KR102416319B1

KR102416319B1 - 진공발효 커피의 제조방법 및 이로부터 제조된 저카페인 진공발효 커피

Info

Publication number: KR102416319B1
Application number: KR1020210084374A
Authority: KR
Inventors: 김범규
Original assignee: 주식회사 마트브루어스
Priority date: 2021-06-29
Filing date: 2021-06-29
Publication date: 2022-07-06

Abstract

본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 진공발효 커피는 커피 생두에 균주를 접종하여 카페인의 분해를 촉진함으로써 커피의 풍미를 높이면서도 카페인을 분해하거나 카페인의 부작용을 억제할 수 있다.
또한 발효 시 한약재 조성물을 더 첨가함으로써 카페인의 과도한 분해 없이도 특유의 쓴맛과 풍미를 유지할 수 있으며, 동시에 카페인의 섭취에 따른 흥분감이나 불면증, 심계항진과 같은 부작용을 억제할 수 있다.

Description

진공발효 커피의 제조방법 및 이로부터 제조된 저카페인 진공발효 커피{Manufacturing method of vacuum fermented coffee and vacuum fermented coffee having low caffeine produced by same method}

본 발명은 진공발효 커피의 제조방법 및 이로부터 제조된 저카페인 진공발효 커피에 관한 것으로, 상세하게는 균주를 접종하여 커피의 풍미를 높이면서도 카페인을 분해하거나 카페인의 부작용을 억제할 수 있는 진공발효 커피의 제조방법 및 이로부터 제조된 저카페인 진공발효 커피에 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 내지 1,000m의 높은 지대와 15 내지 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 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 녹지만 다량의 카페인 섭취는 위산 분비를 촉진하고 식도를 연결하는 괄약근을 느슨하게 만들어 위산이 식도에 역류, 속쓰림을 악화시킬 수 있으며, 흥분제로 작용하여 불면증이나 심계항진을 유발할 수도 있다는 점에서 커피의 부정적인 영향을 주고 있는 원인물질이기도 하다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 여러 저카페인 커피의 제조방법이 소개되고 있다. 구체적으로 대한민국 등록특허 10-0870923에는 40℃ 이하의 저온에서도 용이하게 커피 추출물을 얻을 수 있어 카페인 함량을 줄이는 추출장치를 제공하고 있으나 추출 온도가 낮기 때문에 카페인의 함량과 함께 커피의 여러 향미성분들 또한 추출량이 작아지기 때문에 온전한 커피의 맛을 즐기지 못하는 단점을 가진다.

대한민국 등록특허 제10-0870923호 (2008년 11월 21일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 커피 생두에 균주를 접종하여 카페인의 분해를 촉진함으로써 커피의 풍미를 높이면서도 카페인을 분해하거나 카페인의 부작용을 억제할 수 있는 진공발효 커피의 제조방법 및 이로부터 제조된 저카페인 진공발효 커피의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 진공발효 커피의 제조방법 및 이로부터 제조된 저카페인 진공발효 커피에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태는,

a) 커피 생두를 박피한 후 건조하는 단계;

b) 상기 a) 단계의 커피 생두에 물과 균주를 혼합하여 조성물을 제조한 후, 10 내지 40℃의 온도, 500 내지 800 ㎜Hg의 압력에서 1 내지 5일간 발효를 진행하는 단계; 및

c) 상기 b) 단계의 커피 생두를 진공기에 넣고 10 내지 30℃의 온도, 10 내지 200 ㎜Hg의 압력에서 1 내지 24시간 동안 진공처리하는 단계;

를 포함하며, 상기 균주는 유산균, 바실러스균, 효모 및 아스퍼질러스균에서 선택되는 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 하는 진공발효 커피의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에서 상기 유산균은 비피도박테리움 비피덤(Bifidobacterium bifidum), 비피도박테리움 브레브(Bifidobacterium breve), 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum), 비피도박테리움 애니말리스(Bifidobacterium animalis), 비피도박테리움 락티스(Bifidobacterium lactis), 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri), 락토바실러스 델브루에키 종(Lactobacillus delbrueckii spp.), 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus), 락토바실러스 헬베티쿠스(Lactobacillus helveticus), 락토바실러스 퍼멘텀(Lactobacillus fermentum), 락토바실러스 파라카세이(Lactobacillus paracasei), 락토바실러스 플랜타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 류테리(Lactobacillus reuteri), 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 살리바리우스(Lactobacillus salivarius), 락토코커스 락티스(Lactococcus lactis), 류코노스톡 메센터로이데스(Leuconostoc mesenteroides), 페디오코커스 세레비지애(Pediococcus cerevisiae), 페디오코커스 애시디락티시(Pediococcus acidilactici), 스트렙토코커스 락티스(Streptococcus lactis), 스트렙토코커스 서모필리스(Streptococcus thermophiles) 및 스트렙토코커스 크레모리스(Streptococcus cremoris)에서 선택되는 어느 하나 또는 복수이며,

