KR20140001301A - 자화활성수를 이용한 커피 생두 발아 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자화활성수(magnetized water)를 이용한 커피 생두 발아 방법에 관한 것으로, 구체적으로 일반적인 물에 자기력 및 원적외선을 동시에 처리하여 자화활성수를 제조한 다음, 상기 자화활성수로 커피 생두(coffee green bean)를 세정한 다음 침지시킨 후, 수분, 온도 및 pH를 최적 상태로 유지시켜 커피 생두의 발아시간을 효과적으로 단축하고, 발아율을 현저하게 높임으로써, 본 발명의 방법은 단기간에 경제적으로 발아 커피를 생산하는데 유용하게 사용될 수 있다.

Description

자화활성수를 이용한 커피 생두 발아 방법{A method of coffee green bean sprout using magnetized water}

본 발명은 자화활성수(magnetized water)를 이용한 커피 생두 발아 방법에 관한 것으로, 구체적으로 일반적인 물에 자기력 및 원적외선을 동시에 처리하여 자화활성수를 제조한 다음, 상기 자화활성수로 커피 생두(coffee green bean)를 세정한 다음 침지시킨 후, 수분, 온도 및 pH를 최적 상태로 유지시켜, 커피 생두의 발아시간을 단축시키고, 발아율을 높일 수 있는 커피 생두의 발아 방법에 관한 것이다.

커피(coffee) 나무는 심은지 약 2년이 지나면 개화하고, 약 3년 후에는 빨간색 또는 노란색의 열매(cherry)를 맺게 된다. 커피 열매에서 외피(outer skin), 과육(pulp), 내과피(parchment), 은피(silver skin)를 벗겨낸 씨앗을 생두(green bean)라고 한다.

전 세계적으로 생산되는 커피의 품종은 아라비카종(Arabica), 로부스타종(Robusta), 리베리카종(Liberica)으로 3가지가 있다. 오늘날 아라비카종과 로부스타종이 각각 70%, 25%로 전체 생산량의 95%를 점유하고 있으며 리베리카종은 거의 생산되지 않는다. 세계적으로 커피가 생산되는 곳은 남위 25, 북위 25 사이의 열대, 아열대 지역으로 커피벨트(coffee belt) 또는 커피 존(coffee zone)이라고 한다.

커피는 중남미 지역, 중동, 아프리카 지역, 태평양 지역, 인도네시아 지역에서 대부분이 생산되고 있다. 커피는 세계 경제에서 중요한 몫을 차지하고 있으며 약 700만 톤이 생산되며 그 중 520만 톤은 산지에서 외국으로 수출되고 있다. 세계 커피 소비량은 600~650만 톤이며 세계인은 1인당 연간 1 kg(약 100 잔분)의 커피를 소비하고 있다.

커피 열매에서 씨앗인 생두를 분리, 정제하는 작업은 생두의 품질을 좌우하는 중요한 가공 공정으로 수확한 체리를 그대로 건조한 후 과육을 제거하는 건식법(Dry method)과 물을 이용해 과육을 제거한 후 발효 및 건조시킨 습식법(Wet method)이 있다. 수입 생두는 이러한 정제 공정을 거친 다음 건조하여 수분 함량이 약 12% 내외로 유지되어야 커피 음료를 만들기 위한 배전 공정(Roasting), 분쇄(Grinding), 커피 추출에 효과적인 것으로 알려져 있다. 정제 후 건조 과정을 거친 생두는 포장지에 넣어 보관된다. 수입 생두는 보통 수확 후 1년 이상된 묵은 것으로서 상기 건식법과 습식법에 따라서 크게 좌우되며 발아가 잘 안 된다. 커피 나무 번식을 위해서는 6개월 이내의 햇 커피가 잘 발아된다. 보통 과육만 제거하고 내과피와 은피가 그대로 있는 상태로 파종을 한다.

따라서 수입 커피는 이들 내과피와 은피가 일부 제거된 상태에서 발아가 되기는 매우 어렵다. 보관 중 은피는 밖으로부터 곰팡이균의 접근 방지 및 생두 내부의 습도를 유지하는데 기여하는 것으로 생각된다. 보통 묵은 커피 생두가 발아되기까지는 발아 온도, 습도 등의 요인에 따라 차이는 있지만 통상 4~6주간이 소요되는 것으로 알려졌다.

