KR101895468B1

KR101895468B1 - 항산화능 증대를 위한 커피 원두의 가공 방법

Info

Publication number: KR101895468B1
Application number: KR1020170103216A
Authority: KR
Inventors: 이진규; 이미현
Original assignee: 이화여자대학교 산학협력단
Priority date: 2017-08-14
Filing date: 2017-08-14
Publication date: 2018-09-05

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 커피 원두의 가공 방법은, 커피 원두를 라이트 로스팅(light roasting)하여 로스팅 원두를 얻는 로스팅 단계; 상기 로스팅 원두를 -50°C 이하의 저온에서 분쇄하여 커피 파우더를 얻는 저온 분쇄 단계; 및 분쇄된 상기 커피 파우더를 물과 혼합하고, 마이크로웨이브(microwave)를 이용해 가열하여 커피 추출물을 얻는 추출 단계;를 포함한다.

Description

항산화능 증대를 위한 커피 원두의 가공 방법{Method of processing coffee beans to increase antioxidant capacity}

본 발명은 커피 원두의 가공 방법에 관한 것이다.

커피는 커피나무의 씨(커피 원두, 커피콩)를 로스팅(roasting)하여 분쇄해 가루로 만든 후, 따뜻한 물, 차가운 물 또는 증기를 통해 우려내어 마시는 음료이다. 커피는 전 세계적인 기호 식품으로서, 커피 원두, 커피 가공식품, 커피 음료, 커피 전문 판매업 등의 관련 산업이 크게 발달되어 있다.

커피에는 중추신경을 자극해 잠을 쫓으며, 뇌 속의　도파민 농도를 증가시키는 각성 성분인 카페인이 다량 포함되어 있다. 그런데 카페인은 아데노신과 구조가 비슷하여　금단 증상이 나타나는 등의 부작용이 있다. 이에, 커피는 건강에 별 도움이 되지 않아, 가능한 한 적게 마시는 게 나은 음료라는 대중의 인식이 강하다.

그러나 최근에는 커피의 긍정적인 효과가 주목받으면서, 건강을 위해 커피를 마시는 사람이 점점 증가하고 있다. 커피의 효능 중에는 특히 항산화능(antioxidant capacity)이 주목받고 있는데, 커피에 많이 들어 있는 항산화물질인 클로로젠산(chlorogenic acids, CGA)은 활성산소를 제거해주는 작용이 뛰어나 지방간과 염증성 지방사이토카인(adipocytokine)　및 당뇨병 위험을 줄여주며 암 예방과도 관련이 있음이 알려져 있다. 이에 따라, 커피로부터 얻은 커피 추출물의 항산화물질의 양 또는 항산화능을 최대로 할 수 있는 가공 방법에 대한 연구 역시 활발해지고 있다.

예를 들어 한국공개특허 제2017-0054361호는 항산화 활성을 증진할 수 있는 발효 커피원두 및 이의 제조방법을 개시한다.

한국 공개특허 제2017-0054361호 (공개일 2017.05.17.) 한국 등록특허 제10-1563046호 (공고일 2015.10.23)

본 발명의 실시예는, 커피의 항산화물질의 양 또는 항산화능을 증대시키기 위하여 로스팅 정도, 분쇄 방식, 추출 방식을 최적화한 커피 원두 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

일 실시예에 있어서, 상기 로스팅 단계는, 상기 커피 원두를 150~165°C에서 7~8분 가열하는 단계일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 로스팅 단계는, 상기 로스팅 원두의 질량이 상기 커피 원두의 질량 대비 88~91%가 되도록 상기 커피 원두를 가열하는 단계일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 저온 분쇄 단계는, 액체 질소를 이용해 상기 로스팅 원두를 냉각시키는 단계; 및 상기 냉각된 로스팅 원두를 분쇄하는 단계;를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 저온 분쇄 단계는, 상기 냉각된 로스팅 원두를 분쇄하는 단계 이후, 상기 분쇄된 로스팅 원두를 필터를 이용해 거르는 단계;를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 분쇄된 로스팅 원두를 필터를 이용해 거르는 단계는, 상기 분쇄된 로스팅 원두의 평균 입자 크기가 15~20㎛가 되도록 하는 단계일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 추출 단계는, 상기 마이크로웨이브를 이용하여 상기 물을 35~55°C에서 2~6분 가열하는 단계일 수 있다.

일 실시예에 따른 커피 원두의 가공 방법은, 상기 추출 단계 이후, 필터를 통해 소정의 분자량 크기 이하의 물질을 남기는 필터링 단계;를 더 포함할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 커피 원두의 가공 방법에 따라 얻은 커피 추출물은, 항산화물질인 CGA 농도 및 항산화능이 증대된다. 한편, 마이크로웨이브를 이용해 추출되어 열불안정성 성분이 파괴되지 않으므로, 로스팅 단계에서 얻은 커피 특유의 향과 맛을 잃지 않는다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커피 원두의 가공 방법의 각 단계를 나타낸 순서도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 저온 분쇄 단계(S20)의 각 단계를 나타낸 순서도이다.
도 3 내지 도 5는 각각 상온 분쇄 방식, 저온 분쇄 방식, 저온-미세 분쇄 방식에 따라 분쇄한 아라비카 커피 파우더를 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope: SEM)을 통해 600배 확대한 이미지이고, 도 6 내지 도 8는 각각 상온 분쇄 방식, 저온 분쇄 방식, 저온-미세 분쇄 방식에 따라 분쇄한 로부스타 커피 파우더를 SEM을 통해 600배 확대한 이미지이다.
도 9는 커피 원두 종, 로스팅 정도, 분쇄 방식을 다르게 한 24개 샘플의 용존고형물총량(Total Dissolved Solids, TDS) 그래프이다.
도 10 내지 도 12는 각각 상온 분쇄, 저온 분쇄, 저온-미세 분쇄 방식에 따라 분쇄한 아라비카 커피 파우더의 크기 분포 및 누적 분포 그래프이고, 도 13 내지 도 15는 각각 상온 분쇄, 저온 분쇄, 저온-미세 분쇄 방법에 따라 분쇄한 로부스타 커피 파우더의 크기 분포 및 누적 분포 그래프이다.
도 16은 분쇄된 커피 파우더를 각각 물, 에탄올, 메탄올 용매로 추출한 커피 추출물의 항산화 활성을 비교한 그래프이다.
도 17은 24개 샘플의 클로로젠산(chlorogenic acids, CGA) 농도 그래프이다.
도 18은 로스팅 정도와 분쇄 방식을 달리한 커피 추출물의 DPPH 라디칼 소거 활성을 비교한 그래프이다.
도 19는 분자량을 달리한 커피 추출물의 DPPH 라디칼 소거 활성을 비교한 그래프이다.
도 20은 로스팅 정도와 분쇄 방식을 달리한 커피 추출물의 ABTSㆍ+ 에세이(assay) 결과를 비교한 그래프이다.
도 21는 분자량을 달리한 커피 추출물의 ABTSㆍ+ 라디칼 소거 활성을 비교한 그래프이다.
도 22와 도 23은 각각 마이크로웨이브의 가열 온도와 시간 변화에 따른 RCFL 샘플의 DPPH, ABTSㆍ+ 라디칼 소거 활성을 나타낸 그래프이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용된다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 단계는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 단계는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 같거나 대응하는 구성 요소는 같은 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 명세서에서 "커피 원두"는 가공하기 전, 즉 로스팅되기 전 생두(grean bean) 상태에 있는 열매를 의미한다. 본 명세서에서는 아라비카(Arabica), 로부스타(Robusta) 두 종(species)의 커피 원두를 위주로 서술하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 커피 속(genus Coffea)에 속하는 모든 종에 적용될 수 있다.

