KR20170103384A - 락토바실러스 플란타룸 srcm 1000320 균주를 이용한 발효 커피의 제조방법 - Google Patents

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fermentation
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조성호
정도연
신명님
정용섭
이남근
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재단법인 발효미생물산업진흥원
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Abstract

본 발명은 (a) 생두에 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주를 접종하는 단계; (b) 상기 (a)단계의 균주를 접종한 생두를 발효하는 단계; 및 (c) 상기 (b)단계의 발효한 생두를 로스팅하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 발효 커피의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 발효 커피에 관한 것이다.

Description

락토바실러스 플란타룸 SRCM 1000320 균주를 이용한 발효 커피의 제조방법{Method for producing fermented coffee using Lactobacillus plantarum SRCM 1000320 strain}
본 발명은 (a) 생두에 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주를 접종하는 단계; (b) 상기 (a)단계의 균주를 접종한 생두를 발효하는 단계; 및 (c) 상기 (b)단계의 발효한 생두를 로스팅하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 발효 커피의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 발효 커피에 관한 것이다.
커피는 꼭두서니과(Rubiaceae) 코페아속(Coffee)에 속하며, 상업적으로 재배하는 품종은 크게 아라비카(Arabica)와 로부스타(Robusta - canephora), 그리고 리베리카(Liberica) 3가지 품종으로 나뉜다. 커피는 쓴맛, 떫은맛, 신맛, 단맛 등이 조화되어 만들어지는 대표적인 음료로서 전 세계적으로 가장 널리 음용되고 있는 기호식품으로 우리나라에서도 커피전문점 확산과 자가소비 증가 등 커피시장이 지속적으로 성장하고 있다.
커피에는 다른 식품에 비해 폴리페놀 등의 항산화 성분 함량이 높아 세포 손상을 유발하는 자유라디칼 소거능이 높다고 알려져 있으며, 최근에는 신경세포 보호 효과를 갖는 친유성 항산화 물질(lipophilic antioxidant)과 클로로겐산 등이 커피 생두보다 로스팅한 원두커피에 높은 함량을 나타낸다는 결과도 보고되고 있다. 또한, 커피는 알츠하이머, 파킨슨병, 제2형 당뇨병, 콜레스테롤, 심장 질환 및 간경변 등에도 우수한 보호효과를 갖는 것으로 알려지면서 기호식품을 넘어서 커피의 약리적인 효과에도 많은 연구가 이루어지고 있는 추세이다.
에티오피아 예가체프(Ethiopia Yirgacheffe)는 에티오피아 남부 시다모 현안의 예가체프 지역 고지대에서 재배하는 커피이다. 에티오피아 커피 중 가장 세련된 커피라고 평가되고 있어 '커피의 귀부인'이라고 칭호를 받는다. 수확은 주로 10~3월 경이고, 생두는 중간 정도 크기로 노란빛을 띠는 황색이다. 예가체프의 향기는 제대로 맡아본 사람이 아니면 도저히 상상만으로 떠올릴 수 없을 정도로, 향 때문에 유명해진 커피이다. 예가체프는 부드러우면서 짙은 꽃향기, 목넘김 이후에 남는 아련한 향, 부드러운 바디, 달콤한 신맛 등이 조화를 이루어 예가체프를 최고의 커피라 부르는 이유가 많다.
한국공개특허 제2015-0114253호에는 천연식물 추출액이 함유된 발효 커피의 제조방법이 개시되어 있고, 한국등록특허 제1298557호에는 식물성 유산균을 이용한 카페인이 저감된 발효 커피의 제조방법이 개시되어 있으나, 본 발명의 락토바실러스 플란타룸 SRCM 1000320 균주를 이용한 발효 커피의 제조방법과는 상이하다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 커피 특유의 쓴맛은 저감시키면서 기능성 및 풍미가 증진되도록 발효 균주 선정, 발효 및 로스팅 조건 등을 최적화하여 발효 커피를 제조함으로써, 발효취가 나지 않으면서 향미와 기호도가 우수할 뿐만 아니라, 기능성 성분 및 항산화 활성이 증진된 발효 커피의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 (a) 생두에 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주를 접종하는 단계; (b) 상기 (a)단계의 균주를 접종한 생두를 발효하는 단계; 및 (c) 상기 (b)단계의 발효한 생두를 로스팅하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 발효 커피의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 발효 커피를 제공한다.
본 발명의 특정 발효 균주 선정, 발효 조건 및 로스팅 조건 등을 최적화하여 제조한 발효 커피는 클로로겐산 함량이 높을 뿐만 아니라 항산화 활성이 증진되고, 맛, 향 및 기호도가 우수하여 소비자들이 더욱 선호하는 발효 커피를 제공할 수 있다.