발아 커피는 발아가 진행되는 동안에 커피 생두 내에 휴면중인 효소가 활성화되어 각종 아미노산이 발아 전에 비하여 균형있게 분포되고, 카페인 함량은 줄어들고 발아중에 생두에 수분이 스며들어 부풀어 오르게 되어 생두에 부착되어 있는 일부 불순물이나 곰팡이 등 이물질이 쉽게 분리되어 세척과정에서 대부분 제거된다. 따라서 깨끗한 발아 커피로 재탄생되고 커피향, 맛, 질감 등이 개선되고 부드러운 맛과 공복시에 마셔도 위에 부담을 주지 않는 양질의 커피를 만들 수 있음이 특허 문헌에 보고된바 있다(대한민국 특허 등록 제 10-1031142호, 공개 특허 10-2011-003407호)

이러한 장점을 지닌 발아 커피의 중요성 때문에 국내에서 발아커피의 제조 방법에 대한 특허 출원이 계속 증가되는 추세에 있다. 커피 생두를 온도, 습도 등을 조절하여 최적의 발아 조건을 유지하여도 발아 기간이 길면 발아 중에 포도상구균 등의 잡균이 번식하기 쉬워 양질의 발아커피를 생산할 수 없다. 따라서 최근에 발아 기간을 단축하기 위한 발아커피 제조 방법에 초점을 맞춘 특허가 출원 또는 등록된 것이 다수 있다.

예를 들면 상기 특허 등록 제 10-1031142호 및 공개특허 10-2011-003407호에는 커피 생두를 1차적으로 알칼리성 온수에 침지하고(2 내지 4시간 정도) 온수의 온도를 15 내지 40℃로 유지한 다음 온수로부터 분리한 흡수 커피 생두를 2차적으로 공기와 접촉하면서 노즐을 통해 생두 위로 온수를 살포하였다. 습윤 분위기의 온도를 37℃ 이상, 그 상한 온도는 80℃ 정도로 하는 것이 바람직하다고 하였으나 최적 온도는 명시되어 있지 않고, 습윤 분위기 중에 약 3시간 정도에서 발아가 시작되고 침지 시간과 발아시간을 합해 약 4 내지 8시간에 발아 커피 원두를 제조할 수 있는 것으로 보고되었다.

대한민국 공개 특허 제 10-2011-0031299호에서는 전술한 바와 같은 특허 내용과는 달리 알칼리성(pH 10~11) 온수 대신 자화활성수 생성기를 통한 자화활성수를 이용하여 발아 탱크 내에 발아 용기, 히터가 내장되어 있고 발아 용기 상부로부터 자화 온수를 살수할 수 있는 샤워기가 설치되어 있고, 별도의 침지 단계 없이 습윤 분위기 하에서 발아할 수 있는 장치를 제시하고 있다. 발아 중에 생리활성 물질인 가바(GABA, Gamma-Amino Butyric Acid) 성분이 획기적으로 증가된다고 하였으나 실시예나 정확한 데이터 및 분석 자료는 제시되어 있지 않다. 또한, 발아 조건에 필수적인 습윤 온도 및 발아 시간 등의 언급이 전혀 없다.

대한민국 특허 등록 제 10-1041865호에서는 커피 생두를 100 ~ 120 bar의 압력으로 고압 세척하여 이물질을 제거하는 세척 단계와, 미네랄이 함유되어 있지 않는 순수한 물을 자화시킨 자화활성수를 도기의 발아기에 침지시켜 20 ~ 40℃의 온도에서 임펠러를 통하여 4 ~ 8시간 지속적으로 산소를 공급하는 공정으로 이루어진 발아커피 생산 방법을 제시하고 있다. 그러나 고압 세척을 해도 은피와 내피가 표면에 밀착된 생두는 깨끗이 세척하는 데는 한계가 있다.

상기 특허들에 제시된 발아 커피의 제조 방법들은 발아시간을 4 ~ 8시간 정도로 단축시키는 데는 큰 진전을 보였지만 경제성을 고려할 때 발아율이 가장 중요한데 이에 대한 실험적 자료는 전혀 없다. 상기 알칼리성 온수, 자화활성수, 미네랄이 함유되어 있지 않은 순수한 자화 처리한 물을 이용하여 발아 시간 단축 및 발아율을 어느 정도 향상시킬 수 있을 것이다. 그러나 발아율과 발아시간은 커피 생두의 산지, 습도 및 온도, 포장지 등의 보관 상태에 따라 현저히 다르게 나타날 수 있다. 특히 그 해에 수확한 햇 커피 생두와 오래 묵은 것의 차이는 더욱 클 수밖에 없다. 발아 중 생두 표면에 미생물의 오염을 방지하고 깨끗이 세정한 다음 발아 단계에 진입하는 것은 매우 중요하다.

따라서 아라비카 커피 생두와 로부스타 생두를 대상으로 생산된 지 1 ~ 2년이 경과된 것으로 추정되는 묵은 수입 커피 생두에도 공히 적용될 수 있는 발아 방법 및 그 장치에 관한 기술 개발이 절실히 요구되고 있다. 또한, 발아커피의 싹이 1 ~ 2 mm 정도밖에 되지 않고 매우 가늘고 약하기 때문에 펌프로 온수를 순환시키거나 살수하는 과정에서 싹이 탈리될 수 있기에 미발아 커피와 발아 커피간의 구분이 어렵고 결과적으로 정확한 발아율을 측정하기 어려운 현실적 문제가 있다.