본 명세서에서, 커피 원두의 종(species)/로스팅 정도/분쇄 방식을 다르게 하여 얻은 24개의 샘플의 이름(AAG, AAL, AAM, AAD, ACG, ACL, ACM, ACD, ACFG, ACFL, ACFM, ACFD, RAG, RAL, RAM, RAD, RCG, RCL, RCM, RCD, RCFG, RCFL, RCFM, RCFD) 중 가장 왼쪽 글자 A 또는 R은 각각 아라비카(Arabica), 로부스타(Robusta)를 나타내고, 가장 마지막 글자 G, L, M, D는 각각 로스팅 정도(Grean bean, Light, Medium, Dark)를 나타내며, 가운데의 한 글자 또는 두 글자 A, C, CF는 각각 분쇄 방식(Ambient, Cryogenic, Cryogenic-Fine)을 나타낸다. 로스팅 정도 및 분쇄 방식에 대해서는 후술한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커피 원두의 가공 방법의 각 단계를 나타낸 순서도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 커피 원두의 가공 방법은, 커피 원두를 라이트 로스팅(light roasting)하여 로스팅 원두를 얻는 로스팅 단계(S10), 상기 로스팅 원두를 -50°C 이하의 저온에서 분쇄하여 커피 파우더를 얻는 저온 분쇄 단계(S20), 분쇄된 상기 커피 파우더를 물과 혼합하고, 마이크로웨이브(microwave)를 이용해 가열하여 커피 추출물을 얻는 추출 단계(S30)를 포함한다.

도 1을 참조하면, 우선 커피 원두를 라이트 로스팅(light roasting)하여 로스팅 원두(roasted coffee bean)를 얻는 로스팅 단계(S10)가 수행된다.

로스팅(roasting)이란 생두(grean bean)에 열을 가해 조직을 팽창시켜, 생두가 가진 수분, 지방, 섬유질, 당질, 카페인, 산(acid) 등의 성분을 조절하는 것을 의미한다. 로스팅은 가열 정도 및 커피 원두의 색 변화에 따라 라이트(light) 로스팅, 미디엄(Medium) 로스팅, 다크(dark) 로스팅 등의 여러 단계로 나뉜다. 이때 '라이트 로스팅'은 커피 원두가 갈변(browning)하는 캐러멜화(caramelization) 또는 마이야르 반응(Maillard reaction)이 진행되기 이전 단계를 의미한다.

라이트 로스팅의 정도는 커피 원두를 가열하는 온도와 시간에 따라 정의될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 라이트 로스팅 단계(S10)는 커피 원두를 155~165°C에서 7~8분 가열하는 단계일 수 있다. 아래의 [표 1]을 참조하면, 본 발명의 일 실험예에서 수행한 가열 시간 및 가열 온도에 따른 로스팅 기준이 나타나 있다.

	아라비카(Arabica)		로부스타(Robusta)
	가열 시간(sec)	가열 온도(°C)	가열 시간(sec)	가열 온도(°C)
생두	-	-	-	-
라이트 로스팅	429 ± 7.81	160 ± 3.21	450 ± 21.7	156 ± 2.31
미디엄 로스팅	512 ± 27.5	170 ± 1.53	582 ± 15.5	171 ± 0.58
다크 로스팅	651 ± 11.7	186 ± 1.53	697 ± 29.6	185 ± 2.00

커피 원두가 계속 가열되면, 열을 흡수한 내부 수분이 증발하면서 외부 조직이 터지는 '1차 크랙'이 발생한다. 이러한 '1차 크랙'이 발생할 때 소리가 나게 되는데, 이를 기준으로 로스팅 정도를 판단할 수 있다. 본 발명의 실험예에서는 아라비카 커피 원두의 경우 약 420초(7분), 160°C 부근에서 1차 크랙이 발생하였고, 로부스타 커피 원두의 경우 약 450초(7분 30초), 156°C 부근에서 1차 크랙이 발생하였다. 즉 두 종을 모두 고려할 때, 로스팅 단계(S10)는 커피 원두를 150~165°C에서 7~8분간 가열하는 단계일 수 있다.

한편, 로스팅이 진행되면 커피 원두의 부피가 늘어나며, 내부에 있던 수분이 방출되어 질량 및 밀도, 수분 함량이 감소한다. 따라서 라이트 로스팅의 정도는 로스팅 전후의 질량 비율(mass retention rate), 용적 밀도(apparent density) 또는 수분 함량(moisture content)을 기준으로도 정의될 수 있다.

