KR20220121986A - 커피 아로마 향미 증진 및 불용성 고형분 미방출 특성을 갖는 인스턴트 원두커피의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인스턴트 커피의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 건조분말 인스턴트 커피의 편의성과 추출 원두커피의 풍부한 아로마 생성을 모두 가능하게 함과 동시에 음용시 불쾌감을 주는 분쇄원두분말 찌꺼기가 방출되지 않는 신규한 인스턴트 커피의 제조 방법에 관한 것이다. 인스턴트 커피분말과 분쇄원두분말을 혼합하여 숙성할 경우 분쇄원두분말의 함량이 30 - 50 wt%일때 분쇄원두분말의 산패가 최소화되고 건조커피분말에 아로마 흡착이 최적화되어 분말 혼합물을 물에 용해하였을때 매우 뛰어난 향미가 발생되었다. 또한 분말 혼합물을 종이, 폴리에틸렌, 폴리락틱에시드 재질의 티백에 담아 물에 신속히 용해되면서 원두분말찌꺼기가 일절 배출되지 않으며 향미가 풍부한 인스턴트 커피를 제조할 수 있었다.

Description

커피 아로마 향미 증진 및 불용성 고형분 미방출 특성을 갖는 인스턴트 원두커피의 제조방법 {Production of an instant coffee enabling enhanced coffee aroma without liberating solid powder residue}

본 발명은 인스턴트 커피의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 건조분말 인스턴트 커피의 편의성과 추출 원두커피의 풍부한 아로마 생성을 모두 가능하게 함과 동시에 음용시 불쾌감을 주는 분쇄원두분말 찌꺼기가 발생되지 않는 신규한 인스턴트 커피의 제조 방법에 관한 것이다.

인스턴트 커피는 분쇄원두분말(ground bean powder)을 뜨거운 물로 추출하여 제조된 추출 액상커피를 열건조를 통해 고형화시켜 얻은 건조커피분말(dried coffee powder)을 제품화한 데서 비롯되었다. 원두분쇄기나 추출기구가 필요없으며 물만 있으면 장소에 구애받지 않고 간편하게 커피를 만들 수 있다는 뛰어난 편이성으로 인해 대중적으로 큰 인기를 누리고 있다. 그러나 추출 액상커피와 달리 열건조 과정에서 대부분의 휘발성 아로마 성분이 제거되어 물에 용해시 커피 아로마가 거의 남아 않지 않는 단점이 있다. 추출 액상커피를 극저온에서 얼린 상태로 감압을 통해 물을 승화시키는 동결건조(lyophilization) 방식으로 건조커피분말을 제조할 경우 아로마 손실을 어느 정도 줄일 수는 있으나 추출 액상커피에 비해 여전히 커피 아로마의 강도는 비교할 수 없을 정도로 미미한 실정이다.

이러한 아로마 손실문제를 해결하고자 최근에는 건조커피분말에 분쇄원두분말을 소량 첨가하여 커피 아로마가 발생되게 하는 소위 "인스턴트 원두커피"가 제품화되어 많은 인기를 얻고 있으며 기존의 인스턴트 커피를 대체하고 있는 추세이다. 그러나 이러한 인스턴트 원두커피에 함유된 분쇄원두분말은 물에 용해되지 않기 때문에 제조된 커피 액상에 고형 분말찌꺼기가 남을 수 밖에 없으며 이는 커피 음용시 입안에 남아 불쾌한 식감을 주게 된다. 분말찌꺼기의 불쾌한 식감을 줄이고자 원두를 극저온에서 얼린 상태로 분쇄하여 미세분말 형태로 만드는 소위 "마이크로 그라인딩"공법을 적용한 인스턴트 원두커피가 대부분의 제품에 채택되기는 하나 분말찌꺼기의 불쾌한 식감을 완전히 제거하지는 못하는 실정이다. 이러한 이유로 현재 시장에 출시된 대부분의 인스턴트 원두커피 제품은 분말찌꺼기의 불쾌한 식감 문제로 인해 분쇄원두분말의 함량이 무게비로 5 - 10 % 수준으로 건조커피분말에 소량 첨가되고 있다. 이같이 소량 첨가된 분쇄원두분말로부터 충분한 커피 아로마를 발생시키기 위해 대부분의 제품에는 배전(roasting)이 매우 강하게 된 다크 로스팅 원두가 사용되기 때문에 라이트 로스팅(light roasting)나 미디엄 로스팅(medium roasting)에서 느껴지는 원두 본연의 커피 아로마를 구현하기에는 제품 형태의 구조적인 한계가 존재한다. 특허문헌 1 (공개특허 KR1020100005943 A)에서는 강하게 배전된 원두를 미분쇄하고 혼합공정에서 분쇄된 원두가 인스턴트 커피에 대해 1~10 %로 혼합되는 제조방법을 제시하였다. 특허문헌 2 (공개특허 KR1020160016445 A)에서는 커피원두분말의 배합률이 15％인 인스턴트 커피의 제조방법을 제시하였다. 특허문헌 3 (등록특허 KR101823880 B1)에서는 인스턴트 커피 과립 대 커피 생두 분말의 중량비가 100:2 내지 1OO:10인 것을 특징으로 하는 인스턴트 커피 제품의 제조방법을 제시하였다. 특허문헌 4 (등록특허 KR101462268 B1)에서는 레귤러 로스팅 미분쇄 커피의 함량이 4~30 wt%인 인스턴트 커피의 제조방법을 제시하였다.