상기 바실러스균은 바실러스 섭틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 리체니포미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 아밀로리퀴파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens), 바실러스 스테아로서모필리스(Bacillus stearothermophilus), 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulans), 바실러스 롱검(Bacillus longum), 바실러스 푸밀루스(Bacillus pumilus), 바실러스 브레비스(Bacillus brevis), 바실러스 서큘란스(Bacillus circulans) 및 바실러스 폴리믹사(Bacillus polymyxa)에서 선택되는 어느 하나 또는 복수이며,

상기 효모는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae), 사카로마이세스 엘립소이데우스(Saccharomyces ellipsoideus), 사카로마이세스 코레아누스(Saccharomyces coreanus), 사카로마이세스 칼스버젠시스(Saccharomyces carlsbergensis), 사카로마이세스 파스토리아누스(Saccharomyces pastorianus), 사카로마이세스 락티스(Saccharomyces lactis), 사카로마이세스 룩시(Saccharomyces rouxii), 시죠사카로마이세스 폼베(Schizosaccharomyces pombe), 지고사카로마이세스 메이저(Zygosaccharomyces major), 한세눌라 아노말라(Hansenula anomala), 브레타노마이세스 블룩셀렌시스(Brettanomyces bruxellensis), 브레타노마이세스 커스터시아누스(Brettanomyces custersianus), 데케라 아노말라(Dekkera anomala), 스트렙토마이세스 올리보크로모제네스(Streptomyces olivochromogenes) 및 스트렙토마이세스 그리세우스(Streptomyces griseus)에서 선택되는 어느 하나 또는 복수이며,

상기 아스퍼질러스균은 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae), 아스퍼질러스 아쿠리터스 및 아스퍼질러스 테레우스(Aspergillus terreus)에서 선택되는 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 조성물은 산사, 산조인 및 복령에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 한약재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 양태는 상기와 같은 제조방법으로 제조된 저카페인 진공발효 커피에 관한 것이다.

본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 진공발효 커피는 커피 생두에 균주를 접종하여 카페인의 분해를 촉진함으로써 커피의 풍미를 높이면서도 카페인을 분해하거나 카페인의 부작용을 억제할 수 있다.

또한 발효 시 한약재 조성물을 더 첨가함으로써 카페인의 과도한 분해 없이도 특유의 쓴맛과 풍미를 유지할 수 있으며, 동시에 카페인의 섭취에 따른 흥분감이나 불면증, 심계항진과 같은 부작용을 억제할 수 있다.

이하 구체예 또는 실시예를 통해 본 발명에 따른 진공발효 커피의 제조방법 및 이로부터 제조된 저카페인 진공발효 커피를 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.

또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.

또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.

본 발명에서 용어 "커피의 생두"란, 건조된 커피콩을 의미한다.

본 발명에서 용어 "커피의 내과피 생두"란, 건조된 커피콩을 도정하여 외과피가 제거된 상태의 생두를 의미한다.

본 발명에서 용어 "발효"란, 발효균주가 가지고 있는 효소를 이용해 유기물을 분해시키는 과정을 의미한다. 본 발명의 목적상 상기 발효는 커피의 맛과 향미를 증진시키기 위하여 커피의 생두 또는 내과피 생두에 발효균주를 접종시켜서 고상 발현 또는 액상 발효의 형태로 수행될 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다.

일반적으로 커피에는 여러 방향 성분과 유효 성분들이 포함되어 있는 바, 이러한 성분들 중 카페인은 신경을 흥분시키고, 이뇨작용이 있으며 또 평활근을 이완시키는 작용과 말초 혈관을 확장시키는 작용도 있다. 그리고 프로스타글란딘 합성 억제 작용도 있어서 진통작용도 있다. 그래서 기관지 천식, 편두통, 신경통 등에 효과가 있다. 그러나 신경을 흥분시키고 말초 혈관을 확장시키는 효과 때문에 불면증과 심계항진(心悸亢進, palpitations)과 같은 부작용이 발생할 수 있다.

이로 인해 다양한 카페인 제거법이 당업계에 공지되어 있다. 가장 보편적인 기술로는, 우선 커피 원두를 물로 불린 후, 이어서 카페인을 유기 용매 또는 원도 가용분의 카페인 무함유 용약을 사용하여 추출시킨 다음, 이 용액을 용매와 접촉시키고, 그 용액으로부터 카페인을 제거하는 방법이다. 그러나 이 경우 용매가 원두에 소량 남아있는 경우가 대부분이며 고비용의 복잡한 공정과 장치를 필요로 하기 때문에 적절치 않았으며, 이러한 유기용매를 이용한 단계식 열처리 공정은 열에 의한 가수분해를 수행하는데 필요한 매우 높은 온도로 말미암아 불쾌취(off-flavor)가 유발되며 커피의 풍미를 낮추는데 큰 요인이 되고 있다.

본 발명의 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 예의 연구를 거듭하던 중, 진공발효에 사용되는 균주로 카페인을 소화시킬 수 있는 균주를 도입하여 커피의 풍미를 높임과 동시에 카페인의 함량을 줄여 상기와 같은 커피의 부작용을 억제할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명에 따른 진공발효 커피의 제조방법은,

a) 커피 생두를 박피한 후 건조하는 단계;

를 포함하여 진행할 수 있다.

본 발명에서 상기 a) 단계는 커피 생두를 전처리하여 균주에 의한 발효를 용이하게 하는 단계로, 세척 및 박피를 포함하여 진행할 수 있다.