도 1은 균주 접종 농도에 따른 발효 생두에 함유된 생리활성 물질을 비교한 그래프이다.
도 2는 발효 온도에 따른 발효 생두에 함유된 생리활성 물질을 비교한 그래프이다.
도 3은 발효 시간에 따른 발효 생두에 함유된 생리활성 물질을 비교한 그래프이다.
도 4는 로스팅 조건에 따른 발효 커피의 관능평가한 결과이다.
도 5는 발효 전과 후의 원두의 생리활성 물질 변화를 비교한 그래프이다.
YEC: 예가체프 발효 전, YEF: 예가체프 발효 후
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
(a) 생두에 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주를 접종하는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 균주를 접종한 생두를 발효하는 단계; 및
(c) 상기 (b)단계의 발효한 생두를 로스팅하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 발효 커피의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 발효 커피의 제조방법에서, 상기 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) SRCM 1000320 균주로, 한국미생물보존센터에 2014년 5월 22일자로 기탁하였다(기탁번호: KCCM11540P).
또한, 본 발명의 발효 커피의 제조방법에서, 상기 생두는 에티오피아 예가체프(Ethiopia Yirgacheffe) 생두일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명의 발효 커피의 제조방법에서, 상기 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주는 생두 중량 대비 1.5~3%, 바람직하게는 2% 접종할 수 있다. 상기와 같은 조건으로 균주를 접종하여 발효 커피를 제조하는 것이 발효 커피의 클로로겐산(chlorogenic acid) 함량이 높고 기호도를 증진시킬 수 있었다.
또한, 본 발명의 발효 커피의 제조방법에서, 상기 (b)단계의 발효는 바람직하게는 30~39℃에서 8~16시간, 더욱 바람직하게는 32~37℃에서 10~14시간 동안 발효할 수 있으며, 더 더욱 바람직하게는 32~37℃에서 12시간 동안 발효할 수 있다. 상기와 같은 조건으로 발효하는 것이 발효취는 저감되고, 클로로겐산(chlorogenic acid) 함량이 더욱 증진된 발효 커피로 제조할 수 있었다.
또한, 본 발명의 발효 커피의 제조방법에서, 상기 (c)단계의 로스팅은 바람직하게는 중배전으로 로스팅할 수 있는데, 상기 중배전은 200~240℃에서 10~14분 동안 로스팅할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 220℃에서 12분 동안 로스팅할 수 있다. 상기와 같은 조건으로 로스팅하여 제조된 발효 커피는 커피의 향미, 바디감, 후미 및 전체적인 기호도에서 높은 선호도를 나타내었다
본 발명의 발효 커피의 제조방법은 보다 구체적으로는
(a) 생두에 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) SRCM 1000320 균주(기탁번호: KCCM11540P)를 생두 중량 대비 1.5~3% 접종하는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 균주를 접종한 생두를 32~37℃에서 10~14시간 동안 발효하는 단계; 및
(c) 상기 (b)단계의 발효한 생두를 중배전으로 로스팅하는 단계를 포함할 수 있으며,
더욱 구체적으로는
(a) 생두에 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) SRCM 1000320 균주(기탁번호: KCCM11540P)를 생두 중량 대비 2% 접종하는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 균주를 접종한 생두를 32~37℃에서 12시간 동안 발효하는 단계; 및
(c) 상기 (b)단계의 발효한 생두를 중배전으로 로스팅하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 방법으로 제조된 발효 커피를 제공한다.
이하, 본 발명의 실시예를 들어 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실험방법
1. 실험 재료
본 실험에 사용된 생두는 아프리카, 아시아, 중앙아메리카, 남아메리카의 대표적인 아라비카 종인 예가체프 생두(Ethiopia, ET-Yirgacheffe G2 washed), 만델링 생두(Mandheling Sarlmakmur), 과테말라 생두(GT-SHB HueHue San JOSE ob), 그리고 브라질 생두(NY2 Screen17/18 M-Y TYPE)를 GSC International(주)에서 구입하여 사용하였다.
2. 사용 균주
생두 발효에 사용된 미생물은 순창군 (재)발효미생물산업진흥원에서 분양받은 전통 장류 유래 미생물 78종을 사용하였다. 유산균, 효모 그리고 바실러스는 각각 MRS Agar(DifcoTM Lactobacilli MRS Agar, BD, USA), YMA(DifcoTM YM Agar, BD, USA), NB(DifcoTM Nutrient Broth, BD, USA) 플레이트에 도말(streaking)하여 배양한 후, 커피 추출액에 접종하여 유산균 및 바실러스는 37℃, 효모는 30℃의 배양기(Shaking incubator SI-2S, UNIVERSAL SCIENTIFIC CO., LTD, Taipei, Taiwan)에서 활성화시킨 후 사용하였다. 분양받은 균주 목록은 다음과 같다.