이에 본 발명자는 커피 생두의 발아시간을 단축시키고 발아율을 높일 수 있는 방법을 연구하던 중, 일반적인 물에 자기력 및 원적외선을 동시에 처리하여 자화활성수(magnetized water)를 제조한 다음, 상기 자화활성수로 커피 생두(coffee green bean)를 실온에서 세정한 다음 침지시킨 후, pH 4 내지 8에서 2 내지 4시간 동안 55 내지 65℃의 온도에서 커피 생두를 발아시킨 결과, 생산된 지 1 내지 2년 된 커피 생두의 발아율이 80% 이상을 나타내므로, 본 발명의 커피 생두 발아 방법을 이용하여 단기간에 경제적으로 깨끗한 발아 커피를 생산할 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 일반적인 물에 자기력 및 원적외선을 동시에 처리하여 자화활성수(magnetized water)를 제조한 다음, 상기 자화활성수로 커피 생두(coffee green bean)를 실온에서 세정한 다음 침지시킨 후, 수분, 온도 및 pH를 최적 상태로 유지시켜 커피 생두의 발아시간을 단축시키고, 발아율을 획기적으로 높일 수 있는 커피 생두의 발아 방법에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,

1) 물을 자화 처리시켜 자화활성수(magnetized water)를 제조하는 단계;

2) 단계 1)의 자화활성수로 커피 생두를 1차 세정한 다음 발아수조로 옮겨 40 내지 70℃에서 2 내지 5시간 발아시키는 단계; 및

3) 발아된 커피 생두를 최소한의 자화활성수로 2차 세정 후, 탈수시키는 단계를 포함하는 커피 생두의 발아 방법을 제공한다.

아울러, 본 발명은 본 발명의 방법으로 제조된 발아 커피를 제공한다.

본 발명의 자화활성수를 이용한 커피 생두 발아 방법은 일반적인 물에 자기력 및 원적외선을 동시에 처리하여 자화활성수(magnetized water)를 제조한 다음, 상기 자화활성수로 커피 생두(coffee green bean)를 실온에서 1차 세정한 다음 발아수조로 옮겨 침지시킨 후, 수분, 온도 및 pH를 최적 상태로 유지시킴으로써, 기존 커피 생두의 발아 방법과 비교하여 커피 생두의 발아시간을 효과적으로 단축하고, 발아율을 현저하게 높임으로써, 본 발명의 발아 방법은 단기간에 경제적으로 깨끗한 발아 커피를 생산하는데 유용하게 사용될 수 있다.

도 1은 커피 생두 세정 및 발아 장치를 나타낸 예시도이다.
도 2는 커피 생두의 신속 발아 공정을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 자화활성수 제조장치의 효과를 확인한 도이다:
a는 수돗물의 O-17 NMR 스펙트럼;
b는 수돗물을 본 발명의 자화활성수 제조장치에 통과시킨 후 O-17 NMR 스펙트럼; 및
c는 먹는 샘물을 본 발명의 자화활성수 제조장치에 통과시킨 후 O-17 NMR 스펙트럼.
도 4는 KATRI 세탁, 세정기술연구센터에 의뢰하여 자화활성수의 세척력을 확인한 도이다.
도 5는 본 발명의 방법을 이용하여 발아된 커피 생두를 나타낸 도이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 자화활성수(magnetized water)를 이용한 커피 발아 방법을 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시방법으로는 하기와 같은 단계를 포함하는 방법으로 커피 생두를 발아시키는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다:

1) 물을 자화 처리시켜 자화활성수(magnetized water)를 제조하는 단계;

2) 단계 1)의 자화활성수로 커피 생두를 1차 세정한 다음 발아수조로 옮겨 침지시킨 후, 40 내지 70℃에서 2 내지 5시간 발아시키는 단계;

3) 발아된 커피 생두를 최소한의 자화활성수로 2차 세정 후, 탈수시키는 단계를 포함하는 커피 생두의 발아 방법.

상기 단계 1)의 물은 종류의 특별한 제한은 없으나, 수돗물, 증류수 또는 지하음용수인 것이 바람직하다.

상기 단계 1)의 자화활성수는 일반적으로 육각수 또는 오각수라고도 불리며, 살균 작용을 갖는 것뿐 아니라 습진이나 만성피로, 변비, 알레르기 체질개선 등 체내의 세포를 활성화시켜 각종 질병으로부터 예방효과가 있다는 것이 국·내외 학계에서 밝혀진 바 있고, 식물 등에 있어서도 세포를 활성화시켜 발아를 촉진시키는 효능이 알려져 있다.