본 발명에서 상기 커피는 품종을 한정하지 않으며, 구체적으로 3대 품종인 아라비카(Arabica), 로부스타(Robusta) 및 리베리카(Liberica)를 모두 포함할 수 있다.

수확한 생두는 먼저 세척을 통해 인체에 유해할 수 있는 이물질을 제거할 수 있다. 이러한 세척과정은 특별히 이에 제한되지 않으나, 바람직하게는 흐르는 물에 2 내지 5분 동안 3 내지 5회 세척하는 방식으로 수행될 수 있다.

또한, 세척한 생두 또는 내과피 생두를 안정적으로 발효시키기 위하여 발효를 수행하기 전에 살균하는 단계를 추가로 포함할 수 있는데, 통상적으로 사용되는 자외선, 에탄올 처리방법, 열 처리방법 등을 단독으로 또는 조합하여 실시할 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다.

상기 생두는 박피를 통해 커피 씨를 감싸고 있는 여러 층을 제거하는 것이 바람직하다. 일반적으로 수확한 커피 열매는 외피 층(skin) - 펄프 층(pulp) - parchment 층 - 내피 층(silver skin)의 순으로 커피 씨(커피 원두)를 감싸고 있으며, 박피 과정은 주로 parchment 층까지만 제거하는 것이 보통이다. 또한 마지막 내피는 배전(roasting)과정에서 제거된다.

본 발명은 상기 생두의 박피 방법을 한정하지 않는다. 구체적으로 건식공정(dry process), 일부 습식 공정(semi washed process), 습식 공정(washed process) 등을 포함할 수 있으며, 원하는 커피의 맛에 따라 적절한 공정을 선택하는 것이 바람직하다. 또한 생기 박피 방법 중 일부 습식이나 습식 공정을 진행한 후에는 건식법과 유사한 건조 공정을 추가적으로 더 진행하는 것이 바람직하다.

여기에 건조와 함께 생두를 멸균하는 단계를 추가적으로 더 진행할 수 있다. 본 발명에서 커피 생두를 멸균하는 방법은 당업계에서 사용 가능한 어떠한 멸균 방법도 사용가능하지만, 생두를 물에 침지하여 불린 후 열수에 멸균하는 것이 생두에 수분을 공급하여 팽윤시키고 생두의 조직을 연화시켜 이후의 발효공정에서 균주에 따른 오염 없이 배양이 잘 이루어지므로 좋다

구체적으로 상기 멸균은 가열 온도는 100 내지 125℃, 더욱 바람직하게는 110 내지 125℃의 온도에서 가열하는 것이 바람직하며, 가열 시간은 미리 설정된 멸균 온도에 따라 다양한 범위에서 선택될 수 있으나, 커피 생두 가공부산물의 발효에 적합한 상태로의 변화, 멸균 단계의 경제성 및 멸균 효과를 담보하는 측면에서 30 내지 120분인 것이 바람직하고, 40 내지 110분인 것이 더 바람직하며, 50 내지 100분인 것이 가장 바람직하다.

다음으로 상기와 같이 박피된 커피 생두는 상기 a) 단계의 커피 생두에 물과 균주를 혼합하여 조성물을 제조한 후, 10 내지 40℃의 온도, 500 내지 800 ㎜Hg의 압력에서 1 내지 5일간 발효를 진행하는 단계를 진행할 수 있다.

일반적으로 알려져 있는 숙성을 포함하는 발효커피는 건식 가공 커피를 습한 5~6월의 남서 계절풍(Monsoon)에 노출시켜 숙성하여 만드는 몬순커피와 동물의 소화기관을 통해 발효된 파치먼트 배설물을 수집하여 가공한 커피들을 포함하며, 특히 동물의 배설물로 수집한 커피는 동물의 종류에 따라 상이한 명칭을 가진다(사향고양이-루왁커피; 다람쥐-콘삭커피; 코끼리-블랙아이보리 등). 그러나 동물의 소화 과정을 통해 발효되어 만들어지는 커피는 희귀성과 일반적인 커피에서 느낄 수 없는 독특한 맛과 향 그리고 희귀성 때문에 고가의 커피로 판매되고 있으나 동물 학대와 위생적인 문제의 부정적인 면도 함께 가지고 있기 때문에 대부분의 발효커피는 균주를 접종하여 숙성의 시간을 단축시키고 풍미를 높이게 된다.