분양받은 고초균 목록
No. SRCM No. Name
1 SRCM 100001 Bacillus licheniformis
2 SRCM 100002 Bacillus licheniformis
3 SRCM 100004 Bacillus licheniformis
4 SRCM 100013 Bacillus licheniformis
5 SRCM 100033 Bacillus licheniformis
6 SRCM 100088 Bacillus licheniformis
7 SRCM 100092 Bacillus licheniformis
8 SRCM 100094 Bacillus licheniformis
9 SRCM 100096 Bacillus licheniformis
10 SRCM 100100 Bacillus licheniformis
11 SRCM 100105 Bacillus licheniformis
12 SRCM 100138 Bacillus licheniformis
13 SRCM 100140 Bacillus licheniformis
14 SRCM 100145 Bacillus licheniformis
15 SRCM 100151 Bacillus licheniformis
16 SRCM 100156 Bacillus licheniformis
17 SRCM 100157 Bacillus licheniformis
18 SRCM 100164 Bacillus licheniformis
19 SRCM 100166 Bacillus subtilis
20 SRCM 100167 Bacillus licheniformis
21 SRCM 100172 Bacillus licheniformis
22 SRCM 100175 Bacillus licheniformis
23 SRCM 100343 Bacillus licheniformis
분양받은 유산균 목록
No. SRCM No. Name
1 SRCM 100177 Weissella cibaria
2 SRCM 100178 Weissella cibaria
3 SRCM 100187 Weissella confusa
4 SRCM 100191 Weissella sp .
5 SRCM 100192 Weissella confusa
6 SRCM 100195 Leuconostoc mesenteroides
7 SRCM 100196 Weissella confusa
8 SRCM 100308 Pediococcus pentosacues
9 SRCM 100315 Lactobacillus brevis
10 SRCM 100318 Lactobacillus brevis
11 SRCM 1000320 Lactobacillus plantarum
12 SRCM 100434 Lactobacillus rhamnosus
13 SRCM 100436 Lactobacillus plantarum
14 SRCM 100444 Pediococcus pentosacues
15 SRCM 100467 Lactobacillus arizonensis
16 SRCM 100473 Weissella Kimchii
17 SRCM 100474 Leuconostoc paraplantarum
18 SRCM 100475 Lactobacillus paraplantarum
19 SRCM 100478 Leuconostoc citreum
20 SRCM 100479 Enterococcus feacium
21 SRCM 100483 Lactobacillus paraplantarum
22 SRCM 100484 Lactobacillus pentosus
23 SRCM 100486 Enterococcus feacium
24 SRCM 100490 Enterococcus feacium
분양받은 효모 목록
No. SRCM No. Name
1 SRCM 100288 Pichia farinosa
2 SRCM 100289 Zygosaccharomyces rouxii
3 SRCM 100290 Rhodotorula mucilaginosa
4 SRCM 100291 Rhodotorula mucilaginosa
5 SRCM 100293 Zygosaccharomyces rouxii
6 SRCM 100294 Zygosaccharomyces rouxii
7 SRCM 100295 Zygosaccharomyces rouxii
8 SRCM 100296 Wickerhamomyces subpelliculosa
9 SRCM 100297 Pichia farinosa
10 SRCM 100298 Pichia farinosa
11 SRCM 100299 Pichia kudriavzevii
12 SRCM 100300 Wickerhamomyces subpelliculosa
13 SRCM 100301 Pichia sorbitophila
14 SRCM 100302 Pichia sorbitophila
15 SRCM 100303 Pichia sorbitophila
16 SRCM 100304 Pichia farinosa
17 SRCM 100305 Zygosaccharomyces rouxii
18 SRCM 100306 Zygosaccharomyces rouxii
19 SRCM 100307 Wickerhamomyces anomalus
20 SRCM 100349 Pichia guilliermondii
21 SRCM 100352 Debaryomyces hansenii
22 SRCM 100357 Rhodotorula mucilaginosa
23 SRCM 100402 Pichia anomala
24 SRCM 100403 Wickerhamomyces anomalus
25 SRCM 100406 Pichia kudriavzevii
26 SRCM 100408 Saccharomyces cerevisiae
27 SRCM 100411 Wickerhamomyces anomalus
28 SRCM 100413 Rhodotorula mucilaginosa
29 SRCM 100415 Issatchenkia orientalls
30 SRCM 100417 Issatchenkia terricola
31 SRCM 100422 Pichia burtonii
3. 발효 균주 선별
가. 1차 선별
4종의 생두 추출물에 활성화시킨 전통 장류 유래의 균주 78종(고초균, 유산균, 효모)을 2%(v/w) 접종하여 고초균은 37℃에서 12시간 배양하였고, 유산균은 37℃에서 24시간 배양하였다. 그리고 효모는 30℃, 100 rpm에서 24시간 배양한 후 각각의 흡광도 값을 측정하여 생장 정도를 확인하였다.
