 이때 분석은 3반복으로 실시하였다.

한편, 커피의 휘발성 향기 성분의 동정은 retention indices (RI)와 Wiley/7n mass spectral database (Agilent Co., Palo Alto, CA, USA)를 이용하였다. 또한 문헌상의 retention index와 스펙트럼을 비교하여 휘발성 향기성분을 확인하였으며, 총 99개의 향기 성분을 확인하였다.

그 중, 커피성분에 있어 많은 수를 차지하는 향기 성분을 주 향기성분으로 분류하였으며, 적은 양이나 특이적으로 강한 향을 가지는 향기 성분을 특이 향기 성분으로 정하여 그 함량을 비교 분석하였다.

하기 표 10 및 표 11은 각각 주 향기성분 및 특이 향기성분을 나타내는 것으로서, 각각의 이온 크로마토그램을 도 9에 나타내었다. 하기의 표 10 및 표 11에서, “Colombia Con"은 콜롬비아 대조 커피를 의미하고, ”Colombia Fer"은 콜롬비아 발효 커피를 의미한다.

또한, 하기 표 12 내지 표 15는 총 99종의 향기 성분 분석치를 나타낸 것이고, 도 10a 및 도 10b는 콜롬비아 대조 커피 및 본 발명에 의한 발효 커피의 이온 크로마토그램을 나타낸 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 코피루왁에서 분리한 미생물을 이용하여 동물 학대 없이 위생적이고도 안정적으로 실제 코피루왁과 흡사한 향미를 가지는 발효커피의 제조방법으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 유용하게 적용될 수 있다.

한국미생물보존센터(국외) KCCM11749P 20150807 한국미생물보존센터(국외) KCCM11750P 20150807

Claims (10)

1. (a). 갈색사향고양이(Paradoxurus jerdoni)가 생산하는 코피루왁 생두에서 분리한, 바이셀라 치바리아(Weissella cibaria) LS-104 (KCCM 11750P) 및 페디오코커스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus) LS-117 (KCCM 11749P)로 이루어진 유산균을 발효 균주로 이용하여 커피 생두를 발효하는 단계; 및
   (b). 상기 단계에서 발효된 커피 생두를 함수량이 10 %(w/w)가 되도록 건조 및 로스팅하여 커피 원두를 제조하는 단계를 포함하는 발효 커피의 제조방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는 상기 유산균을 액체 배양하여 균체수가 0.5 × 10⁷ cfu/g 내지 1.5 × 10⁷ cfu/g이 되도록 희석하고, 상기 유산균의 접종량이 생두의 2.5 내지 3.5 %(w/w)가 되도록 한 후, 37~41℃에서 침지 발효 또는 고형 발효하는 것을 특징으로 하는 발효 커피의 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 접종량의 생균수는 0.5 × 10⁹ cfu/g 내지 1.5 × 10⁹ cfu/g인 것을 특징으로 하는 발효 커피의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는 발효된 커피 생두를 함수량이 10 %(w/w)가 되도록 58℃ 내지 62℃에서 열풍건조한 후, 생두 투입온도 110℃, 생두 투입량 1 kg 및 시티 조건으로 로스팅하여 온도가 172℃가 될 때, 로스팅된 커피 원두를 배출하는 것을 특징으로 하는 발효 커피의 제조방법.
6. 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 발효 커피.
7. 제6항에 있어서, 상기 발효 커피는 콜롬비아산 원두 커피보다 더 강한 향기를 갖는 것을 특징으로 하는 발효 커피.
8. 제7항에 있어서, 상기 향기의 성분은 3-메틸부탄올, 피리딘, 2-메틸피라진, 2,5-디메틸피라진, 2,6-디메틸피라진, 2-에틸-6-메틸피라진, 2,3,5-트리메틸피라진, 2-퓨란메탄올(2-furanmethanol), 과이아콜(guaiacol), 말콜 및 1-91H-피롤-2-일)-에타논으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 발효 커피.
9. 삭제
10. 삭제

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