커피에 존재하는 휘발성 화합물은 1000 여종 이상이 밝혀졌으며 그 중 커피의 아로마를 구성하는 대표적 휘발성 성분으로는 알킬 파이라진 (alkyl pyrazine), 메톡시 파이라진 (methoxy pyrazine), 퓨라논 (furanone), 2-퍼퓨릴타이올 (2-furfurylthiol) 등이 있다 (참고문헌 1). 이 중 2-퍼퓨릴타이올은 커피향을 특정짓는 가장 중요한 화합물 중 하나로 알려져 있다 (참고문헌 2). 위에 언급된 커피의 휘발성 아로마 성분들은 대부분 친수성이며 aldehyde, thiol, double bond 등 화학반응에 잘 참여하는 functional group들을 가지고 있다. 이러한 functional group들은 산소에 의한 산화에 취약하며 따라서 공기에 노출시에 산패에 의해 커피의 아로마는 급격히 감소하게 된다. 이러한 커피 아로마의 급격한 약화 문제를 해결하기 위한 방법의 모색은 향미가 풍부한 인스턴트 커피의 제조에 매우 중요한 문제이며 많은 연구가 진행되어 왔으나 아직까지는 강배전도의 분쇄원두분말을 건조커피분말에 소량 첨가하는 것 이외에 대안이 없는 상황이다.

특허문헌 1 : 공개특허 KR1020100005943 A 특허문헌 2 : 공개특허 KR1020160016445 A 특허문헌 3 : 등록특허 KR101823880 B1 특허문헌 4 : 등록특허 KR101462268 B1

참고문헌 1 : Compr Rev Food Sci Food Saf. 2020, 19, 2380-2420. 참고문헌 2 : Food Chemistry 2019, 295, 449-455.

기존의 상업화된 인스턴트 원두커피는 건조커피분말의 미약한 커피향을 만회하기 위해 강하게 배전된 원두를 미세하게 분쇄하여 무게비로 건조커피분말 대비 5 - 10 % 소량 첨가하는 방식을 대부분의 제품이 채택하고 있다. 특허문헌상으로는 건조커피분말 대비 분쇄원두분말이 30 wt%까지 첨가된 제품의 제조방식이 제시되었다 (특허문헌 4 : 등록특허 KR101462268 B1). 그러나 건조커피분말 대비 분쇄원두분말의 함량비가 높아질 경우 분쇄원두분말로부터의 향미증진 효과가 증진되는 반면 커피 액상에 불용성의 분쇄원두분말이 과량으로 존재하게 되어 음용시 입안에 분쇄원두분말 찌꺼기가 많이 남게 되어 매우 불쾌한 식감을 유발하게 되므로 사실상 제품화가 어렵다. 따라서 분쇄원두분말의 원두 커피향을 커피 액상에 발생시키면서도 물에 용해시 액상에 잔류하는 분쇄원두분말 찌꺼기로 인한 불쾌한 식감을 소비자가 잘 인식하지 못하는 분쇄원두분말 함량비의 한계치가 존재하게 되며 이는 대부분의 상업화된 인스턴트 원두커피 제품에서 보듯이 건조커피분말 대비 5 - 10 %의 분쇄원두분말의 무게비이다.