본 발명자들은 아라비카/로부스타 각각의 생두 500g을 가열하여 라이트/미디엄/다크 로스팅 원두를 얻은 후 질량과 밀도, 수분을 3개의 샘플에 대해 측정하였다. 이때 용적 밀도는 50mL의 실린더의 빈 곳을 최소화하도록 로스팅 원두를 채운 후 측정하였고, 수분은 적외선 수분계(FD-610, Kett Electric Laboratory 社, 일본)를 이용하여 측정하였다. 아래의 [표 2]는 본 발명의 일 실험예에서의 커피 원두의 질량 변화, 용적 밀도, 수분 함량 변화를 나타낸다.

커피 원두 상태	질량(mass, g)	질량 변화율(mass retention rate, %)	용적 밀도(apparent density, g/mL)	수분 (moisture, %)
아라비카
생두	500	100.0	0.6701 ± 0.0063	7.0 ± 0.21
라이트 로스팅	445.3 ± 2.517	89.1 ± 0.503	0.4217 ± 0.0079	0.3 ± 0.06
미디엄 로스팅	431.7 ± 1.528	86.3 ± 0.306	0.3560 ± 0.0039	0.2 ± 0.06
다크 로스팅	402.0 ± 1.000	80.4 ± 0.200	0.2937 ± 0.0022	0.2 ± 0.06
로부스타
생두	500.0	100.0	0.6578 ± 0.0026	4.8 ± 0.35
라이트 로스팅	450.7 ± 0.577	90.1 ± 0.115	0.4453 ± 0.0065	0.4 ± 0.21
미디엄 로스팅	433.7 ± 1.528	86.7 ± 0.306	0.3775 ± 0.0081	0.3 ± 0.10
다크 로스팅	408.7 ± 1.155	81.7 ± 0.231	0.3018 ± 0.0031	0.2 ± 0.06

이때 아라비카와 로부스타종 모두에서 로스팅 전후의 질량 변화율은 약 88~91%, 더 상세하게는 88.5~90.3% 이내인 것으로 나타났다. 즉 일 실시예에 따르면, 라이트 로스팅 단계(S10)는 로스팅 원두의 질량이 커피 원두의 질량 대비 88~91%가 되도록 커피 원두를 가열하는 단계일 수 있다. 예컨대 로스팅기(roasting machine) 내부에 저울을 장착해 질량 변화율을 측정하여 로스팅 정도를 제어할 수 있다.

본 발명에서는 로스팅 전의 생두(grean bean), 라이트 로스팅, 미디엄 로스팅, 다크 로스팅한 원두로부터 얻은 커피 추출물을 비교하여, 라이트 로스팅한 커피 원두의 항산화능이 가장 우수함을 실험적으로 확인하였는데 이에 대해서는 후술한다.

도 2는 일 실시예에 따른 저온 분쇄 단계(S20)의 각 단계를 나타낸 순서도이다. 로스팅 단계(S10) 후에는, 로스팅 원두를 -50°C 이하의 저온에서 분쇄하여 커피 파우더를 얻는 저온 분쇄 단계(S20)가 수행된다. 저온 분쇄(cryogenic grinding)를 통해, 분쇄 시 발생하는 마찰열에 의한 변성 및 커피의 맛/향의 손실이 방지될 수 있다. 이뿐만 아니라, 저온 분쇄 단계에서, 저온 취성(low temperature brittleness)시 분쇄되는 입자(particle)의 크기가 더 작아져 표면적이 커지므로, 추출 단계에서의 추출률이 높아지는데 이에 대하여는 후술한다. 본 발명에서는 저온 분쇄(cryogenic grinding)에 의한 효과를 확인하기 위해, 상온에서 분쇄된 커피 파우더와 약 -50°C 에서 분쇄된 커피 파우더의 항산화능을 비교하였다.

한편, 본 발명에서는 저온 분쇄 단계를 거친 커피 파우더의 입자(particle) 크기를 다르게 하여, 입자의 크기에 따른 항산화능을 비교하였다.

일 실시예에 따르면, 저온 분쇄 단계(S20)는, 액체 질소를 이용해 로스팅 원두를 냉각시키는 단계(S21), 냉각된 로스팅 원두를 분쇄하는 단계(S22)를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 액체 질소를 이용해 로스팅 원두를 냉각시키는 단계(S21)가 수행된다. 본 발명의 일 실험예에서는, 액체 질소를 분쇄기 주변에 흐르게 하여 분쇄기 주변의 공기를 냉각시켜 로스팅 원두의 온도를 낮추었다. 한편 이와 달리 분쇄기 내부에 액체 질소를 분사(spray)하여 로스팅 원두의 온도를 낮추는 방법이 사용될 수도 있다.

이후, 냉각된 로스팅 원두를 분쇄하는 단계(S22)가 수행된다. 본 발명의 실험예에서는 각 커피 샘플 100g을 기류식 분쇄기(DCH-550-D, ㈜덕산, 한국)에 넣어 3000RPM으로 분쇄하였다.

이때, 분쇄 단계(S22)에서는 분쇄기 내부 블레이드(blade)의 회전 RPM 및/또는 분쇄기 내부 챔버(chamber) 아래의 필터의 스케일을 통해 커피 파우더가 챔버 내에 머무르는 시간을 조절하여 분쇄된 로스팅 원두의 평균 입자 크기를 조절할 수 있다. 본 발명에서는 필터의 스케일을 0.5로 하여 평균 입자 크기를 비교적 크게 한 '저온 분쇄(cryogenic grinding)' 방식과 필터의 스케일을 1.5로 하여 평균 입자 크기를 비교적 작게 한 '저온-미세 분쇄(cryogenic-fine grinding)' 방식을 사용하였다. 이때 저온-미세 분쇄 방식에 의해 얻은 커피 파우더의 평균 입자 크기는 약 15-20㎛ 사이 였다. 즉 냉각된 로스팅 원두를 분쇄하는 단계(S22)는 분쇄된 로스팅 원두의 평균 입자 크기가 15-20㎛ 사이가 되도록 하는 단계일 수 있다.

본 발명자들은 액체 질소 등에 의한 냉각 과정을 거치지 않고 상온에서 커피 원두를 분쇄하는 방식(이하, '상온 분쇄(ambient grinding)' 방식)을 대조군으로 이용하여 저온 분쇄, 저온-미세 분쇄 방식과 비교하였다. 본 발명에서는 저온-미세 분쇄 방식으로 얻은 커피 파우더로부터 추출된 물질의 항산화능이 가장 우수함을 실험적으로 확인하였는데 이에 대해서는 후술한다.