상기 단계 1)의 자화활성수는 다양한 자화활성수 제조장치가 공지되어 있으므로, 자화활성수를 제조할 수 있는 공지의 제조장치를 이용하여 제조하는 것이 바람직하고, 자석 및 세라믹볼을 포함하는 자화활성수 제조장치에 통과시켜 자화활성수를 제조하는 것이 보다 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 세라믹볼은 인공세라믹, 천연 전기석, 맥반석 및 흑요석으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어진 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.

상기 자화활성수는 pH 4 내지 8인 것이 바람직하고, pH 6 내지 8인 것이 보다 바람직하며, pH 7.45인 것이 가장 바람직하나 이에 한정되지 않는다.

상기 단계 1)의 커피는 아라비카종(arabica), 로부스타종(robusta) 또는 리베리카종(liberica)인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.

상기 단계 2)의 온도는 40 내지 70℃인 것이 바람직하고, 58 내지 63℃인 것이 보다 바람직하고, 60℃인 것이 가장 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 이때, 온도가 55℃ 이하면, 발아시간이 10시간 이상 소요되고, 65℃가 넘으면 발아기간은 단축되나 생두의 유효성분도 용출되므로 55 내지 65℃가 바람직하고, 58 내지 63℃인 것이 보다 바람직하고, 60℃인 것이 가장 바람직하다.

상기 단계 2)의 시간은 2 내지 5시간인 것이 바람직하고, 3 내지 4시간인 것이 보다 바람직하고, 4시간인 것이 가장 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 이때, 침지 시간이 2시간 이하인 경우에는 발아가 제대로 일어나지 않아 발아커피의 특성을 나타낼 수 없고, 4시간 이상 침지하는 경우에는 싹이 너무 자라 발아 커피 내의 각각의 성분들이 기능을 상실하여 발아커피 고유의 맛 및 향을 유지할 수 없으므로, 침지 시간은 2 내지 5시간이 바람직하고, 3 내지 4시간이 보다 바람직하고, 4시간이 가장 바람직하나 이에 한정되지 않는다.

상기 단계 3)의 세정은 본 발명의 자화활성수를 이용하여 1 내지 3회 세정하는 것이 바람직하고, 2 내지 3회 세정을 실시하는 것이 보다 바람직하다. 이때, 상기 세정은 커피 원두 싹의 탈리를 방지하기 위하여, 자화활성수를 흐름을 조절하여 싹들이 탈리되지 않도록 세정하는 것이 바람직하다.

상기 커피 생두 발아 방법에 있어서, 단계 3)의 탈수된 커피 생두를 건조시키는 단계를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하고, 상기 건조는 저온에서 송풍으로 건조하는 법 또는 원적외선으로 건조하는 법 제한 없이 이용할 수 있으나, 저온에서 송풍으로 건조하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 건조는 커피 생두의 수분함량이 10 내지 15%인 것이 바람직하고, 12 내지 13%인 것이 보다 바람직하고, 12%인 것이 가장 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 이때, 수분함량이 10% 이하인 경우에는 발아커피의 향, 맛 및 질감이 현저히 떨어지고, 수분함량이 15% 이상인 경우에는 곰팡이균 등의 균의 번식이 쉬워져 장기 보관상의 문제뿐만 아니라 발아 커피의 질이 떨어지게 되므로, 수분함량은 10 내지 15%로 건조시키는 것이 바람직하고, 12 내지 13%로 건조시키는 것이 보다 바람직하며, 12%로 건조시키는 것이 가장 바람직하나 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명의 커피 생두 발아 공정을 수행하는 장치를 제조하여 공정순으로 커피 생두 발아 공정을 수행하였으며, 커피 생두의 1차 세정 장치는 일반적인 것으로서 수조 내에 교반기를 설치하여 생두를 세정한다. 커피 생두 발아 장치는 상부면이 개구된 원통형 또는 정육면체 형상으로 형성되되, 내부 측면에 발아 생두 수용함을 수용시키는 접이식 턱이 구비된 발아 수조; 상기 발아 수조 상부와 연결된 급수관을 통해 공급되는 수돗물 또는 지하수를 자화활성수로 가변시켜 상기 발아 수조 내에 공급하는 제1 자화활성수 공급부; 상기 발아 수조 바닥면과 이격되되, 상기 발아 수조 내에 수용된 자화활성수를 내부 급수관을 통해 공급받아 자기력 및 원적외선을 이용하여 자화처리시켜 상기 발아 수조 내로 공급하는 제2 자화활성수 공급부; 및 상기 제2 자화활성수 공급부의 하부와 이격되도록 구비되며, 상기 자화활성수 제조부 내에 구비된 세라믹볼에 원적외선을 공급하는 원적외선 히터부;를 포함하는 커피 생두 발아 장치를 제조하였다(도 1 참조).