나. 2차 선별
1차 선별을 통해 선택된 균주들을 생두에 각각 2% 접종하여 1차 선별시 사용되었던 발효 조건과 동일하게 배양한 후, 점질물 생성 유무와 발효취 정도를 확인하여 선별하였다. 고초균, 유산균 그리고 효모를 각각 3종씩 총 9종의 균주를 선별하였다.
다. 3차 선별
2차 선별 균주를 이용하여 발효시킨 생두를 로스팅하여 분쇄한 후, 핸드드립 방식으로 추출하여 관능평가를 실시하였다. 전체적인 기호도가 가장 우수한 생두를 발효시키는데 사용된 균주를 선별하였으며, 생두당 3종의 균주를 선별하였다.
라. 4차 선별
3차 선별 과정을 통해 선택된 균주를 이용하여 생두를 발효시킨 후, 3차 선별시 사용되었던 방법으로 추출 및 관능평가를 진행하였다. 전체적인 기호도가 가장 높은 생두의 발효 균주를 선별하였다.
4. 발효 조건 선정
원두 발효의 최종 균주로 선정된 균주를 생두에 각각 1%(1×107 CFU/g), 2%(2×107 CFU/g), 4%(4×107 CFU/g) 접종하여 32, 37, 42℃의 인큐베이터에서 12, 24, 48, 72시간 배양하였다. 발효가 끝난 생두는 분쇄하여 90℃에서 2시간 동안 열수 추출한 후 감압 여과하여 상징액을 분리하였다. 발효 상징액은 생리 활성물질 분석에 사용하였다.
5. 로스팅 조건 선정
최종 선택된 발효 균주로 발효시킨 원두 500 g을 220℃의 반열풍식 로스터기(태환 프로스타)에 투입하여 약배전(1차 crack 종료, medium 단계), 중배전(2차 crack 직전, city 단계), 그리고 강배전(2차 crack 종료, italian 단계)으로 로스팅 하였다.
6. 발효 커피 추출 조건
에스프레소 커피는 10 g의 발효 원두를 0.25 mm의 입자로 분쇄한 후, 추출기(reneka viva S)로 9기압, 약 90℃에서 25초간 30 mL를 추출하였다. 더치 커피는 0.5 mm의 입자로 분쇄한 발효 원두(100 g)를 추출기(moica K 150 water drip)로 실온에서 8~12시간 동안 약 1 L를 추출하였다.
7. 생리 활성 물질 변화
가. 카페인, 클로로겐산, 카페산의 HPLC 동시분석
열수 추출한 발효 커피는 시린지 필터(syringe filter)로 여과하여 HPLC 분석 시료로 사용하였다. C18 컬럼(YMC-Triart C18, 4.6×250 mm)이 장착된 PDA(photodiode array) 시스템의 HPLC를 이용하였으며, 이동상은 1% 아세트산을 함유한 물과 아세토나이트릴을 각각 A, B 용매로 하여 B 용매의 농도를 초기 8%에서 40분 동안 27%로 증가시키고, 이어 7분 동안 100%로 증가시키는 농도구배 방식으로 분석하였다. 용매의 유속은 1 mL/분, 검출기의 파장은 280 nm, 컬럼 오븐은 30℃를 유지하면서 분석하였다.
나. DPPH 자유 라디칼 소거능 분석
커피시료 항산화 활성을 DPPH 자유 라디칼 소거능 측정법을 사용하여 확인하였다. 먼저 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)를 에탄올에 용해하여 0.1 mM DPPH 용액으로 준비하고, 최종적으로 1/1000이 되게 희석한 커피시료를 각각 0.1 mM DPPH 용액과 1:1로 섞어 96-웰 플레이트에 처리하였다. 시료와 DPPH 용액의 혼합물을 37℃에서 30분 동안 반응시킨 다음, 517 nm에서 흡광도를 측정하고 아래 식을 활용하여 DPPH 자유 라디칼 소거능을 산출하였다.