도 3 내지 도 5는 각각 상온 분쇄 방식, 저온 분쇄 방식, 저온-미세 분쇄 방식에 따라 분쇄한 아라비카 커피 파우더를 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope: SEM)을 통해 600배 확대한 이미지이고, 도 6 내지 도 8는 각각 상온 분쇄 방식, 저온 분쇄 방식, 저온-미세 분쇄 방식에 따라 분쇄한 로부스타 커피 파우더를 SEM을 통해 600배 확대한 이미지이다. 도 3 내지 도 8에서, (a)는 생두(grean bean), (b)는 라이트 로스팅 원두, (c)는 미디엄 로스팅 원두, (d)는 다크 로스팅 원두를 분쇄하여 얻은 커피 파우더를 나타낸다.

본 발명자들은 주사전자현미경(TM3030plus, Hitachi 社, 일본)을 이용하여 분쇄 방식에 따른 커피 파우더의 모양과 크기를 600배, 2500배 배율에서 각각 확인하였다. 이때 임의로 선정된 30개 이상의 이미지를 통해 크기 분포(distribution)를 확인하였고, 커피 파우더의 각 입자(particle)의 크기는 입도 분석기(particle size analyzer, SALD-2300, Shimadzu 社, 일본)를 통해 측정하였다.

도 3 내지 도 8을 참조하면, 분쇄된 커피 파우더의 평균 입자 크기는, 상온 분쇄 방식(도 3, 도 6), 저온 분쇄 방식(도 4, 도 7), 저온-미세 분쇄 방식(도 5, 도 8)의 순서대로 큰 것을 확인할 수 있다.

아래의 [표 3]은 커피 종, 로스팅의 정도, 분쇄 방식에 따른 각 커피 파우더의 평균 입자 크기를 나타낸다(단위: ㎛).

	아라비카			로부스타
	상온 분쇄	저온 분쇄	저온-미세 분쇄	상온 분쇄	저온 분쇄	저온-미세 분쇄
생두	57.547 ± 3.296	31.199 ± 0.270	18.555 ± 0.548	62.385 ± 1.085	36.504 ± 0.418	18.910 ± 0.495
라이트	29.317 ± 0.973	21.987 ± 0.055	16.852 ± 0.147	38.655 ± 1.195	24.098 ± 0.347	17.782 ± 0.114
미디엄	27.540 ± 0.828	21.634 ± 0.769	16.202 ± 0.468	30.948 ± 0.544	21.746 ± 0.235	16.201 ± 0.226
다크	20.005 ± 0.320	16.102 ± 0.100	15.133 ± 0.061	27.326 ± 0.719	20.835 ± 0.585	15.887 ± 0.262

이때, 저온-미세 분쇄 방식에 의한 커피 파우더의 평균 크기는 약 15-20㎛ 사이인 것을 확인할 수 있다.

분쇄된 커피 파우더의 크기가 작아 표면적이 증가할수록, 추출을 위한 물과의 접촉 시간이 길어져 수율이 증가한다. 즉 같은 추출 시간으로 비교하였을 때, 저온-미세 분쇄 방식에 의한 커피 파우더로부터 얻은 추출물이 더 많은 맛/향 성분을 가지게 된다.

도 9는 커피 원두 종, 로스팅 정도, 분쇄 방식을 다르게 한 24개 샘플의 용존고형물총량(Total Dissolved Solids, TDS) 그래프이다. TDS는 유기 물질, 무기 염류 등 액체에서 녹은 물질의 농도를 나타내는 지표이다. 본 발명의 실험예에서는 액체의 농도에 따라 굴절률이 달라지는 성질을 이용해 굴절계(LAB Coffee Refractometer, VST 社, 미국)를 이용하여 24개 샘플의 TDS를 측정하였다.

　도 9의 (a), (b)는 각각 분쇄 조건과 로스팅 조건을 다르게 한 아라비카, 로부스타 커피 파우더 샘플의 TDS 값을 보여준다. 이때, 예컨대 AAG, ACG, ACFG 샘플의 그래프를 비교하면, 저온-미세 분쇄 방식으로 분쇄한 ACFG 샘플의 TDS 값이 제일 큼을 알 수 있다. 비슷하게, 예컨대 RAL, RCL, RCFL 샘플의 그래프를 비교하면, 저온-미세 분쇄 방식으로 분쇄한 RCFL 샘플의 TDS 값이 제일 큼을 알 수 있다.

즉 파우더의 크기와 수율은 반비례 관계가 있으므로, 저온-미세 분쇄 방식으로 얻은 커피 파우더의 수율이 다른 방식에 비해 높다. 따라서, 항산화 물질의 농도 역시 다른 분쇄 방식에 비해 높아지게 된다.

한편, 커피 파우더 크기의 평균뿐만 아니라 표준 편차 또는 분포(distribution) 역시 커피 추출물의 맛과 향에 영향을 미치는데, 이하 이에 대해 서술한다.

도 10 내지 도 12는 각각 상온 분쇄, 저온 분쇄, 저온-미세 분쇄 방식에 따라 분쇄한 아라비카 커피 파우더의 크기 분포 및 누적 분포(cumulative value) 그래프이고, 도 13 내지 도 15는 각각 상온 분쇄, 저온 분쇄, 저온-미세 분쇄 방법에 따라 분쇄한 로부스타 커피 파우더의 크기 분포 및 누적 분포 그래프이다. 도 10 내지 도 15에서, (a)는 생두(grean bean), (b)는 라이트 로스팅 원두, (c)는 미디엄 로스팅 원두, (d)는 다크 로스팅 원두를 분쇄하여 얻은 커피 파우더를 나타낸다. 도 10 내지 도 15에서는 각 샘플에 대해 3번 반복 측정한 그래프 각각을 도시하였다.

도 10 내지 도 15를 참조하면, 크기 분포 그래프에서 최댓값의 위치가 상온 분쇄 방식(도 10, 도 13), 저온 분쇄 방식(도 11, 도 14), 저온-미세 분쇄 방식(도 12, 도 15)으로 갈수록 왼쪽으로 옮겨감을 확인할 수 있다.