본 발명의 또 다른 구체적인 실시예에서, 본 발명에서 제조한 커피 생두 발아 장치를 이용하여 커피 생두의 발아 공정, 세정공정, 탈수 공정 및 건조공정을 순서대로 진행하였다(도 2 참조).

본 발명의 또 다른 구체적인 실시예에서, 본 발명에서 제조한 자화활성수 제조장치의 효과를 확인하기 위하여, 상압에서 자화활성수 제조장치에 수돗물을 통과시킨 후, INOVA-500 Varian-NMR을 이용하여 산소-17 핵자기공명 O-17 NMR 스펙트럼을 측정한 결과, 대조군과 비교하여, 본 발명의 자화활성수 제조장치를 통과한 물은 반가치 선폭이 유의적으로 감소하는 것을 확인하였다(도 3 참조).

본 발명의 또 다른 구체적인 실시예에서, 수돗물을 본 발명에서 제조한 자화활성수 제조장치에 1회 통과시킨 다음, 상기 통과된 물을 대상으로 하여 세제량의 변화에 따른 세척력을 확인한 결과, 자화활성수의 세척력이 일반 수돗물보다 높음을 확인하였고, 이 결과는 커피 생두의 발아 공정 후 세정 공정에서 자화활성수를 이용하여 효과적으로 이물질을 제거할 수 있음을 확인하였다(표 1 및 도 4 참조).

본 발명의 또 다른 구체적인 실시예에서, 본 발명의 커피 생두 발아장치를 이용하여 커피 생두의 발아율을 확인하기 위하여, 본 발명의 커피 생두 발아장치로 제조된 자화활성수에 커피 생두를 침지시킨 후, 4시간 동안 60℃의 온도에서 커피 생두를 유지시킨 결과, 생산 된지 2~3년이 경과된 커피 생두라도 80% 이상의 유의적인 발아율을 나타내는 것을 확인하였다(표 2 참조).

본 발명의 또 다른 구체적인 실시예에서, 물의 종류에 따른 커피 생두의 발아율을 측정하기 위하여 수돗물, 증류수 및 지하음용수(지하대수 암반층 물)를 각각 자화 처리한 후 커피 생두의 발아율을 확인한 결과, 수돗물, 증류수 및 지하음용수는 각각 발아율이 80%, 79% 및 83%로 모두 유의적인 발아율을 나타내는 것을 확인하였다(표 3 및 도 5 참조).

본 발명의 또 다른 구체적인 실시예에서, 자화수의 pH에 따른 커피 생두의 발아율을 측정한 결과, 커피생두 발아의 적정 pH는 약알카리성 및 약 산성 영역인 것을 확인하였다(표 4 참조).

따라서, 일반적인 물에 자기력 및 원적외선을 동시에 처리한 자화활성수를 제조한 후, 상기 자화활성수에 커피 생두를 침지시킨 다음, pH 4 내지 8에서 2 내지 4시간 동안 55 내지 65℃의 온도에서 커피 생두를 발아시킬 경우, 생산된 지 2 내지 3년 된 커피 생두의 발아율이 80% 이상을 나타내므로, 상기 발아 방법을 이용하여 단시간에 경제적으로 발아 커피를 생산할 수 있다.

또한, 본 발명은 본 발명의 방법에 의하여 제조된 발아 커피를 제공한다.

상기 발아 커피는 커피 생두의 싹이 0.1 내지 2 mm로 발아된 것이 바람직하고, 1 내지 2 mm로 발아된 것이 보다 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 이때, 커피 생두의 싹이 0.1 mm 이하인 경우, 발아과정 중 발아 커피에서 발생하는 성분의 변화가 발생하지 않아 발아 커피의 특성이 나타나지 않고, 커피 생두의 싹이 2 mm 이상인 경우에는 발아 커피의 특성이 상실하므로 커피 생두의 싹은 0.1 내지 2 mm로 발아시키는 것이 바람직하고, 1 내지 2 mm로 발아시키는 것이 보다 바람직하다.

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명의 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1> 커피 생두 신속 발아 장치의 제조

커피 생두의 수분, 온도, 항온 유지시간을 최적 상태로 유지시켜 커피 생두의 발아시간 단축 및 발아율을 유의적으로 높일 수 있는 장치를 제조하였다.