본 발명에서는 기존의 인스턴트 원두커피 제품의 단점을 극복하여 분쇄원두분말의 함유비율을 10 wt%이상으로 높여 원두 커피향이 획기적으로 증진되면서도 분쇄원두분말 찌꺼기가 액상에 잔존하지 않는 인스턴트 커피제품의 개발을 목표로 한다. 이 경우 건조커피분말과 분쇄원두분말의 혼합물이 그대로 물에 투입되는 기존의 인스턴트 원두커피 제품의 형태로는 액상에 잔류하는 분쇄원두분말 찌꺼기로 인한 불쾌한 식감을 해결할 수 없기에 분쇄원두분말이 커피 액상으로 방출되지 않는 새로운 형태의 제품개발이 필요하다.

본 발명은 분쇄원두분말의 함유량이 10 wt%이상이면서도 커피 액상으로 분쇄원두분말이 방출되지 않아 불쾌한 식감문제 없이 원두 본연의 풍부한 커피 향이 획기적으로 증진된 인스턴트 원두커피의 개발을 목표로 한다. 이러한 목표를 달성하기 위한 연구개발을 통해 다음의 두 가지 중요한 발견을 하게 되었으며 본 발명은 이 두가지 기술적인 발견에 기초한다. 첫째, 건조커피분말(dried coffee powder)과 분쇄원두분말(gorund bean powder)을 혼합하여 보관할 경우 특정 혼합비율 구간에서 분쇄원두분말의 산패가 최소화되며 아로마 성분이 높은 안정성을 갖게 되어 장기보관시에도 물에 용해될 경우 즉각적으로 커피 아로마가 풍부하게 발생되어 향미가 뛰어난 인스턴트 원두커피가 만들어진다 (실시예 10). 둘째, 위의 특정 혼합비율 구간에서 배합된 건조커피분말과 분쇄원두분말의 혼합물을 종이펄프, 폴리에틸렌, 폴리락틱에시드 (polylactic acid, PLA)등의 재질로 만들어진 티백에 담을 경우 물을 부었을때 건조커피분말은 신속히 용해되어 티백 밖으로 방출되지만 분쇄원두분말은 티백 밖으로 방출되지 않으며, 물에 티백을 담가두고 잠깐 저어주는 정도로도 원두향이 충분히 강하게 액상으로 방출된다는 사실이다(실시예 9 및 12).

먼저 콜롬비아 수프리모 및 에티오피아 예가체프 원두를 라이트, 미디엄 및 다크 로스팅 후 엘로치오 마뇽 원두분쇄기로 분쇄도 3pt로 분쇄한 후 기존의 제품과 같은 비율인 5 및 10 wt %로 건조커피분말에 첨가한 후 하루 이상 혼합물을 상온에 숙성 후 혼합물 1 ~ 2 g을 물 100 - 200 mL에 용해시켜 시음할 경우 숙성 기간이 길어짐에 따라 커피향의 강도가 강해짐을 확인하였다 (실시예 1,3,4,5,7). 이러한 숙성 시간의 증가에 따른 커피향의 증진은 건조커피분말과 분쇄원두커피의 직접 접촉에 의해 유발되며 직접 접촉없이 보관할 경우 커피향의 증진효과는 없었다 (실시예 6).

분쇄원두분말의 함유량을 20 wt%로 올린 후 인스턴트 커피를 제조하자 액상에 잔류하는 다량의 원두분말 찌꺼기가 매우 불쾌한 식감을 주었으며 맛과 향은 좋으나 불쾌한 식감으로 인해 커피를 전부 음용하기가 어려울 정도였다 (실시예 8). 따라서 원두분말 찌꺼기의 불쾌한 식감문제를 해결하고자 건조커피분말과 분쇄원두분의 혼합물을 티백(tea bag)에 담아 뜨거운 물을 부어 커피를 제조할 경우 티백(tea bag)에서 위의 실시예들과 동일한 강도의 커피향을 얻을 수 있었으며 커피 액상으로는 분쇄원두분말이 일절 방출되지 않았다 (실시예 9). 따라서 티백에 건조커피분말과 분쇄원두분말의 혼합물을 담은 형태로 인스턴트 원두커피를 제조할 경우 원두함유량을 높여 커피향을 증진시킴과 동시에 분쇄원두분말 찌꺼기가 액상에 방출되지 않는 것이 가능하였다.