한편, 상온 분쇄 방식(도 10, 도 13)의 크기 분포 그래프는 (a)를 제외하고는 20, 100㎛ 부근에서 두 개의 피크(peak)를 가진다. 즉, 상온 분쇄 방식의 경우 커피 파우더가 넓은 범위에 걸쳐 분포되어 있고, 정규 분포 형태를 가지지 않는다. 저온 분쇄 방식(도 11, 도 14)의 크기 분포 그래프는 상온 분쇄 방식과 비교할 때 다소 완화되기는 하였으나 피크가 두 개로 갈라지는 경향을 보인다. 반면, 저온-미세 분쇄 방식(도 12, 도 15)의 크기 분포 그래프는 다른 두 방식과 비교할 때, 피크(peak)가 20㎛ 부근에서 하나로 뚜렷하게 나타나고, 비교적 정규 분포에 가까운 모양을 보인다. 즉 상온 분쇄 방식, 저온 분쇄 방식, 저온-미세 분쇄 방식의 순서대로 파우더 크기의 표준 편차가 작고, 분포 범위가 좁은 경향을 보인다.

아래의 [표 4] 및 [표 5]는 각각 아라비카, 로부스타 커피 파우더의 크기 분포를 나타낸다. 이때 X₁₀은 크기가 하위 10%인 파우더의 크기를 나타내고, X₅₀는 파우더의 평균 크기, X₉₀은 크기가 하위 90%(상위 10%)인 파우더의 크기를 나타낸다.

샘플	X₁₀ (㎛)	X₅₀ (㎛)	X₉₀ (㎛)
AAG	3.247 ± 0.898	99.581 ± 1.890	198.342 ± 6.544
AAL	2.726 ± 0.065	32.680 ± 0.878	196.255 ± 9.077
AAM	3.189 ± 0.017	31.248 ± 0.501	157.660 ± 11.628
AAD	3.223 ± 0.041	23.913 ± 0.363	78.329 ± 1.683
ACG	3.920 ± 0.046	38.028 ± 0.468	145.383 ± 1.881
ACL	3.020 ± 0.039	26.048 ± 0.055	103.902 ± 0.677
ACM	2.325 ± 0.018	22.530 ± 0.443	104.108 ± 4.189
ACD	2.328 ± 0.017	19.324 ± 0.148	76.199 ± 3.262
ACFG	4.199 ± 0.331	21.589 ± 0.566	56.973 ± 1.464
ACFL	2.451 ± 0.049	22.850 ± 0.011	55.430 ± 0.663
ACFM	2.859 ± 0.149	19.687 ± 0.374	54.149 ± 0.550
ACFD	2.614 ± 0.028	19.166 ± 0.039	49.658 ± 0.247

샘플	X₁₀ (㎛)	X₅₀ (㎛)	X₉₀ (㎛)
RAG	6.279 ± 0.329	97.286± 1.075	216.669 ± 7.623
RAL	4.483 ± 0.392	47.453 ± 1.635	214.084 ± 12.676
RAM	3.419 ± 0.142	30.818 ± 0.371	171.146 ± 7.198
RAD	3.481 ± 0.084	30.481 ± 0.690	168.402 ± 11.011
RCG	3.675 ± 0.422	49.471 ± 0.212	161.739 ± 0.429
RCL	3.666 ± 0.018	27.270 ± 0.288	112.550 ± 4.226
RCM	3.608 ± 0.141	24.512 ± 0.136	97.705 ± 2.716
RCD	4.532 ± 0.230	22.049 ± 0.435	90.790 ± 5.593
RCFG	5.453 ± 0.386	20.501 ± 0.409	56.805 ± 0.567
RCFL	3.141 ± 0.051	22.414 ± 0.045	54.603 ± 0.470
RCFM	3.613 ± 0.164	19.740 ± 0.127	44.878 ± 0.436
RCFD	3.555 ± 0.210	19.127 ± 0.159	44.731 ± 0.163

이때, X₁₀의 크기는 세 가지 분쇄 방식에서 모두 약 3.5~6.5㎛ 사이로 큰 차이를 보이지 않으나, X₉₀의 크기는 상온 분쇄 방식에서 약 75~220㎛, 저온 분쇄 방식에서 약 70~170㎛, 저온-미세 분쇄 방식에서 약 40~60㎛로 큰 차이를 보인다.

작은 크기의 커피 파우더의 경우, 전체적으로 표면적이 넓어져 수율이 높아 추출 시간이 짧고, 큰 크기의 커피 파우더의 경우 전체적으로 표면적이 작아져 추출 시간이 길다. 그런데 커피의 맛 중 신맛과 쓴맛은 추출 속도가 다르므로, 커피 파우더의 크기에 따라 같은 추출 시간이어도 내는 맛이 다르게 된다. 예컨대 신맛 성분은 쓴맛 성분보다 추출 속도가 빠르므로, 추출 시간이 같을 때 큰 크기의 커피 파우더는 신맛을 주로 내지만 작은 크기의 커피 파우더는 쓴맛 성분을 내게 된다. 따라서 다양한 크기의 커피 파우더가 혼재되는 경우, 커피 파우더마다 다른 맛을 내게 되어 일관된 맛을 기대하기 어렵게 된다.

따라서 커피 파우더 크기 분포의 표준 편차가 비교적 큰 상온 분쇄 방식과 저온 분쇄 방식의 경우 커피 추출물의 맛의 일관성이 비교적 떨어지게 된다. 반대로 커피 파우더 크기 분포가 비교적 일정한 저온-미세 분쇄 방식의 경우 커피 추출물의 맛의 일관성이 유지될 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 냉각된 로스팅 원두를 분쇄하는 단계(S22) 이후에는 분쇄된 로스팅 원두를 체(mesh)를 이용해 거르는 단계(S23)가 더 수행될 수 있다. 즉, 체를 이용해 큰 입자를 제거하고 작은 입자를 남기는 공정을 더 추가하여, 커피 파우더 크기 분포의 표준 편차를 더욱 줄여 맛의 일관성을 높일 수 있다.

도 3 내지 도 15를 요약하면, 상온 분쇄 방식, 저온 분쇄 방식, 저온-미세 분쇄 방식의 순서대로 파우더 크기의 평균과 표준 편차가 작다. 이러한 파우더의 크기와 분포 차이로 인해, 수율과 맛이 달라지게 된다. 이때 저온-미세 분쇄 방식을 통한 커피 파우더를 이용하는 경우, 수율이 높아 농도가 높으면서도 일관된 맛을 가지는 커피 추출물을 얻을 수 있다.