구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 커피 생두 발아 장치(100)는 발아 수조(110), 제1 자화활성수 공급부(120), 제2 자화활성수 공급부(130) 및 원적외선 히터부(150)를 포함한다. 상기 발아 수조(110)는 상부면이 개구된 원통형 또는 정육면체 형상으로 형성하였으며, 내측벽에 발아시킬 생두 수용함(50)을 수용할 수 있는 접이식 제1 턱(11a) 및 제2 자화활성수 공급부를 수용할 수 있는 접이식 제2 턱(11b)을 포함한다. 여기서, 발아 생두 수용함(50)의 상 하부 표면은 물은 통과할 수 있으나 발아 생두는 통과하지 않도록 망이 형성되며, 상가 발아 생두 수용함(50)의 갯수는 적재 용량에 따라 복수 개로 구성될 수 있다. 또한, 발아된 씨앗이 하중에 의하여 탈리될 수 있기에 가능한 한 얇게 적층 될 수 있도록 하였다. 상기 제1 턱(11a)의 개수는 상기 발아 수조(110) 내에 수용되는 생두 수용함(50)의 개수에 따라 변경가능할 수 있다. 상기 제2 턱(11b)의 표면에는 상기 발아 수조(110) 내에 수용된 자화활성수를 배출시킬 수 있는 홀(11)이 형성된다. 또한, 상기 발아 수조(110) 하단 측벽에는 배출 밸브(V5)와 연결된 배출구가 구비되어 상기 발아 수조 세척시 또는 발아 생두 수용함(50)을 추출시에 상기 발아 수조의 내에 있는 자화활성수를 배출시킬 수 있다. 상기 제1 자화활성수 공급부(120)는 상기 발아 수조(110) 상부와 연결된 급수관을 통해 공급되는 수돗물 또는 지하수를 자화활성수로 가변시켜 상기 발아 수조 내에 자화활성수를 공급한다.

보다 구체적으로, 상기 제1 자화활성수 공급부(120)는 두 개의 밸브(V1, V2)와 연결된 공급관과 연결되며, 상기 공급관은 수돗물 또는 지하수를 공급하는 관으로써, 제1밸브(V1) 및 제2밸브(V2)의 개폐동작을 통해 상기 수돗물 또는 지하수를 선택할 수 있다(도 1).

< 실시예 2> 커피 생두의 발아 공정

상기 <실시예 1>에서 제조한 커피 생두 발아 장치를 이용하여 커피 생두의 발아 공정, 세정공정, 탈수 공정 및 건조공정을 순서대로 진행하였다.

구체적으로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 커피 생두의 발아 공정은 침지법으로서 생두가 충전된 발아 용기를 발아 수조 내에 장착한 다음 수돗물의 1차 자화 처리한 자화활성수를 수조 내로 공급하여 발아 용기가 충분히 잠길 수 있도록 수위를 조절하였다. 그런 다음, 전기히터를 가동하여 발아 적정 온도 60℃에서 4시간 정온 유지할 수 있도록 시간을 설정하였다.

세정공정은 상기 발아공정이 끝난 후 전기 히터의 작동을 멈춘 다음 발아수조 하부의 배수구를 통해 물을 배출시켰다. 그런 다음, 배수구 벨브를 잠근 후 실온의 제 1차 자화활성수를 공급하여 발아공정 시와 마찬가지로 채운 다음 다시 배수구를 통해 배출시켰으며, 3회 반복실시하여 커피에 잔존하는 이물질들을 제거하였다. 또한, 배수시 커피 생두 싹의 탈리를 방지하기 위하여, 배수 속도를 적당히 조절하면서 수행하였다.

탈수공정은 상기 세정공정이 끝난 후 발아 수조 상부로부터 에어 샤워기를 통해 공기를 발아 용기 위로부터 아래로 불어 넣어 물기를 제거하였으며, 커피 생두의 탈리를 방지하기 위하여 공기 세기를 조절하면서 커피 생두 표면에 묻어 있는 물기를 제고하였다.

건조공정은 상기 탈수공정이 끝난 후 건조기로 이송하여 수분 함량이 12%가 될 수 있도록 저온에서 송풍으로 건조를 진행하였다(도 2).

< 실험예 1> 자화활성수 제조장치의 효과 확인

상기 <실시예 1>에서 제조한 자화활성수 제조장치의 효과를 확인하기 위하여, 상압에서 본 발명에서 제조한 자화활성수 제조장치에 수돗물을 통과시킨 후, INOVA-500 Varian-NMR을 이용하여 산소-17 핵자기공명 O-17 NMR 스펙트럼을 측정하였다.

구체적으로, 측정온도는 25℃로 하였고, 선폭이 좁으면 좁을수록 물의 클러스터가 작아진다고 알려진 스펙트럼상의 높이의 반에 해당되는 선폭(half width)은 Hz 단위로 표시하였다.

그 결과, 도 3a에 나타낸 바와 같이 대조군으로 수돗물의 O-17 NMR 스펙트럼의 반가치 선폭은 140.62임을 확인하였고, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 수돗물을 본 발명의 자화활성수 제조장치에 통과시킨 물의 O-17 NMR 스펙트럼의 반가치 선폭은 101.69로서 대조군과 비교하여 38.53 만큼 감소하여 본 발명의 자화활성수 제조장치에 통과시킨 물의 클러스터가 작아짐을 확인하였다. 또한, 도 3c에 나타낸 바와 같이, 먹는 샘물을 본 장치에 통과시킨 후의 O-17 NMR 스펙트럼의 반가치 선폭은 94.99로 나타나 수돗물에 비하여 45.63 감소한 것을 확인하였다(도 3).