분쇄원두분말의 함유량에 따른 향과 맛의 변화를 조사하기 위해 건조커피분말과 분쇄원두분말의 혼합물에서 분쇄원두분말의 조성이 10 ~ 90 wt %인 혼합물을 제조한 후 4주간 보관하며 티백에 담아 시음평가를 수행하였다 (실시예 10). 분쇄원두분말의 비율이 증가할수도록 커피의 향이 보관시간에 따라 빠르게 증가하였다 (도 1). 그러나 분쇄원두분말의 비율이 60 wt %이상일 경우 1 - 2 주 이상 보관시 오히려 향이 감소함을 관찰하였다 (도 1). 10 - 50 wt %의 경우 티백으로 제조된 인스턴트 커피의 커피향이 보관 시간에 따라 60 - 90 wt %에 비해 천천히 증가하기는 하지만 1주 뒤부터 안정하게 유지됨을 알 수 있었다 (도 1). 따라서 4주 보관 후 시음평가결과에 따르면 분쇄원두분말이 50 wt %일때 향이 안정하게 유지될 뿐 아니라 가장 강하였다 (도 2). 4주 보관 전후의 산미변화를 비교했을 때 50 wt %미만에서는 산미가 감소했지만 60 wt%이상에서는 산미가 증대되었으며 이는 분쇄원두분말의 함량이 건조커피분말보다 많아지면서 시간에 따른 산패의 증가에 기인하는 것으로 추측된다 (도 3). 따라서 50 wt %의 분쇄원두분말 함량이 혼합물의 장기보관에도 안정적인 강한 향을 유지할 뿐 아니라 산미의 변화도 없어서 최적의 혼합비임을 알 수 있었다. 도 1 - 3의 결과에 따르면 기존의 드립백 커피처럼 분쇄원두분말이 100 %인 경우 산패가 커서 장기보관에 따른 향손실이 클 수 밖에 없으며, 분쇄원두분말이 10 wt %미만의 기존의 인스턴트 원두커피에 비해 10 wt %이상으로 분쇄원두분말의 비율을 높이면 훨씬 강한 커피향을 얻을 수 있음을 의미한다.

도 1-3의 결과에 따라 커피향이 안정적으로 강하게 유지되어 장기보관시에도 풍부한 커피향을 발생시키면서 산미는 변화하지 않는 최적의 분쇄원두분말의 조성비가 존재함을 발견하였다. 또한 실시예 9, 10을 통해 건조커피분말과 분쇄원두분말의 혼합물을 담은 티백을 물에 넣고 저어주었을때 건조커피분말은 신속히 용해되고 동시에 커피향도 풍부히 우러나오지만 불쾌한 식감의 원인인 분쇄원두분말은 액상으로 방출되지 않음을 알 수 있었다. 이때 티백은 종이재질 뿐만 아니라 폴리에틸렌 (PE), 폴리락틱에시드(PLA)재질일 경우에도 상기한 효과를 충실하게 달성하였다 (실시예 12). 또한 티백에 건조커피분말과 분쇄원두분말 이외에 설탕과 프리마와 같은 첨가물을 첨가하더라도 물을 부었을때 신속히 용해되어 스윗아메리카노나 스윗라떼와 유사한 맛의 커피가 만들어짐을 알 수 있었다 (실시예 13).

상기한 건조커피분말과 분쇄원두분말의 혼합물이 담긴 티백의 향손실이 최소화된 장기보관을 가능하게 하기 위해 알루미늄이 증착된 고분자필름(vaporized metal polyethylene terephthalate, VMPET)을 포함해 polyethylene terephthalate(PET), linear low-density polyethylene (LLDPE)의 삼중필름원단에 밀봉포장하였다 (실시예 15 및 도4). 이를 통해 산소, 수분 및 빛의 투과를 방지함으로써 분쇄원두분말의 산패를 최소화하고 커피 아로마 성분이 안정하게 유지되어 고온에서 장기보관(37 도, 2주)하더라도 향미가 유지됨을 알 수 있었다 (실시예 16).

본 발명에 따른 인스턴트 원두커피는 건조커피분말과 분쇄원두분말의 혼합물을 티백에 담아 분쇄원두분말의 함량을 10 wt %이상으로 올려 커피 향미를 획기적으로 증진시키면서도 분쇄원두분말은 액상으로 방출되지 않고 건조커피분말만 신속히 용해됨으로써 간편하고 향이 풍부한 인스턴트 커피의 제조가 가능해진다. 또한 분쇄원두분말의 최적 함량비를 사용하여 장기보관시에도 산미의 변화없이 커피향이 안정하게 유지됨으로써 휴대 및 커피제조에 간편한 낱개포장 형태의 제품화가 가능하다.