이후, 분쇄된 커피 파우더를 물과 혼합하고, 마이크로웨이브(microwave)를 이용해 가열하여 커피 추출물을 얻는 추출 단계(S30)가 수행된다.

도 16은 분쇄된 커피 파우더를 각각 물(water), 에탄올(ethanol, EtOH), 메탄올(methanol, MeOH) 용매로 추출한 커피 추출물의 항산화 활성을 비교한 그래프이다.

도 16의 (a)는 DPPH 라디칼 소거 활성(radical inhibition)을 나타내며, (b)는 ABTSㆍ+ 방법에 따른 Trolox의 농도를 나타낸다. 두 그래프에서 모두, 물을 용매(solvent)로 하였을 때의 항산화능이 가장 큰 것으로 나타났다. 예컨대 에탄올 용액의 항산화능은 물 용액의 항산화능보다 약 17~33% 낮은 것으로 나타났다. 이는 물에서 항산화능에 중요한 역할을 하는 물질이 에탄올 등의 용매에 녹지 않기 때문으로 추측된다. 상기 결과를 바탕으로, 본 발명자들은 물을 용매로 이용하여 24개 샘플의 커피 추출물의 항산화능을 비교하였다.

도 17은 24개 샘플의 클로로젠산(chlorogenic acids, CGA) 농도 그래프이다.

CGA는 카페인산(caffeic acid)과 퀸산(quinic acid)의 에스터(ester)결합으로 구성된 천연 화합물로, 항산화기능을 가지는 폴리페놀(polyphenols)의 일종이며 3-CQA(neochlorogenic acid), 4-CQA(cryptochlorogenic acid), 5-CQA(5-caffeoyl quinate) 등의 이성질체를 갖는다.

본 발명의 실험예에서는 고성능 액체크로마토그래피(HPLC:　High Performance Liquid Chromatography, 1260, Agilent 社)를 이용하여 3-CQA, 4-CQA, 5-CQA의 농도를 측정하였다.

도 17의 (a), (b)에는 각각 아라비카, 로부스타 원두로부터 얻은 샘플의 CGA 농도가 나타나 있다. 이때 생두(XXG), 라이트 로스팅(XXL), 미디엄 로스팅(XXM), 다크 로스팅(XXD) 순서로 CGA의 농도가 큼을 확인할 수 있다.

더 구체적으로는, 아라비카-상온 분쇄 방식의 경우, 생두(AAG)의 CGA 농도와 비교할 때 라이트 로스팅(AAL), 미디엄 로스팅(AAM), 다크 로스팅(AAD)의 CGA 농도는 각각 약 90.3%, 56.1%, 7.9%인 것으로 나타났다.

아라비카-저온 분쇄 방식의 경우, 생두(ACG)의 CGA 농도와 비교할 때 라이트 로스팅(ACL), 미디엄 로스팅(ACM), 다크 로스팅(ACD)의 CGA 농도는 각각 약 87.9%, 55.7%, 9.7%인 것으로 나타났다.

아라비카-저온-미세 분쇄 방식의 경우, 생두(ACFG)의 CGA 농도와 비교할 때 라이트 로스팅(ACFL), 미디엄 로스팅(ACFM), 다크 로스팅(ACFD)의 CGA 농도는 각각 약 83.1%, 52.9%, 9.4%인 것으로 나타났다.

로부스타-상온 분쇄 방식의 경우, 생두(RAG)의 CGA 농도와 비교할 때 라이트 로스팅(RAL), 미디엄 로스팅(RAM), 다크 로스팅(RAD)의 CGA 농도는 각각 약 99.2%, 53.0%, 8.5%인 것으로 나타났다.

로부스타-저온 분쇄 방식의 경우, 생두(RCG)의 CGA 농도와 비교할 때 라이트 로스팅(RCL), 미디엄 로스팅(RCM), 다크 로스팅(RCD)의 CGA 농도는 각각 약 96.3%, 51.6%, 9.7%인 것으로 나타났다.

로부스타-저온-미세 분쇄 방식의 경우, 생두(RFG)의 CGA 농도와 비교할 때 라이트 로스팅(RCFL), 미디엄 로스팅(RCFM), 다크 로스팅(RCFD)의 CGA 농도는 각각 약 95.8%, 52.5%, 10.7%인 것으로 나타났다.

상기 결과를 분석하면, 로스팅이 진행될수록 CGA 농도는 작아지며, 특히 라이트 로스팅 단계에서 미디엄 로스팅 단계로 넘어갈 때 CGA의 농도가 급격하게 떨어짐을 확인할 수 있다. 즉 CGA의 농도를 증가시키기 위해서는 로스팅의 정도를 약하게 하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나 로스팅 없이 생두만으로 커피 추출물을 추출하는 경우 커피의 관능적 요소(맛/향)가 없을 수 있다. 따라서 항산화물질인 CGA의 농도를 일정 이상 유지하면서도 관능적 요소를 포함하기 위해서는 라이트 로스팅을 하는 것이 바람직할 수 잇다. 특히, 로부스타 원두는 아라비카 원두보다 CGA의 농도가 20-40% 높게 나타날 뿐만 아니라, 생두와 라이트 로스팅의 CGA 농도 차이가 약 5% 미만으로 작게 나타나므로, 커피 추출물의 CGA 농도를 높이기 위해서는 특히 로부스타 원두를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.

한편, CGA 농도는 로스팅 정도뿐만 아니라 분쇄 방식에도 영향을 받는다. 예컨대 아라비카-라이트 로스팅의 경우, 상온 분쇄 방식으로 분쇄한 샘플(AAL)의 CGA 농도와 비교할 때 저온 분쇄 샘플(ACL), 저온-미세 분쇄 샘플(ACFL)의 CGA 농도는 각각 약 1.5%, 1.7% 증가한 것으로 나타났다. 즉 상온 분쇄, 저온 분쇄, 저온-미세 분쇄 순서대로 CGA 농도가 높아지므로, 커피 추출물의 CGA 농도를 높이기 위해서는 저온-미세 분쇄 방식을 이용하는 것이 바람직할 수 있다.