DPPH 자유 라디칼 소거능(%) = 1-(A-B/C) × 100
A: 시료와 DPPH를 반응시킨 후 흡광도
B: 시료와 에탄올을 반응시킨 후 흡광도
C: 에탄올과 DPPH를 반응시킨 후 흡광도(blank)
다. 휘발성 향기 성분 분석
추출된 발효 원두커피의 휘발성 향기성분은 GC/MS(5975, Agilent, USA)를 이용하여 분석하였다. 커피들을 각각 20 mL의 유리 바이알(glass vial)에 정확히 2 mL씩 취하여, 85 ㎛ CarboxenTM/PDMS StableFlexTM으로 코팅된 SPME fiber를 바이알에 삽입하여 70℃에서 30분간 휘발성 향기 성분을 흡착시켰다. Fiber는 GC/MS의 주입기에 삽입하여 250℃에서 1분간 향기성분들을 탈착시킨 후 주입되었다. 주입된 휘발성 향기 성분 분석에 사용된 컬럼은 DB-1(30 m × 0.25 mm, 0.25 ㎛)이었으며, 시료 주입 방식은 splitless mode를 사용하였다. 주입 온도는 250℃, 이온원(ion source)의 온도는 230℃로 하였다. 오븐 내의 온도 조건은 초기온도 35℃에서 5분간 머무른 다음 분당 4℃씩 승온시켜 300℃에서 2분간 유지하도록 설정하였다. 운반 기체(Carrier gas)는 헬륨을 사용하였으며, 이온 전압(ion voltage)은 70 ev였으며, 유속은 분당 1 mL로 하였다. 표준물질과 비교 동정(일치율 60% 이상)에 사용된 라이브러리(library)는 Nist library(Wiley)였다.
실시예 1: 1차 균주 선별
4종의 생두 추출물에 표 1 내지 3의 전통장류 유래의 고초균, 유산균 그리고 효모를 각각 접종(2% v/w)하여 배양한 후 시간별(12, 24, 48시간) 흡광도를 측정하여 성장이 잘되는 균주를 10종씩 선별하였다.
그 결과, 고초균은 바실러스 리케니포미스(B. licheniformis) 10종(SRCM 100001, 100002, 100013, 100033, 100138, 100140, 100156, 100157, 100164, 100166), 유산균은 웨이셀라 시바리아(W. cibaria) 1종(SRCM 100178), 웨이셀라 콘푸사(W. confusa) 3종(SRCM 100191, 100192, 100196), 류코노스톡 메센테로이데스(L. mesenteroides) 1종(SRCM 100195), 페디오코커스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus) 1종(SRCM 100308), 락토바실러스 플란타룸(L. plantarum) 1종(SRCM 1000320), 그리고 엔테로코커스 패시움(Enterococcus feacium) 3종(SRCM 100479, 100486, 100490)이었고, 효모는 피치아 파리노사(P. farinosa) 2종(SRCM 100297, 100304), 위커하모마이세스 서브펠리쿨로사(W. subpelliculosa) 1종(SRCM 100300), 위커하모마이세스 아노말루스(W. anomalus) 1종(SRCM 100307), 피치아 귈리어몬디(P. guilliermondii) 1종(SRCM 100349), 피치아 아노말라(P. anomala) 1종(SRCM 100402), 피치아 쿠드리아브제비(P. kudriavzevii) 1종(SRCM 100406), 사카로마이세스 세레비지애(S. cerevisiae) 1종(SRCM 100408), 이사첸키아 오리엔탈리스(I. orientalis) 1종(SRCM 100415), 이사첸키아 테리콜라(I. terricola) 1종(SRCM 100417)이 선별되었다.
실시예 2: 2차 균주 선별
1차로 선별된 균주들을 대상으로, 예가체프의 생두에 접종 및 배양하여 발효 생두의 점질물 생성 유무와 발효취에 대한 기호도를 5점 척도법으로 확인하였다. 선별 기준은 점질물이 적고, 발효취에 대한 기호도가 높은 균주를 2차 균주로 선별하였다(표 4). 선별된 균주는 표 5와 같으며 균주를 고초균, 유산균 및 효모 각각 3종씩 선별하였다.