도 1 : 분쇄원두분말의 무게함량비별로 혼합물 숙성기간에 따른 티백을 통한 커피제조시 커피향의 변화
도 2: 분쇄원두분말의 무게함량비에 따른 4주 숙성후 커피향의 강도
도 3 : 분쇄원두분말의 무게함량비에 따른 4주 속성후 산미의 변화
도 4 : 건조커피분말와 분쇄원두분말의 1:1 혼합물 함유 티백이 고분자필름에 밀폐포장된 상태(왼쪽)와 개봉 후 외포장지와 티백을 나란히 배열한 상태 (오른쪽)

아래의 실시예에 사용된 건조커피분말은 열건조방식으로 제조되었으며 브라질산 70%, 에티오피아산 30%이다. 분쇄원두분말에 사용된 원두는 두 종류이며 콜롬비아 후일라 지역의 수프리모 원두와 에티오피아 예가체프 지역의 원두이다. 아래의 실시예에서는 편의상 각각 수프리모, 예가체프 원두로 칭한다. 원두의 로스팅 정도(배전도)은 Agtron number를 측정하여 구분하였으며 라이트 로스팅(light roasting), 미디엄 로스팅 (medium roasting), 다크 로스팅 (dark roasting)은 각각 Agtron number가 67-85, 43-55, 27-35에 해당된다. 로스팅된 원두는 엘로치오 마뇽 분쇄기로 분쇄가 되며 분쇄도는 1-30 pt로 분쇄도 숫자가 작을수록 고운 분말입자로 분쇄됨을 의미한다. 대부분의 실시예에서 분쇄도는 1-3 pt로 분쇄된 원두분말을 사용하였다. 모든 실시예의 시음평가는 숙련된 바리스타 자격증 소지자에 의해 진행되었다.

이하 본 발명의 구성을 아래의 실시예를 통해 상세히 설명하지만 본 발명은 아래의 실시예에 의해서만 반드시 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1) 다크로스팅 수프리모 원두 5 wt % 첨가 후 숙성시켜 향미가 증진된 커피 제조.

실시과정: 건조커피분말 47.5 g에 수프리모 분쇄원두분말(다크로스팅, 분쇄도 1 pt) 2.5g을 첨가하여 섞은 후 혼합물 1.5 g을 뜨거운 물 (65 ^oC) 100 mL에 용해시킨 후 시음하였다. 또한 분말 혼합물을 상온에서 3일동안 숙성시킨 후 숙성전과 비교 시음평가하였다.

실시결과: 혼합물을 숙성과정없이 바로 물에 용해시킨 커피 샘플에서는 건조커피분말만으로 제조된 커피에서 풍기는 특유의 비릿한 향이 마스킹 (smell masking)이 되고 분쇄원두분말의 다크로스팅 커피향이 약하게 발생되었다. 3일 숙성과정을 거친 분말 혼합물로 제조된 커피에서는 다크로스팅 커피향이 더욱 강하게 발생되었다.

실시결과분석: 열건조방식으로 제조된 건조커피분말 자체의 비릿한 냄새가 다크로스팅 분쇄원두분말 5 wt%만으로도 마스킹이 되며 혼합물을 숙성시킬 경우 향미가 증진되었다.

(실시예 2) 다크로스팅 수프리모 원두 5 wt % 및 설탕 5 wt% 첨가 후 스위트 아메리카노 제조.

실시과정: 건조커피분말 90 g에 수프리모 분쇄원두분말(다크로스팅, 분쇄도 1 pt) 5g과 설탕 5g을 첨가하여 섞은 후 혼합물 1.5 g을 뜨거운 물 (65 ^oC) 100 mL에 용해시킨 후 시음하였다.

실시결과: 실시예1과 마찬가지로 건조커피분말 특유의 비릿한 향이 마스킹되었으나 분쇄원두분말의 다크로스팅 커피향은 실시예1에 비해 약했다.

실시결과분석: 설탕첨가에 의해 분쇄원두분말의 커피향이 살짝 약화되었다. 커피향이 적당히 올라오면서 단맛이 생겨 부정적인 뒷맛(after taste)이 감소하였다.