또한 상기 발효균주에 의해 분비되는 셀룰라제(cellulase), 프로테아제(protease), 아밀라제(amylase), 리파아제(lipases) 등의 효소는 생두의 일부 거대 분자들을 분해하여 작은 분자(아미노산, 단당류, 지방산등)로 전환시키고, 이처럼 전환된 작은 분자는 공정온도가 200도 이상인 로스팅 공정을 통해 Strecker 반응 또는 Maillard 반응을 거치고 최종적인 커피 향미에 크게 영향을 미치게 된다. 예를 들어, 셀룰라제는 셀룰로스로 구성된 생두의 표면과 내과피의 섬유질 구조를 분해함으로써, 생두 내부까지 수분이 침습하고 기타 다른 효소들이 생두 또는 내과피 생두의 내부로 용이하게 전달될 수 있게 하는 역할을 수행하고; 프로테아제는 생두 또는 내과피 생두에 포함된 단백질을 비특이적인 단위체로 분해하고, 다량의 소수성 잔기를 포함하는 쓴맛을 나타내는 펩티드를 가수분해하여 커피의 쓴맛을 절감시키는 역할을 수행하며; 아밀라제는 생두 또는 내과피 생두에 포함된 고분자의 탄수화물을 단맛이 강한 단당류 또는 이당류로 전환시켜 커피의 단맛을 증가시키고, 간접적인 쓴맛을 억제시키는 역할을 수행하고; 리파제는 셀룰라제에 의해 파괴된 생두의 세포벽을 통과하여, 세포막을 구성하는 중성지방을 분해하여 지방산으로 전환시키며, 커피 추출시 지질의 용출을 용이하게 하여 커피의 깊은 맛, 바디감을 풍부하게 하는 효과가 있으며, 생성된 지방산은 고온의 로스팅 과정에서 케톤이나 알데히드류의 휘발성 성분으로 전환되어 커피의 향미를 증진시키는 역할을 수행한다.

또한 상기 아스퍼질러스균은 생두의 유효성분인 카페인 등의 유효성분을 다당(多糖)에서 이당(貳糖), 단순한 배당체까지 강력히 분해함으로써 생두의 단맛을 높이고 카페인의 함량을 급격히 낮출 수 있다.

본 발명에서 상기 균주는 커피의 맛과 향미를 증진시키기 위하여 커피의 생두 또는 내과피 생두에 접종될 수 있는 미생물을 의미한다. 본 발명의 목적상 상기 발효균주는 커피의 생두 또는 내과피 생두에 접종하게 되므로, 식용가능한 균이 될 수 있다.

구체적으로 상기 "식용가능한 균"이란, 식품공전, 제2. 식품 일반에 대한 공통 기준 및 규격 2. 식품 원료 기준 2)식품 원료 판단기준에 의거하여 식품에 사용되어 왔거나 사용되고 있음을 입증할 수 있는 미생물을 의미한다. 본 발명에서 사용되는 발효균주는 특별히 이에 제한되지 않으나, 바람직하게는 유산균, 바실러스균, 효모 또는 아스퍼질러스균이 될 수 있고, 이러한 균주는 하나 또는 복수를 혼합하여 접종할 수 있다.

구체적으로 상기 유산균으로 예를 들면, 비피도박테리움 비피덤(Bifidobacterium bifidum), 비피도박테리움 브레브(Bifidobacterium breve), 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum), 비피도박테리움 애니말리스(Bifidobacterium animalis), 비피도박테리움 락티스(Bifidobacterium lactis), 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri), 락토바실러스 델브루에키 종(Lactobacillus delbrueckii spp.), 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus), 락토바실러스 헬베티쿠스(Lactobacillus helveticus), 락토바실러스 퍼멘텀(Lactobacillus fermentum), 락토바실러스 파라카세이(Lactobacillus paracasei), 락토바실러스 플랜타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 류테리(Lactobacillus reuteri), 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 살리바리우스(Lactobacillus salivarius), 락토코커스 락티스(Lactococcus lactis), 류코노스톡 메센터로이데스(Leuconostoc mesenteroides), 페디오코커스 세레비지애(Pediococcus cerevisiae), 페디오코커스 애시디락티시(Pediococcus acidilactici), 스트렙토코커스 락티스(Streptococcus lactis), 스트렙토코커스 서모필리스(Streptococcus thermophiles) 및 스트렙토코커스 크레모리스(Streptococcus cremoris) 등을 포함할 수 있다.

또한 상기 바실러스균으로 예를 들면 바실러스 섭틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 리체니포미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 아밀로리퀴파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens), 바실러스 스테아로서모필리스(Bacillus stearothermophilus), 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulans), 바실러스 롱검(Bacillus longum), 바실러스 푸밀루스(Bacillus pumilus), 바실러스 브레비스(Bacillus brevis), 바실러스 서큘란스(Bacillus circulans) 및 바실러스 폴리믹사(Bacillus polymyxa) 등을 포함할 수 있다.

또한 상기 효모로 예를 들면 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae), 사카로마이세스 엘립소이데우스(Saccharomyces ellipsoideus), 사카로마이세스 코레아누스(Saccharomyces coreanus), 사카로마이세스 칼스버젠시스(Saccharomyces carlsbergensis), 사카로마이세스 파스토리아누스(Saccharomyces pastorianus), 사카로마이세스 락티스(Saccharomyces lactis), 사카로마이세스 룩시(Saccharomyces rouxii), 시죠사카로마이세스 폼베(Schizosaccharomyces pombe), 지고사카로마이세스 메이저(Zygosaccharomyces major), 한세눌라 아노말라(Hansenula anomala), 브레타노마이세스 블룩셀렌시스(Brettanomyces bruxellensis), 브레타노마이세스 커스터시아누스(Brettanomyces custersianus), 데케라 아노말라(Dekkera anomala), 스트렙토마이세스 올리보크로모제네스(Streptomyces olivochromogenes) 및 스트렙토마이세스 그리세우스(Streptomyces griseus) 등을 들 수 있다.