발효 예가체프 생두의 발효취 및 점질물 생성
균주 종류 발효취 점질물 생성




고초균		 SRCM 100001 3.40 ○
SRCM 100002 1.80
SRCM 100013 2.00 ○
SRCM 100033 2.80
SRCM 100138 2.80
SRCM 100140 2.80 ○
SRCM 100156 3.20
SRCM 100157 2.40
SRCM 100164 2.60 ○
SRCM 100166 3.80 ○




유산균		 SRCM 100178 2.75 ○
SRCM 100191 3.25 ○
SRCM 100192 3.75
SRCM 100196 2.60 ○
SRCM 100195 3.40 ○
SRCM 100308 3.25
SRCM 1000320 3.50
SRCM 100479 2.80 ○
SRCM 100486 2.80 ○
SRCM 100490 3.00 ○




효모		 SRCM 100297 1.66 ○
SRCM 100304 4.00
SRCM 100300 1.25
SRCM 100307 2.75
SRCM 100349 2.75 ○
SRCM 100402 2.33
SRCM 100406 2.75 ○
SRCM 100408 3.50
SRCM 100415 2.50 ○
SRCM 100417 3.75
예가체프 생두 발효 2차 선별 균주
고초균 유산균 효모
예가체프 B. licheniformis 100033 W. confusa 100192 P. farinosa 100304
100138 P. pentosaceus 100308 S. cerevisiae 100408
100156 L. plantarum 1000320 I. terricola 100417
실시예 3: 3차 균주 선별
2차 선별을 통해 선택된 균주들을 예가체프 생두에 접종시켜 발효시킨 후 발효 생두는 흐르는 물에 씻어 40℃의 열풍건조기에 18시간 동안 건조(수분함량: 약 12% 내외)하였다. 건조된 발효 생두는 로스팅(투입온도 220℃, 중배전, 반열풍식로스터기)한 후 분쇄하고 핸드드립 방식으로 추출하여 관능평가를 실시하였다. 선정 기준은 전반적인 기호도(overall)의 우수성이었으며, 고초균 1종, 유산균 1종 및 효모 1종의 총 3종을 선별하였다.
2차로 선별된 균주를 이용하여 발효된 예가체프 원두커피의 관능평가 결과(표 6 내지 8), 바실러스 리케니포미스(B. licheniformis) 균주(SRCM 100138), 락토바실러스 플란타룸(L. plantarum) 균주(SRCM 1000320), 그리고 이사첸키아 테리콜라(I. terricola) 균주(SRCM 100417)로 발효시킨 예가체프 원두커피가 전반적인 기호도 측면에서 가장 우수하여 3차 균주로 선별하였다.
고초균으로 발효된 예가체프 원두 커피의 관능평가
항목 control1) B. licheniformis
(SRCM 100033)		 B. licheniformis
(SRCM 100138) 		B. licheniformis
(SRCM 100156)
단맛 1.38 1.50 1.75 1.63
신맛 2.13 2.25 2.00 1.75
쓴맛 2.75 2.75 2.50 2.38
풍미 2.88 2.88 3.25 3.13
바디감 1.75 1.75 2.13 1.75
뒷맛 2.13 2.00 3.00 2.38
전반적인 기호도 2.25 2.63 3.75 2.63
1) 무발효 예가체프 원두 커피
유산균으로 발효된 예가체프 원두 커피의 관능평가
항목 control1) W. confusa
(SRCM 100192)		 P. pentosaceus
(SRCM 100308)		 L. plantarum (SRCM 1000320)
단맛 2.56 1.89 1.89 1.89
신맛 2.89 2.94 2.67 3.00
쓴맛 2.78 2.56 2.89 2.89
풍미 4.00 2.44 2.44 3.00
바디감 2.00 2.44 2.89 2.67
뒷맛 3.22 2.28 2.56 2.22
전반적인 기호도 3.11 2.33 2.89 3.11
1) 무발효 예가체프 원두 커피
효모로 발효된 예가체프 원두 커피의 관능평가
항목 control1) P. farinosa
(SRCM 100304)		 S. cerevisiae
(SRCM 100408)		 I. terricola
(SRCM 100417)
단맛 0.87 1.14 1.43 1.29
신맛 1.81 2.58 1.86 2.57
쓴맛 2.76 2.29 2.71 2.43
풍미 2.41 3.29 3.57 3.14
바디감 2.09 2.57 2.43 2.29
뒷맛 2.18 2.71 1.86 2.71
전반적인 기호도 2.43 2.29 2.14 3.14
1) 무발효 예가체프 원두 커피
실시예 4: 균주 4차 선별
관능평가를 통해 선별된 3차 균주들을 예가체프 생두에 접종시켜 발효시킨 후 발효 생두는 흐르는 물에 씻어 40℃의 열풍건조기에 18시간 동안 건조(수분함량: 약 12% 내외)하였다. 건조된 발효 생두는 로스팅(투입온도 220℃, 중배전, 반열풍식로스터기)한 후 분쇄하고 핸드드립 방식으로 추출하여 관능평가를 실시하였다. 선정 기준은 3차 선별시와 동일하게 전반적인 기호도(overall)를 기준으로 하였으며, 그 결과는 표 9와 같다. 그 결과, 기호도가 가장 우수한 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) SCRM 1000320 균주(기탁번호: KCCM11540P)를 예가체프 원두 발효에 가장 적합한 균주로 최종 선정하였다.