(실시예 3) 미디엄로스팅 예가체프 원두 10 wt % 첨가 후 숙성시켜 향미가 증진된 커피 제조.

실시과정: 건조커피분말 45 g에 미디엄로스팅 예가체프 원두 5g (분쇄도 1)을 첨가하여 섞은 후 혼합물 1.5 g을 뜨거운 물 (65 ^oC) 100 mL에 용해시킨 후 시음하였다. 또한 분말 혼합물을 상온에서 5일동안 숙성시킨 후 숙성전과 비교 시음평가하였다.

실시결과: 숙성과정없이 바로 제조된 커피샘플에서는 전체적인 풍미의 밸런스가 좋았으나 미디엄로스팅 원두향이 그다지 강하게 발생되지는 않았다. 5일 상온 숙성과정을 거친 분말 혼합물로 제조된 커피에서는 커피향은 증진되었으나 커피가 식었을때는 신맛과 쓴맛이 강해져서 부정적인 뒷맛이 발생하였다.

실시결과분석: 미디엄 로스팅 예가체프 원두의 경우에도 분말 혼합물의 숙성을 통해 커피향이 증진되었다. 그러나 커피가 식었을때의 뒷맛이 부정적이었으며 이는 로스팅 강도를 변화시켜 조절이 가능한지 테스트가 필요하다고 판단되었다.

(실시예 4) 라이트로스팅 예가체프 원두 10 wt % 첨가 후 숙성시켜 향미가 증진된 커피 제조.

실시과정: 건조커피분말 45 g에 라이트로스팅 예가체프 원두 5g (분쇄도 1)을 첨가하여 섞은 후 혼합물 1.5 g을 뜨거운 물 (65 ^oC) 100 mL에 용해시킨 후 시음하였다. 또한 분말 혼합물을 상온에서 1일 숙성시킨 후 숙성전과 비교 시음평가하였다.

실시결과: 숙성과정없이 바로 제조된 커피샘플에서는 실시예3에 비해 원두 특유의 화사한 향미가 강하게 발생되었다. 하루동안 상온 숙성과정을 거친 분말 혼합물로 제조된 커피에서는 향미가 훨씬 증진되었으며 풍미의 밸런스가 좋아졌고 식었을때의 뒷맛도 향상되었다.

실시결과분석: 실시예 3의 미디엄 로스팅 예가체프 원두에 비해 라이트로스팅 원두는 향미가 훨씬 더 강했으며 숙성시 향미 강화, 풍미 밸런스 안정화, 뒷맛의 강화 등 모든 면에서 뛰어났다. 이 결과는 혼합숙성에 따른 향미증진에 원두의 로스팅 강도가 매우 큰 영향을 끼침을 의미한다.

(실시예 5) 수프리모 및 예가체프 원두 10 wt % 첨가 후 향미가 증진된 냉커피 제조.

실시과정: 건조커피분말 45 g에 다크로스팅 수프리모 분쇄원두분말 또는 라이트로스팅 예가체프 분쇄원두분말 5g을 첨가하여 각각 섞은 후 혼합물 1.5 g을 찬물 (4 ^oC) 100 mL에 용해시킨 후 비교 시음평가하였다.

실시결과: 열건조방식으로 제조된 건조커피분말이여서 찬물에도 잘 용해되었으며 분쇄원두분말로부터의 원두향도 잘 발생되었다. 두가지 원두 모두 냉커피로 제조되어도 건조커피분말 특유의 부정적인 향이 잘 마스킹되었다. 다크로스팅 수프리모 원두의 경우가 라이트로스팅 예가체프 원두에 비해 찬물에서의 향미증진 효과가 더욱 강했다.

실시결과분석: 실시예에 사용된 건조커피분말은 열건조방식으로 제조되어 동결건조에 의해 제조된 건조분말보다 입자사이즈가 훨씬 작고 균일하여서 찬물에도 잘 용해되어 냉커피의 제조가 용이하였다. 또한 실시예 1-4의 뜨거운 커피와 마찬가지로분쇄원두분말의 첨가로 인한 향미증진효과가 냉커피 제조시에도 뚜렷했다. 냉커피 제조시에는 원두종류 또는 로스팅 강도가 커피향 발생 정도에 영향을 미쳤으며 이는 커피향 성분들이 물의 온도에 따라 용해되는 정도가 다르기 때문이라 추정된다.

(실시예 6) 분말 혼합물의 비접촉 숙성에 따른 향미증진 효과 비교.