도 18은 로스팅 정도와 분쇄 방식을 달리한 커피 추출물의 DPPH 라디칼 소거 활성(DPPH radical scavenging)을 비교한 그래프이다. 도 18의 (a), (b)는 각각 아라비카, 로부스타 원두를 이용한 실험 결과를 나타낸다.

본 발명의 실험예에서는 DPPH 라디칼 소거 활성을 측정하기 위하여 1mg/ml 농도의 커피샘플추출물 샘플을 준비하였고, 각 샘플은 에탄올에 용해시킨 0.15mM DPPH와 섞어 30분간 실온의 암실에 놓아 반응시켰다. 이후, 마이크로플레이트 리더(SpectraMax M2e, Molecular Devices 社, 미국)를 이용하여 517nm 파장에서의 흡광도(absorbance)를 3번 반복 측정하였다. 이때 대조군(control)으로는 아스코르브산(ascorbic acid)을 사용하였다.

도 18을 참조하면, 아라비카, 로부스타 원두에서 모두 라이트 로스팅을 하였을 때가 DPPH 활성이 높은 것으로 나타난다. 한편, 라이트 로스팅의 경우 저온-미세 분쇄 방식을 이용한 커피 추출물의 DPPH 활성이 높은 것으로 나타난다. 즉 커피 추출물의 항산화능을 높이기 위해서는, 라이트 로스팅을 수행하고, 저온-미세 분쇄 방식을 이용하는 것이 바람직함을 확인할 수 있다. 이는 상술한 CGA 농도 분석 결과와도 일치한다.

도 19는 분자량을 달리한 커피 추출물의 DPPH 라디칼 소거 활성(DPPH radical inhibition)을 비교한 그래프이다. 본 발명의 일 실험예에서는, 저온-미세 분쇄 방식에 따라 커피 파우더를 분쇄한 샘플을 10kDa 필터로 필터링하여, 분자량이 10kDa 이하/이상인 샘플을 얻었다.

도 19를 참조하면, 분자량이 10kDa 이하인 커피 추출물의 DPPH 활성이 분자량이 10kDa 이상인 커피 추출물 및 필터링을 거치지 않은 커피 추출물(cryogenic-fine grinding)의 DPPH 활성보다 높은 것으로 나타났다. 항산화능이 있는 페놀산(phenolic acid)의 분자량은, 로스팅 시 캐러멜화(caramelization) 또는 마이야르 반응(Maillard reaction)에 따라 형성되는 고분자 물질인 멜라노이딘(melanoidin)의 분자량보다 대개 작다. 따라서, 추출 단계 이후 필터를 통해 소정의 분자량 크기 이하의 물질을 남기는 필터링 단계를 거치는 경우, 남은 커피 추출물의 항산화능이 더욱 향상될 수 있다. 상기 소정의 분자량 크기는 10kDa일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 20은 로스팅 정도와 분쇄 방식을 달리한 커피 추출물의 ABTSㆍ+ 에세이(assay) 결과를 비교한 그래프이다. 도 20의 (a), (b)는 각각 아라비카, 로부스타 원두를 이용한 실험 결과를 나타낸다.

본 발명의 실험예에서는 각 샘플의 ABTSㆍ+ 라디칼 소거 활성을 비교하기 위해 TEAC(Trolox equivalent antioxidant capacity) 값을 측정하였다. 즉, Trolox (Sigma-Aldrich 社)를 사용하여 농도별 ABTS 라디칼 소거율을 측정하여 표준 곡선을 작성하여 slope 값을 얻은 후, 커피 추출물의 시료농도에 따른 ABTS 라디칼 소거율을 측정하여 각 분석 시료에 대한 slope 값과 비교해 TEAC 값을 얻었다.

도 20을 참조하면, 아라비카, 로부스타 원두에서 모두 라이트 로스팅 및 미디엄 로스팅을 하였을 때가 ABTSㆍ+ 활성이 높은 것으로 나타난다. 이때 미디엄 로스팅에서의 Trolox 농도가 라이트 로스팅에서의 Trolox 농도보다 큰 것으로 측정되었으나, 그 차이는 아라비카 원두에서 최대 약 0.43%, 로부스타 원두에서 최대 약 2% 이하였다. 한편, 라이트 로스팅의 경우 저온-미세 분쇄 방식을 이용한 커피 추출물의 ABTSㆍ+ 활성이 높은 것으로 나타난다. 즉 커피 추출물의 항산화능을 높이기 위해서는, 라이트 로스팅 또는 미디엄 로스팅을 수행하고, 저온-미세 분쇄 방식을 이용하는 것이 바람직함을 확인할 수 있다. 이때 상술한 CGA 농도 및 DDPH 활성 분석 결과를 종합적으로 고려할 때, 라이트 로스팅을 수행하는 것이 커피 추출물의 항산화능을 최대로 하는데 더 바람직함을 확인할 수 있다.

도 21는 분자량을 달리한 커피 추출물의 ABTSㆍ+ 라디칼 소거 활성을 비교한 그래프이다. 본 발명의 일 실험예에서는, 저온-미세 분쇄 방식에 따라 커피 파우더를 분쇄한 샘플을 10kDa 필터로 필터링하여, 분자량이 10kDa 이하, 이상인 샘플을 각각 얻었다.

도 21을 참조하면, 분자량이 10kDa 이하인 커피 추출물의 Trolox 농도가 10kDa 이상인 커피 추출물 및 필터링을 거치지 않은 커피 추출물(cryogenic-fine grinding)의 Trolox 농도보다 높은 것으로 나타났다. 이는 CGA가 이성질화하거나 분해되면서, 페놀산이 새롭게 생성되어 양이 많아지기 때문으로 분석된다. 따라서, 추출 단계 이후 필터를 통해 소정의 분자량 크기 이하의 물질을 남기는 필터링 단계를 거치는 경우, 남은 커피 추출물의 항산화능이 더욱 향상될 수 있다.

이상에서는, 로스팅 단계(S10)에서 라이트 로스팅을, 저온 분쇄 단계(20)에서 저온-미세 분쇄 방식을 이용하여 커피 추출물의 항산화능을 증대시킬 수 있음을 서술하였다. 이하에서는 추출 단계(S30)에서 커피 추출물의 항산화능을 증대시킬 수 있는 방법을 서술한다.