3차 선별 균주로 발효된 예가체프 원두 커피의 관능평가
항목 B. licheniformis
(SRCM 100138)		 L. plantarum
( SRCM 1000320) 		I. terricola
(SRCM 100417)
단맛 1.88 2.25 2.38
신맛 2.25 2.50 1.75
쓴맛 2.75 2.50 2.38
풍미 2.50 3.13 2.63
바디감 2.25 2.38 1.88
뒷맛 2.50 3.25 3.50
전반적인 기호도 2.75 3.83 3.63
실시예 5: 발효 조건 선정
(1) 균주 접종 농도
최종적으로 선별된 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) SCRM 1000320 균주를 예가체프 생두에 1, 2, 4%(v/w) 접종하여 배양시킨 후 생리활성 물질(chlorogenic acid, caffeine, caffeic acid)의 함량을 분석한 결과는 도 1과 같다. 그 결과, 클로로겐산(chlorogenic acid)의 함량이 가장 높게 나타난 접종 농도인 2%를 커피 발효의 최종 균주 접종 농도로 결정하였다.
(2) 발효 온도 선정
락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) SCRM 1000320 균주를 예가체프 생두에 2% 접종한 후 32, 37, 42℃의 온도에서 각각 발효한 후, 함유된 생리활성 물질(chlorogenic acid, caffeine, caffeic acid)의 함량을 분석하였다. 그 결과, 32℃ 및 37℃에서 발효 시 클로로겐산(chlorogenic acid) 함량이 높게 나타나 32~37℃를 최종 발효 온도로 결정하였다(도 2).
(3) 발효 시간 선정
락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) SCRM 1000320 균주를 예가체프 생두에 2% 접종한 후 32℃에서 시간대별(12, 24, 48, 72시간)로 발효하여 함유된 생리활성 물질(chlorogenic acid, caffeine, caffeic acid)의 함량을 분석하였다. 그 결과, 12시간 발효하는 것이 가장 높은 클로로겐산(chlorogenic acid) 함량을 나타내어 12시간 발효하는 것으로 결정하였다(도 3).
실시예 6: 로스팅 조건 선정
락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) SCRM 1000320 균주를 예가체프 생두에 2% 접종한 후 32℃에서 12시간 발효한 발효 생두를 배전도별(약배전, 중배전, 강배전)로 로스팅하여 관능평가를 한 결과, 중배전으로 로스팅하였을 때 가장 우수한 전반적인 기호도(overall)를 나타내었다(도 4).
실시예 7: 생리활성 물질 분석
추출된 발효 원두의 생리 활성 물질 변화를 측정한 결과, 발효 전 예가체프 생두(YEC)에 비해 발효 후 예가체프 생두(YEF)의 클로로겐산(chlorogenic acid) 함량이 11.72% 증가하였다(도 5). 또한, DPPH 자유 라디칼 소거능의 경우도 발효 전 예가체프 생두에 비해 발효한 예가체프 생두가 약 10% 정도 DPPH 자유 라디칼 소거능이 증가한 것으로 확인되었다(표 10).
발효 전과 후 예가체프 생두의 DPPH 자유 라디칼 소거능(%)
blank 발효 전 발효 후
0 56 63
실시예 8: 휘발성 향기 성분 분석
예가체프 발효 원두커피에 함유된 휘발성 향기성분을 분석한 결과는 표 11과 같다. 예가체프 발효 원두는 에스프레소 추출 시, 발효하지 않은 커피에 비해 발효 커피가 2-푸란카르복시알데히드(2-furancarboxaldehyde), 5-메틸 푸르푸랄(5-methyl furfural), 벤조산(benzoic acid) 등의 함량이 증가하였고, 더치의 경우 발효하지 않은 원두 커피에 비해 발효 커피가 2-푸란카르복시알데히드(2-furancarboxaldehyde), 2-메틸 피리딘(2-methyl pyridine) 등의 함량이 증가하였다. 종합적으로 각 발효 원두 에스프레소 및 더치 커피별 대표적인 향기 성분 차이가 있음을 확인할 수 있었다.