실시과정: 폴리에틸렌 재질의 티백에 라이트로스팅 예가체프 분쇄원두분말 5g을 담고 이를 건조커피분말 45 g이 담긴 200 mL 플라스틱 용기에 넣고 뚜껑을 닫은 후 1주일을 상온에 숙성하였다. 1주일 숙성후 건조커피분말 1.5 g을 뜨거운 물 (65 ^oC) 100 mL에 용해시킨 후 시음하였다.

실시결과: 실시예 1-5에서 관찰된 향미증진효과가 전혀 없었으며 건조커피분말만의 풍미가 얻어졌다.

실시결과분석: 실시예 1-5에서 관찰된 향미증진효과는 건조커피분말과 분쇄원두분말가 혼합된 후 직접 접촉한 상태에서 숙성되었을때 발생되며 실시예6과 같이 비접촉 숙성때는 향미 증진 효과가 없었다. 이는 분쇄원두분말의 커피향 성분이 직접 접척에 의해 건조커피분말에 흡착되어 물에 용해될 경우 즉각적으로 향을 발생시키기 때문에 향미증진효과를 보이는 것을 암시한다.

(실시예 7) 혼합숙성에 의한 향미 증진의 정밀 관능평가.

실시과정: 건조커피분말 45 g에 라이트로스팅 예가체프 원두 5g (분쇄도 1)을 첨가하여 섞은 후 분말 혼합물을 상온에서 2주일간 숙성하였다. 혼합물 1.5 g을 뜨거운 물 (65 ^oC) 100 mL에 용해시킨 후 정밀 관능평가를 통해 숙성전후의 향미 및 풍미 증진효과를 비교하였다.

실시결과: 2주일 숙성 전후의 커피샘플을 아래 [표1]와 같이 5가지 관능평가 항목을 비교하였다.

관능평가항목	혼합숙성 전	14일 혼합숙성 후
aroma	6	8
sweetness	5	6
body	5	7
balance	5	7
after taste	3	7

실시결과분석: 표1의 결과와 같이 5가지 관능평가 항목 모두 혼합숙성을 통해 증진되었다. 아로마, 바디감, 밸런스의 강화효과가 컷으며 특히 뒷맛의 개선효과가 매우 두드러졌다.

(실시예 8) 분쇄원두분말 함량비를 10에서 20 wt %로 증가했을때 향미증진 및 시음감 비교.

실시과정: 건조커피분말 40 g에 라이트로스팅 예가체프 원두 10g (분쇄도 1)을 첨가하여 섞은 후 상온에 하루 숙성한 후 혼합물 1.5 g을 뜨거운 물 (65 ^oC) 100 mL에 용해시킨 후 시음하였다.

실시결과: 실시예4의 동일한 분쇄원두를 10 wt% 첨가하여 하루 숙성후 제조된 커피의 시음평가와 비교하였을때 20 wt% 첨가된 커피샘플의 향미증진효과는 더 강했다. 그러나 분쇄원두함량이 두 배가 되어 시음때 입안에 원두분말이 불쾌함을 중 정도로 심하게 느껴졌다.

실시결과분석: 분쇄원두분말의 함량이 증가함에 따라 향미증진효과는 더 커지지만 원두분말 알갱이가 입안에 잔류하여 목넘김이 거북하여 불쾌한 시음감을 유발하였다. 따라서 분쇄원두분말이 커피 제조시에 액상에 유출되는 것을 방지하는 방법이 고안되지 않고는 20 wt%이상의 분쇄원두분말의 첨가는 제품화가 어렵다는 결론에 도달했다.

(실시예 9) 필터링에 의한 분쇄원두분말 미방출 커피의 제조.

실시과정: 건조커피분말 30 g에 라이트로스팅 예가체프 원두 20g (분쇄도 1)을 첨가하여 분쇄원두분말 40 wt%가 되도록 섞은 후, 24일을 숙성한 후 혼합물 1.7 g을 뜨거운 물 (65 ^oC) 100 mL에 용해시킨 후 시음하였다. 또한 위의 혼합물 1.7 g을 종이펄프 재질의 티백에 담은 후 뜨거운 물 (65 ^oC) 100 mL에 10초간 담그고 흔들어 커피를 추출한 후 티백을 꺼내고 난 후 시음하였다.