본 발명자들은 물만을 이용하여 커피 파우더에서 커피 추출물을 얻을 때와 비교할 때, 마이크로웨이브를 이용해 가열하여 얻은 커피 추출물의 항산화능(antioxidant capacity)이 더 우수함을 확인하였다. 더 나아가, 항산화능을 최대로 할 수 있는 마이크로웨이브의 최적 온도 및 최적 가열시간을 도출하였다.

물을 이용하여 커피 추출물을 추출할 때, 마이크로웨이브를 이용해 가열하면 추출 시간이 빨라지고 수율(yield)이 높아지며, 열불안정성(thermolabile)이 높은 물질의 변성을 방지할 수 있다.

본 발명의 실험예에서는, 추출 단계(S30)에서 커피 파우더 샘플 1.5g을 15mL의 증류수(J.T. Baker 社, 미국)와 혼합하고, 30mL의 시험관(vial)에 넣어 600rpm으로 저어 수용성 물질을 추출하였다. 이후, 추출 용액을 시린지 필터(0.45㎛ diameter, PVDF, Whatman 社, 독일)를 통해 필터링하였다.

이때 가열 온도는 35, 50, 65, 80°C로, 가열 시간은 2, 5, 10분으로 변화시켜가면서, 마이크로웨이브(Monowave 300, Anton Paar 社, 오스트리아)를 이용해 커피 파우더가 담긴 용액을 가열해 커피 추출물을 추출하였다. 한편, 마이크로웨이브를 사용하지 않고 뜨거운 물만을 이용해 커피 추출물을 추출할 때는, 98°C의 물을 이용하였고 600rpm으로 10분간 저었다. 저을(stirring) 때 온도는 95°C였다.

도 22와 도 23은 각각 마이크로웨이브의 가열 온도와 시간 변화에 따른 RCFL 샘플의 DPPH, ABTSㆍ+ 라디칼 소거 활성을 나타낸 그래프이다.

도 22를 참조하면, 마이크로웨이브를 이용하여 50°C에서 5분간 가열했을 때의 DPPH 활성 값이 72.8%로 최대로 나타나며, 가열 온도와 시간을 증가시킬수록 DPPH 활성은 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 한편, 물만을 이용한 추출 방법을 사용하였을 때의 DPPH 활성 값은 70.8%였다. 즉 마이크로웨이브를 이용하여 물을 가열하는 경우, DPPH 활성을 기준으로 할 때 최대 약 2.82%의 항산화능 증가 효과가 있음을 확인할 수 있다. 한편, 마이크로웨이브를 이용하여 가열할 때, 마이크로웨이브를 이용하지 않았을 때보다 높은 DPPH의 활성 값(70.8% 이상)을 얻기 위해서는 물을 약 35~55°C에서 2~6분 가열하는 것이 바람직하다.

도 23을 참조하면, 마이크로웨이브를 이용하여 50°C에서 5분간 가열했을 때의 ABTSㆍ+ 활성 값(TEAC Trolox 농도)이 589.7 mM (± 1.89) 로 최대로 나타난다. 한편, 물만을 이용한 추출 방법을 사용하였을 때의 ABTSㆍ+ 활성 값은 479.2 mM (± 5.39) 였다. 즉 마이크로웨이브를 이용하여 물을 가열하는 경우, ABTSㆍ+ 활성을 기준으로 할 때 최대 약 23.06%의 항산화능 증가 효과가 있음을 확인할 수 있다. 한편, ABTSㆍ+의 경우 실험하였던 마이크로웨이브의 모든 가열 온도 / 가열 시간에 대해 479.2 mM 보다 높은 ABTSㆍ+의 활성 값을 보인다.

이때 DPPH, ABTSㆍ+ 실험 결과를 모두 고려할 때, 마이크로웨이브를 이용한 최적의 가열 온도, 가열 시간은 각각 40~60°C, 2~6분인 것이 바람직하다.

상술한 커피 원두의 가공 방법에 따라 얻은 커피 추출물은, CGA 농도 및 항산화능이 증대된다. 한편, 마이크로웨이브를 이용해 추출되어 열불안정성(thermolabile) 성분이 파괴되지 않으므로, 로스팅 단계에서 얻은 커피 특유의 향과 맛을 잃지 않는다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims

커피 원두를 라이트 로스팅(light roasting)하여 로스팅 원두를 얻는 로스팅 단계;
상기 로스팅 원두를 -50°C 이하의 저온에서 냉각시키고, 평균 입자 크기가 15~20㎛가 되도록 상기 로스팅 원두를 분쇄하여 커피 파우더를 얻는 저온 분쇄 단계; 및
분쇄된 상기 커피 파우더를 물과 혼합하고, 마이크로웨이브(microwave)를 이용해 가열하여 커피 추출물을 얻는 추출 단계;를 포함하고,
상기 추출 단계 이후,
필터를 통해 분자량 크기가 10kDa 이하의 페놀산을 남기는 필터링 단계;를 더 포함하는, 커피 원두의 가공 방법.
제1항에 있어서,
상기 로스팅 단계는,
상기 커피 원두를 150~165°C에서 7~8분 가열하는 단계인, 커피 원두의 가공 방법.
제1항에 있어서,
상기 로스팅 단계는,
상기 로스팅 원두의 질량이 상기 커피 원두의 질량 대비 88~91%가 되도록 상기 커피 원두를 가열하는 단계인, 커피 원두의 가공 방법.
제1항에 있어서,
상기 저온 분쇄 단계는,
액체 질소를 이용해 상기 로스팅 원두를 냉각시키는 단계; 및
상기 냉각된 로스팅 원두를 분쇄하는 단계;를 포함하는, 커피 원두의 가공 방법.
삭제
제4항에 있어서,
상기 저온 분쇄 단계는, 상기 냉각된 로스팅 원두를 분쇄하는 단계 이후,
상기 분쇄된 로스팅 원두를 체(mesh)를 이용해 거르는 단계;를 더 포함하는, 커피 원두의 가공 방법.
제1항에 있어서,
상기 추출 단계는,
상기 마이크로웨이브를 이용하여 상기 물을 35~55°C에서 2~6분 가열하는 단계인, 커피 원두의 가공 방법.
삭제
제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제6항 및 제7항 중 어느 하나의 방법에 의해 추출된 커피 추출물.