예가체프 발효 원두커피의 휘발성 향기 성분
휘발성 향기 성분 RT 에스프레소 커피 더치 커피
무발효 발효원두 무발효 발효원두
Area %
methyl-benzene 5.942 - - 1.02 -
2-methyl pyrazine 6.493 0.65 - - -
2-Furancarboxaldehyde 7.742 - 5.06 4.77 8.04
Furfural 8.266 4.03 4.19 0.64 -
2-Furanmethanol 9.149 3.24 - - 0.59
Styrene 10.89 - - 1.51 -
2,6-dimethyl-Pyrazine 11.233 - - 4.66 -
1-(2-furanyl)-Ethanone 11.337 - 2.39 - 2.09
5-Methyl furfural 13.334 8.11 15.21 15.04 13.13
2-ethyl-6-methyl-Pyrazine 15.238 4.96 1.12 9.28 -
1H-Pyrrole-2-carboxaldehyde 15.45 0.69 - - 2.35
2,5-dimethyl-3-ethylfuran 16.661 - - 0.58 -
2-ethyl-1-Hexanol 17.201 - - 2.71 -
1-(1-methyl-1H-pyrrol-2-yl)-Ethanone 18.118 1.26 0.92 4.79 3.50
2-methoxy-Phenol 18.707 3.51 0.73 10.12 3.74
Furfuryl acrolen 19.376 0.86 0.82 - -
2-methyl-Pyridine 19.394 - - - 1.89
3-hydroxy-2-methyl-4H-Pyran-4-one 19.684 - - 1.27 1.23
hexamethyl-cyclotrisiloxane 19.836 - 0.71 - -
3-amino-Phenol 20.36 - - - 0.81
1-(5-methyl-2-furanyl)-1-propanone 20.371 - - 1.91 -
2(1H)-Pyridinone 20.982 0.51 0.54 - 2.76
propoxy-benzene 21.309 - - 1.08 -
1-methyl-4-nitroso-benzene 22.237 - 0.91 - -
2-methyl-phenol 22.52 0.87 1.15 0.64 -
Benzoic acid 22.831 - 3.56 0.74 -
2-hydroxy-Benzoic acid methyl ester 22.837 3.53 - - 0.81
1,2-Benzenediol 23.862 1.02 1.12 - 1.82
4-ethyl-2-methoxy-phenol 25.87 1.52 - 2.49 1.91
2-methoxy-benzenethanol 25.848 - 1.26 - -
4-Hydroxy-3-methylacetophenone 26.459 1.67 1.72 1.39 1.99
2,2-(oxybis(methylene))bis-furan 26.585 0.88 0.65 1.25 0.53
2-Methoxy-4-vinylphenol 26.923 1.06 1.03 0.82 1.58
2-(2-Furyl)-5-methylpyrazine 28.09 1.89 2.37 0.85 3.05
2-Allyl-5-nitrophenol 28.314 0.69 - - -
4-ethenyl-1,2-dimethoxy-benzene 28.603 0.89 0.83 0.79 0.56
2,5-Dihydroxy-propiophenone 28.859 1.37 1.5 0.54 2.01
Vanillin 29.181 - - - 0.64
1-Furfuryl-2-formyl pyrrole 29.82 1.06 3.01 0.63 1.86
p-nitrophenyl allenylmethyl ether 31.243 - 0.69 - -
1-Furfuryl-2-acetyl pyrrole 31.783 0.63 0.83 - -
Dodecanoic acid 35.264 0.52 0.63 - -
caffeine 41.423 2.86 2.79 - 6.28
methyl ester-hexadecanoic acid 44.483 0.99 0.61 - -
Hexadecanoic acid 45.858 10.37 12.29 - -
Octadecanoic acid 46.093 1.33 2.56 - -
한국미생물보존센터(국외) KCCM11540P 20140522

Claims (5)

  1. (a) 생두에 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주를 접종하는 단계;
    (b) 상기 (a)단계의 균주를 접종한 생두를 발효하는 단계; 및
    (c) 상기 (b)단계의 발효한 생두를 로스팅하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 발효 커피의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) SRCM 1000320 균주(기탁번호: KCCM11540P)인 것을 특징으로 하는 발효 커피의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 생두는 에티오피아 예가체프(Ethiopia Yirgacheffe)인 것을 특징으로 하는 발효 커피의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    (a) 생두에 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) SRCM 1000320 균주(기탁번호: KCCM11540P)를 생두 중량 대비 1.5~3% 접종하는 단계;
    (b) 상기 (a)단계의 균주를 접종한 생두를 30~39℃에서 8~16시간 동안 발효하는 단계; 및
    (c) 상기 (b)단계의 발효한 생두를 중배전으로 로스팅하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 발효 커피의 제조방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 발효 커피.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220114992A (ko) * 2021-02-09 2022-08-17 한국교통대학교산학협력단 신규한 락토바실러스 플란타룸 cjnu 0441 균주 및 이의 용도
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WO2024068429A1 (en) * 2022-09-27 2024-04-04 Chr. Hansen A/S Coffee fermentation using pichia kluyveri and lactiplantibacillus plantarum

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