또한 아스퍼질러스균으로 예를 들면 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae), 아스퍼질러스 아쿠리터스 및 아스퍼질러스 테레우스(Aspergillus terreus) 등을 들 수 있다.

본 발명에서 상기 균주로 더욱 바람직하게는 아스퍼질러스균을 들 수 있다. 상기 아스퍼질러스균은 다른 균주에 비해 카페인 분해효과가 더욱 우수하기 때문에 발효커피의 저카페인화를 달성할 수 있으며, 상기와 같은 카페인 분해효과 이외에도 커피 생두의 발효에 따른 부산물에 의한 항비만 활성, 간 손상 개선 효과, HDL-콜레스테롤 증강 효과 또는 LDL-콜레스테롤 저하 효과 등과 같은 다양한 기능성이 향상될 수 있다.

이러한 아스퍼질러스균으로 더욱 바람직하게는 Aspergillus aculeatus KACC 41842, Aspergillus oryzae var. effuses KACC 44969, Aspergillus oryzae var. effuses KACC 44990, Aspergillus oryzae KACC 40247, Aspergillus oryzae KFRI 995, Aspergillus oryzae var. brunneus KACC 44823 또는 Aspergillus terreus ATCC 20542에서 선택된 하나 이상의 아스퍼질러스속 미생물로 구성될 수 있고, 더 바람직하게는 Aspergillus oryzae var. effuses KACC 44969, Aspergillus oryzae var. effuses KACC 44990, Aspergillus oryzae KACC 40247 또는 Aspergillus terreus ATCC 20542에서 선택된 하나 이상의 아스퍼질러스속 미생물로 구성될 수 있으며, 가장 바람직하게는 Aspergillus oryzae var. effuses KACC 44990 또는 Aspergillus oryzae KACC 40247에서 선택된 하나 이상의 아스퍼질러스속 미생물로 구성될 수 있다.

상기 커피 생두에 균주를 접종하여 발효하는 조건은 본 발명에서 한정하지 않는다. 구체적으로 상기 커피 생두의 중량을 100 중량부로 기준하여 0.01 내지 5 중량부, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1 중량부가 되도록 접종하는 것이 바람직하다.

아울러, 접종방법은 분말형태의 발효균주를 생두와 혼합하거나 또는 발효균주 현탁액을 생두의 표면에 분무시키는 방식으로 수행함이 바람직하며, 10 내지 40℃의 온도조건, 바람직하게는 35 내지 37℃의 온도조건 및 95 내지 99%의 상대습도 바람직하게는 98%의 상대습도 조건에서 수행함이 바람직하고, 발효시간은 특별히 이에 제한되지 않으나 1 내지 5일간, 더욱 바람직하게는 48 내지 96시간 동안 진행하는 것이 좋다.

또한 상기 균주의 접종은 외부로부터 잡균의 유입을 차단하기 위해 진공발효기에서 발효를 진행하는 것이 바람직하며, 상기 진공발효기의 내부 진공도는 500 내지 800 ㎜Hg로 유지하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 진공발효기를 사용하는 경우에는 발효기 내에 커피 생두 중량 100 중량부를 기준으로 100 내지 300 중량부의 물을 더 가하는 것이 바람직하다. 물을 추가하는 것은 균주의 활성을 증진시키기 위한 것이며, 균주의 활성도를 더욱 높이기 위해 정제 셀룰라제를 추가적으로 더 혼합하여도 무방하다. 상기 셀룰라제는 첨가량을 한정하지 않으며, 예를 들어 커피 생두 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 1 중량부로 첨가하는 것이 바람직하다.

또한 상기 조성물은 상기와 같은 균주와 함께 산사, 산조인 및 복령에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 한약재를 더 포함할 수도 있다.

상기와 같은 한약재는 모두 혈압을 낮추고 심신을 진정시키는 효과를 가지는 약재들로, 성질이 평하고 단맛을 가지고 있어 커피의 풍미를 개선하는 데에도 도움을 줄 수 있다.

상기 산사(Crataegus pinnatifida)는 아가위라고도 불리며 장미과(Rosaceae)에 속하는 붉은색의 산사나무 열매이다. 생김새는 둥글고 붉으며, 희색의 반점이 있다. 산사는 퀘르세틴(quercetin), 히리세틴(hyricetin), 겐티스산(gentisic acid), 카페인산(caffeic acid), 카테킨(catechin), 클로로젠산(chlorogenic acid) 등의 페놀성 물질과 플로로글루시놀(phloroglucinol), 프로토카테큐산(protocatechuic acid), 피로갈롤(pyrogallol) 등의 항산화성 물질, 글루타민산(glutamic acid), 아스파라긴(asparagine), 프롤린(proline) 등의 아미노산 및 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등의 무기질을 함유하고 있다. 예로부터 약용 및 식용으로 널리 이용되어 왔으며 항균활성, 항산화, 지방 전구 세포의 분화억제, 체내 지질 농도 개선, 항고지혈증, 혈관 이완효능, 간 손상 예방 등의 생리활성 작용이 있는 것으로 보고되어 있다.