< 실험예 2> 자화활성수의 세척력 확인

수돗물을 상기 <실시예 1>에서 제조한 자화활성수 제조장치에 1회 통과시킨 다음, 상기 통과된 물을 대상으로 하여 세제량의 변화에 따른 세척력을 KATRI 세탁,세정기수연구센터(서울)에 의뢰하여 확인하였다.

구체적으로, 세탁처리 조건으로 사용기기는 와류식 세탁기(SEW-PK102NL), 수위는 중수위(60L), 세탁 코스는 표준 코스, 표부하는 6.0kg(KS C 9608-2003 부속서 1-시트), 세탁 온도는(20℃±2)℃, 오염표로서는 습식 인공 오염표(JIS(9606), soiled cotton / oleic acid, carbon black, etc), 시험 방법은 세탁 처리 전후의 오염표의 방사율을 측정한 후, 하기 계산식에 의해 세척력을 평가하였다.

세척력 평가(백도) = 100 - √[(100-L)² + a² + b²]; 및

세척력(%) = (세탁 후 백도 - 세탁 전 백도) / (원포 백도 - 세탁 전 백도) X 100.

그 결과, 표 1 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 세제 60g을 투입한 시료 1의 세척력을 100으로 하였을 때 투입 세제량을 1/2, 1/4씩 줄이거나 전혀 투입하지 않고 세탁해도 그 상대적 세척력은 94.9%, 72.3%, 55.6%로 각각 나타난다. 세제를 표준량보다 반으로 줄여 사용해도 약 5%의 세척력 감소 결과를 확인하였다. 따라서, 자화활성수의 세척력이 일반 수돗물보다 높음을 확인하였고, 이 결과는 커피 생두의 발아 공정 후 세정 공정에서 자화활성수를 이용하여 효과적으로 이물질을 제거할 수 있음을 확인하였다(표 1 및 도 4).

조건(시료)	세제 투입량(g)	백도		세척력(%)	상대 세척력(%)
		전	후
1	60	66.0	77.3	47.3	100
2	30	66.0	76.8	44.9	94.9
3	15	66.0	74.3	34.2	72.3
4	0	66.0	72.2	26.3	55.6
5	60	66.0	77.3	47.1	100

- 상대 세척력: 시료 1의 세척력을 100으로 기준으로 해 환산;

- 시료 1~4: 자화활성수 제조장치를 1회 통과한 수돗물; 및

- 시료 5: 수돗물.

< 실험예 3> 커피 생두의 발아율 확인

상기 <실시예 1>에서 제조한 커피 생두 발아장치를 이용하여 커피 생두의 발아율을 확인하였다.

구체적으로, 커피 생두는 아라비카 중에서 케냐산 케냐(kenya) AA를 대상으로 발아 온도 및 시간에 따른 발아율을 확인하였다. 케냐 AA는 수입품으로서 언제 생산되어 몇 년 묵은 생두인지 그 정보가 없어 정확한 것은 알 수 없으나 적어도 생산 된지 2~3년은 경과한 것으로 추정하였다. 상기 <실시예 1>에서 제조한 장치의 발아 수조를 최소화하여 즉, 수조 내 자화활성수 제조기를 1개 사용할 수 있는 규모이고 물은 수돗물을 활성화한 것이다. 1회 실험에 생두 100개씩을 사용하여 발아 속도 및 발아율을 측정하였다. 발아 시간 측정은 일정한 온도에 도달한 시점을 기준으로 계산하였다.

그 결과, 표 2 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 발아 수조 온도가 상승함에 따라 발아율도 증가함을 확인하였다. 50℃ 이하에서는 발아가 완만히 진행되었고 그 이후부터 발아 속도가 빨라져 55℃에서는 4시간에 53%, 60℃에서는 2시간에 50%의 발아율을 나타내었다. 또한, 65℃ 이상에서는 2시간에 56% 및 4시간에 82%의 발아율이 나타났다. 따라서, 발아 최적 조건은 온도는 60℃, 시간은 4시간으로서 지금까지 공개된 특허 문헌의 결과와 비교하여 단시간에 효과적인 발아율을 나타내는 것을 확인하였다(표 2 및 도 5).

실험 번호	발아 수조 온도(℃)	발아율(%)
		2시간	4시간
1	40	0	20
2	45	0.5	25
3	50	0.5	30
4	55	33	53
5	60	50	80
6	65	56	82

< 실험예 4> 물의 종류에 따른 커피 생두의 발아율 확인

물의 종류에 따른 커피 생두의 발아율을 측정하기 위하여, 상기 <실험예 3>에서 확인한 최적조건(60℃, 4시간)에 상기 <실시예 1>에서 제조한 장치를 이용하여 수돗물, 증류수 및 지하음용수(지하대수 암반층 물)를 각각 자화 처리한 후, 상기 <실험예 3>과 동일한 방법으로 발아율을 측정하였다.

그 결과, 표 3에 나타낸 바와 같이, 상기 <실험예 3>에서 확인한 발아 최적조건에서 수돗물, 증류수 및 지하음용수는 4시간 동안 60℃의 온도에서 유지시킨 결과, 각각 발아율이 80%, 79% 및 83%로 모두 유의적인 발아율을 나타내는 것을 확인하였다(표 3).

발아 수조의 물	발아율(%)
	2시간	4시간
수돗물	50	80
증류수	51	79
지하음용수	49	83

< 실험예 5> 자화활성수의 pH 에 따른 커피 생두의 발아율 확인

자화활성수의 pH에 따른 커피 생두의 발아율을 측정하기 위하여, 상기 <실험예 3>과 동일한 조건으로 자화처리된 수돗물의 pH를 산 또는 알카리성 시약으로 조정한 다음 4시간 동안 60℃에서 정온 유지한 후 발아율을 측정하였다.

그 결과, 표 4에 나타낸 바와 같이 pH 7.40 부근에서 발아율 80%로 가장 높게 나타났으며, pH 4 내지 6 영역에서는 약 70% 정도로 2번째로 높게 나타났다. 따라서, 커피생두 발아의 적정 pH는 약알카리성 및 약 산성 영역인 것을 확인하였다(표 4).

pH	발아율(%)
	2시간	4시간
10.45	20	60
8.10	16	54
7.45	50	80
7.00	26	58
6.25	24	70
5.01	18	72
4.02	20	72
3.13	40	78

11: 홀 11a: 접이식 제1 턱
11b: 접이식 제2 턱 12: 공급관
13: 배출관 14: 공압관
25: 활성탄 여과부 31: 수용 턱
32: 차단 망 50: 커피 생두 수용함
60: 공기 분사기 110: 발아 수조 120: 제1 자화활성수 공급부 130: 제2 자화활성수 공급부
140: 공압 모터 150: 원적외선 히터부
V1, V2, V3, V4, V5 : 밸브

Claims (14)

1) 물을 자화 처리시켜 자화활성수(magnetized water)를 제조하는 단계;
2) 단계 1)의 자화활성수로 커피 생두를 침지시킨 후 1차 세정한 다음 발아수조로 옮겨 40 내지 70℃에서 2 내지 5시간 발아시키는 단계; 및
3) 발아된 커피 생두를 세정 후, 탈수시키는 단계를 포함하는 커피 생두의 발아 방법.

제 1항에 있어서, 단계 1)의 물은 수돗물, 증류수 및 지하음용수로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 커피 생두의 발아 방법.

제 1항에 있어서, 단계 1)의 자화 처리는 자석 및 세라믹볼로 구성된 용기에 물을 통과시키는 것을 특징으로 하는 커피 생두의 발아 방법.

제 3항에 있어서, 자화 처리는 2회 처리하는 것을 특징으로 하는 커피 생두의 발아 방법.

제 3항에 있어서, 세라믹볼은 인공세라믹, 천연 전기석, 맥반석 및 흑요석으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 커피 생두의 발아 방법.

제 1항에 있어서, 단계 1)의 커피 생두는 아라비카종(arabica), 로부스타종(robusta) 또는 리베리카종(liberica)인 것을 특징으로 하는 커피 생두의 발아 방법.

제 1항에 있어서, 자화활성수는 pH 4 내지 8인 것을 특징으로 하는 커피 생두의 발아 방법.

제 1항에 있어서, 단계 2)의 온도는 58 내지 63℃인 것을 특징으로 하는 커피 생두의 발아 방법.

제 1항에 있어서, 단계 2)의 시간은 3 내지 4시간인 것을 특징으로 하는 커피 생두의 발아 방법.

제 1항에 있어서, 단계 3)의 세정은 자화활성수를 이용하여 세정하는 것을 특징으로 하는 커피 생두의 발아 방법.

제 1항에 있어서, 탈수된 커피 생두를 건조시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 커피 생두의 발아 방법.

제 11항에 있어서, 상기 건조는 커피 생두를 수분함량이 10 내지 15%로 건조시키는 것을 특징으로 하는 커피 생두의 발아 방법.

제 1항의 방법에 의하여 제조된 발아 커피.

제 13항에 있어서, 발아 커피는 싹이 커피 생두의 싹이 1 내지 2 mm로 발아된 것을 특징으로 하는 발아 커피.

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