상기 산조인(Zizyphus jujuba Miller)은 산대추(멧대추)의 씨앗을 의미하며, 산대추는 국내에서 일반적으로 재배 및 생산되는 대추(Zizyphus vulgaris Lamarck var. inermis Bunge)와 그 종류 및 효능에는 차이가 있다.

멧대추의 종인(種仁)은 산조인(酸棗仁)이라 해서 고래로부터 정신과 영역의 명약으로 전해져 내려오고 또 잘 쓰여지고 있다. 산조인은 가을철에 과실을 따서 하루동안 물에 담궜다가 과육을 제거한 뒤 과실 껍질을 부수어 종인(種仁)을 빼내 햇빛에 말린 것인데 이것을 그대로 약용할 수도 있으며 때로는 초(炒)해서 쓰기도 한다.

중국의 고전인 본초강목에는 열매에서 얻어지는 종인은 신경강장제로 쓰이며 실면(失眠)을 고치고 위에도 좋은 약효를 제공할 뿐 아니라 진정약으로서의 성과를 지닌다고 하였다. 또 종인의 생품 (生品)은 간장의 강화약에 쓰이며 또한 보담 (補膽)의 효과도 있다고 했다. 따라서 불면노번은 물론이고 신경과민에도 좋은 진정효과를 지닌다고 하여, 산조인은 항 스트레스 효능이 있는 것으로 알려져 있다.

상기 복령(Poria cocos)은 구멍쟁이버섯과(Polyporaceae)에 속하는 복령(Polyporus cocos) 및 동속식물의 마른 균핵으로서, 구멍쟁이버섯과 진균인 복령의 균핵. 내부의 수분을 날리고 음건한 것을 복령개라고 하며 이 복령개를 만들기 전에 신선한 복령의 껍질을 벗겨 다듬는데 껍질이 있는 쪽을 복령피라 하고, 껍질이 없는 쪽을 복령괴라고 한다. 복령피는 그 색에 따라 백복령과 적복령으로 나눈다. 그리고 복령괴 중에서 가운데 소나무 뿌리가 있는 것을 복신이라고 지칭하며, 그 성분으로는 파키만(pachyman), 파키믹산(pachymic acid), 튜뮬로식산(tumulosic acid), 키틴질 등을 함유하고, 이뇨작용, 항균작용, 항궤양작용 등의 효능이 알려져 있다

상기 한약재는 단독으로 사용하여도 무방하나, 심신 진정 효과를 증진시키고 커피의 향미를 높이기 위해 모두 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 이때 혼합비는 본 발명에서 한정하는 것은 아니나 산사와 산조인, 복령을 각각 1 : 1 내지 2 : 1 내지 2의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다. 산사의 함량이 다른 한약재들에 비해 덜 첨가하는 이유는 산사의 신맛으로 인해 과다 첨가 시 커피의 맛을 변화시킬 수 있기 때문이다.

또한 상기 한약재들은 커피 생두 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 5 중량부 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 범위 미만 첨가하는 경우 상술한 심계항진의 완화효과가 미비하며, 상기 범위 초과 첨가하는 경우 커피의 향미가 변질할 우려가 있다.

상기와 같은 조건으로 커피 생두의 발효를 진행한 후에는 상기 c) 단계와 같이 상기 b) 단계의 커피 생두를 진공기에 넣고 10 내지 30℃의 온도, 10 내지 200 ㎜Hg의 압력에서 1 내지 24시간 동안 진공처리하는 단계를 진행할 수 있다.

상기와 같은 진공처리 단계를 추가적으로 진행하는 이유는 효소의 과다 생성에 따른 커피의 향미 변화를 억제하고 생성된 성분을 안정화하기 위한 것으로, 커피 생두를 오래 숙성시키게 되면 균주의 대사 및 효소의 작용으로 인해 커피 특유의 휘발성의 향기 성분과 맛이 변하게 되며, 저장성이 크게 떨어질 수 있다.

상기 c) 단계는 커피 내의 효소를 불활성화하기 위해 진행하는 것으로, b) 단계보다 고 진공상태를 유지함에 따라 기존의 열처리에 의한 효소 불활성화 방법에 비해 유효성분의 파괴를 막고 효소의 가수분해를 억제할 수 있다.

구체적으로 상기 c) 단계는 발효가 끝난 커피 생두를 진공기에 넣고 10 내지 30℃의 온도, 10 내지 200 ㎜Hg의 압력에서 1 내지 24시간 동안 진공처리를 진행하는 것이 바람직하다. 상기 범위 미만에서 진공처리를 진행하는 경우 효소의 실활속도를 저하시키기 어려워 커피 생두의 품질 변화가 발생할 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 에너지 소모 증가로 인해 경제적이지 않을 수 있다.

상기와 같이 진공처리가 끝난 생두는 열풍으로 건조하는 공정을 추가할 수 있다. 이때 건조조건을 한정하는 것은 아니나, 생두의 수분함량이 10 내지 13%가 되도록 건조함이 바람직하다. 건조가 종료된 후에는 일반적인 생두 보관방법에 따라 서늘하고 습기가 적은 곳에 보관하거나 진공포장하여 저장할 수 있고, 로스팅 과정이 완료된 후에는 일반 원두와 동일한 방법으로 가공하여 사용할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 방법으로 제조된 저카페인 진공발효 커피를 포함한다. 이때 상기 진공발효 커피는 상기와 같은 방법으로 제조된 발효생두를 포함하는 것으로, 상기 발효생두는 커피의 생두 또는 내과피 생두에 상술한 발효균주를 접종하여 커피의 일부 성분이 화학적으로 변이된 상태의 생두를 의미한다.

본 발명에 따른 진공발효 커피는 기존의 커피에 비해 지질과 탄수화물의 함량이 증가하며, 특히 카페인의 함량을 감소시킴에 따라 카페인의 부작용인 흥분상태 유지와 심계항진, 불면증과 같은 증상을 억제할 수 있다. 또한 효소에 의한 유효성분 변화로 인해 쓴맛이 저감되고 단맛과 신맛, 향이 강화되어 기호성을 높일 수 있다.

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예들은 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명이 하기 실시예들에 제한되는 것은 아니다.

실시예들을 통해 제조된 시편의 물성을 다음과 같이 측정하였다.

(카페인 함량)

실시예들을 통해 얻은 시편의 총 카페인 함량은 XTerra RP18 column(3.5 ㎛, 4.6×150㎜, Waters, Milford, Massachusetts, USA)을 사용하여 HPLC로 분석하였으며, 조성물 100g 당 카페인의 함량으로 계산하였다.

(관능평가)

실시예들을 통해 제조된 시편(커피)의 기호성을 평가하기 위해 남녀 각각 10명으로 구성된 훈련된 패널 20명을 선발하여 관능평가를 실시하였다. 구체적으로 실시예들을 통해 제조된 생두를 중배전하여 분쇄한 후, 분쇄된 원두 10g을 물 200㎖에 침지하여 커피를 제조하였다. 이를 섭취한 후 쓴맛, 단맛, 신맛, 향, 종합기호도를 5점 측정법(1 : 매우 약함, 2 : 약함, 3 : 보통, 4 : 강함, 5 : 매우 강함)으로 총 3회 평가하여 평균값을 계산하였다. 또한 추가적으로 섭취 후 24시간 동안 수면 장애와 심계항진(두근거림) 정도를 조사하되, 심할수록 1점으로, 증상이 없을수록 5점으로 평가하였다.

(실시예 1)

먼저 커피 생두를 준비하여 정제수로 표면을 세척한 후, 일부 습식 공정을 통해 박피를 진행하였다. 그리고 발효 균주로 유산균인 Pediococcus acidilactici(KCTC 13734)를 커피 생두 100 중량부 대비 1 중량부를 준비하되, 증류수 10 중량부에 현탁하여 생두 표면에 분사하였다. 그리고 상기 생두를 35℃, 상대습도 90%, 압력 650 ㎜Hg의 조건으로 3일간 진행한 후, 다시 생두만을 분리하여 진공기에 투입하고 25℃의 온도, 150 ㎜Hg의 압력에서 12시간 동안 진공 숙성을 진행하였다. 숙성이 끝난 생두는 건조기에서 수분함량이 12%가 될 때까지 건조한 후 커피를 제조하였다.

(실시예 2)

상기 실시예 1에서 균주로 바실러스균인 Bacillus subtilis(KCTC 3014)를 접종한 것을 제외하고 동일한 방법으로 커피를 제조하였다.

(실시예 3)

상기 실시예 1에서 균주로 아스퍼질러스균인 Aspergillus aculeatus (KACC 41842)를 접종한 것을 제외하고 동일한 방법으로 커피를 제조하였다.

(실시예 4)

상기 실시예 3에서 커피 발효 시 산사, 산조인 및 복령이 각각 1 : 1.5 : 1.5 중량비로 혼합된 한약재 조성물을 커피 생두 100 중량부 대비 3 중량부 더 첨가한 것을 제외하고 동일한 방법으로 커피를 제조하였다.

(실시예 5)

상기 실시예 3에서 커피 발효 시 산조인과 복령이 각각 1 : 1 중량비로 혼합된 한약재 조성물을 커피 생두 100 중량부 대비 3 중량부 더 첨가한 것을 제외하고 동일한 방법으로 커피를 제조하였다.

(실시예 6)

상기 실시예 3에서 커피 발효 시 산사, 산조인 및 복령이 각각 2 : 1 : 1 중량비로 혼합된 한약재 조성물을 커피 생두 100 중량부 대비 3 중량부 더 첨가한 것을 제외하고 동일한 방법으로 커피를 제조하였다.

(비교예 1)

상기 실시예 1에서 커피 발효를 진행하지 않은 것을 제외하고 동일한 방법으로 커피를 제조하였다.

(비교예 2)

상기 실시예 1에서 진공 숙성을 진행하지 않은 것을 제외하고 동일한 방법으로 커피를 제조하였다.

[표 1]

상기 표 1과 같이 본 발명에 따라 제조된 커피는 카페인 함량을 줄이면서도 높은 관능평가 결과를 보임을 알 수 있다. 구체적으로 발효 균주만을 바꿔 발효한 실시예 1 내지 3 중 아스퍼질러스균을 발효 균주로 사용한 실시예 3이 가장 낮은 카페인 함량을 보이고 있으며, 수면장애와 심계항진과 같은 부작용이 억제됨을 확인할 수 있다.

또한 한약재 조성물을 더 첨가한 실시예 4 내지 6은 카페인 함량은 변하지 않으면서도 더욱 우수한 관능평가 결과를 보이고 있으며, 특히 실시예 4는 가장 높은 기호도를 보이면서도 카페인에 의한 부작용이 가장 억제되었음을 확인할 수 있다. 다만 산사의 함량이 과다 첨가된 실시예 6은 신맛이 강화되어 기호도가 크게 하락한 것을 확인할 수 있어 한약재 조성물의 조성비를 일정 범위로 조절하는 것이 바람직한 것을 확인할 수 있다.

이상으로 본 발명의 상세한 설명에서는 참조되는 바람직한 실시 예를 중심으로 구체적으로 기술되었으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.

Claims

a) 커피 생두를 박피한 후 건조하는 단계;
a') 상기 a)단계의 건조 생두를 물에 침지하여 불린 후 열수에 멸균하는 단계;
b) 상기 a') 단계의 커피 생두에 물과 균주를 혼합하되, 상기 커피 생두에 상기 균주를 상기 커피 생두 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 1 중량부가 되도록 접종하여 조성물을 제조한 후, 35 내지 37℃의 온도, 98%의 상대습도, 500 내지 800 ㎜Hg의 압력에서 2 내지 4 일간 진공발효기에서 진공발효를 진행하는 단계; 및
c) 상기 b) 단계의 커피 생두를 진공기에 넣고 10 내지 30℃의 온도, 10 내지 200 ㎜Hg의 압력에서 1 내지 24시간 동안 진공처리하는 단계;
를 포함하며, 상기 균주는 유산균, 바실러스균, 효모 및 아스퍼질러스균에서 선택되는 어느 하나 또는 복수이고, 상기 조성물은 한약재롤 포함하며, 상기 한약재는 커피 생두 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 5 중량부를 포함하며, 산사, 산조인 및 복령이 1 : 1.5 : 1.5의 중량비로 포함된 것을 특징으로 하는 진공발효 커피의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 유산균은 비피도박테리움 비피덤(Bifidobacterium bifidum), 비피도박테리움 브레브(Bifidobacterium breve), 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum), 비피도박테리움 애니말리스(Bifidobacterium animalis), 비피도박테리움 락티스(Bifidobacterium lactis), 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri), 락토바실러스 델브루에키 종(Lactobacillus delbrueckii spp.), 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus), 락토바실러스 헬베티쿠스(Lactobacillus helveticus), 락토바실러스 퍼멘텀(Lactobacillus fermentum), 락토바실러스 파라카세이(Lactobacillus paracasei), 락토바실러스 플랜타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 류테리(Lactobacillus reuteri), 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 살리바리우스(Lactobacillus salivarius), 락토코커스 락티스(Lactococcus lactis), 류코노스톡 메센터로이데스(Leuconostoc mesenteroides), 페디오코커스 세레비지애(Pediococcus cerevisiae), 페디오코커스 애시디락티시(Pediococcus acidilactici), 스트렙토코커스 락티스(Streptococcus lactis), 스트렙토코커스 서모필리스(Streptococcus thermophiles) 및 스트렙토코커스 크레모리스(Streptococcus cremoris)에서 선택되는 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 하는 진공발효 커피의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 바실러스균은 바실러스 섭틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 리체니포미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 아밀로리퀴파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens), 바실러스 스테아로서모필리스(Bacillus stearothermophilus), 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulans), 바실러스 롱검(Bacillus longum), 바실러스 푸밀루스(Bacillus pumilus), 바실러스 브레비스(Bacillus brevis), 바실러스 서큘란스(Bacillus circulans) 및 바실러스 폴리믹사(Bacillus polymyxa)에서 선택되는 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 하는 진공발효 커피의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 효모는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae), 사카로마이세스 엘립소이데우스(Saccharomyces ellipsoideus), 사카로마이세스 코레아누스(Saccharomyces coreanus), 사카로마이세스 칼스버젠시스(Saccharomyces carlsbergensis), 사카로마이세스 파스토리아누스(Saccharomyces pastorianus), 사카로마이세스 락티스(Saccharomyces lactis), 사카로마이세스 룩시(Saccharomyces rouxii), 시죠사카로마이세스 폼베(Schizosaccharomyces pombe), 지고사카로마이세스 메이저(Zygosaccharomyces major), 한세눌라 아노말라(Hansenula anomala), 브레타노마이세스 블룩셀렌시스(Brettanomyces bruxellensis), 브레타노마이세스 커스터시아누스(Brettanomyces custersianus), 데케라 아노말라(Dekkera anomala), 스트렙토마이세스 올리보크로모제네스(Streptomyces olivochromogenes) 및 스트렙토마이세스 그리세우스(Streptomyces griseus)에서 선택되는 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 하는 진공발효 커피의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 아스퍼질러스균은 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae), 아스퍼질러스 아쿠리터스 및 아스퍼질러스 테레우스(Aspergillus terreus)에서 선택되는 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 하는 진공발효 커피의 제조방법.
삭제
제 1항 내지 제 5항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 제조방법으로 제조된 저카페인 진공발효 커피.