실시결과: 티백에 담지 않고 직접 분말혼합물이 물에 첨가된 경우는 향은 매우 강했으나 시간이 지남에 따라 분쇄원두분말에서 지속적으로 추출이 이루어지면서 10분정도 지나면서 특유의 한약같은 쓴맛이 강하게 올라왔다. 또한 분쇄원두분말이 40 wt%나 되어서 입안에 원두분말찌꺼기가 매우 심하게 느껴져서 커피를 시음하기 어려울 정도였다. 반면 티백에 분말혼합물을 담아 10초간 우려내고 제거하는 방식으로 제조된 커피는 분쇄원두분말이 일절 티백밖으로 방출되지 않아 시음과정에서 불쾌한 식감은 일절 없었다. 10초동안만 우려낸 것을 감안하더라도 향은 진하게 올라왔다. 또한 바디감과 단맛은 더 우수하였다. [표2]는 두 커피의 관능평가 결과이다.

관능평가항목	티백에 넣지 않고 추출할 경우	티백에 넣고 추출할 경우
aroma	7	6
acidity	3.5	3
bitterness	8	6
sweetness	7	8
body	5	8
balance	5	7
after taste	5	7

실시결과분석: 티백에 의해 원두분말찌꺼기가 방출되지 않아 원두알갱이에 의한 불쾌한 시음감이 완전히 해소되었다. 또한 10초의 짧은 시간동안 추출하고 티백을 제거함으로써 쓴 맛과 같은 부정적인 맛이 약화되어 단맛, 바디감, 균형감, 뒷맛의 측면에서 티백을 사용하지 않은 경우에 비해 월등히 풍미가 증진되었다. 따라서 티백에 혼합분말을 담아 물에 커피를 추출할 경우 원두분말찌꺼기의 미방출뿐만 아니라 부정적인 쓴맛이 우러나오기 전에 티백을 꺼냄으로써 전반적인 커피의 풍미를 증진하는 효과가 있었다.

(실시예 10) 분쇄원두분말의 함량비에 따른 향과 산미의 변화.

실시과정: 건조커피분말과 분쇄원두분말의 혼합물에서 분쇄원두분말이 10 ~ 90 wt%가 되도록 표3과 같이 건조커피분말과 라이트로스팅 예가체프 원두분말 (분쇄도 1)을 섞은 후, 1 ~ 28일을 숙성하며 정해진 숙성시간 후 (1,7,14,21,28일) 혼합물을 종이펄프 재질의 티백에 표3에 나온 무게만큼 담아 뜨거운 물 (65 ^oC) 100 mL로 추출하였다. 이때 커피제조를 위해 티백에 담은 혼합분말의 무게는 분쇄원두분말의 함량비에 상관없이 티백에 담긴 건조커피분말의 무게가 1g으로 동일하게 되도록 계산된 값이다. 시음을 통해 향과 산도를 관능평가하였다.

분쇄원두분말의 함량비 (wt %)	혼합분말 제조에 투입된 건조커피분말의 무게 (g)	혼합분말 제조에 투입된 분쇄원두분말의 무게 (g)	관능평가를 위해 티백 1개당 투입된 혼합분말의 무게 (g)
10	10	1.1	1.1
20	10	2.5	1.25
30	10	4.2	1.42
40	10	6.7	1.67
50	10	10	2
60	10	15	2.5
70	10	23	3.3
80	10	40	5
90	10	90	10

실시결과: 분쇄원두분말의 비율이 증가할수도록 커피의 향이 숙성시간에 따라 빠르게 증가하였다 (도 1). 그러나 분쇄원두분말의 비율이 60 wt %이상일 경우 1 - 2 주 이상 숙성시 오히려 향이 감소함을 알 수 있었다 (도 1). 10 - 50 wt %의 경우 커피향이 보관 시간에 따라 60 - 90 wt %에 비해 천천히 증가하기는 하지만 1주 뒤부터 안정하게 유지됨을 알 수 있었다 (도 1). 따라서 4주 보관 후 시음평가결과에 따르면 분쇄원두분말이 50 wt %일때 향이 안정하게 유지될 뿐 아니라 가장 강하였다 (도 2). 4주 보관 전후의 산미변화를 비교했을 때 50 wt %미만에서는 산미가 감소했지만 60 wt%이상에서는 산미가 증대되었으며 이는 분쇄원두함량이 건조커피분말보다 많아지면서 시간에 따른 산패의 증가에 기인하는 것으로 추측된다 (도 3).

실시결과분석: 50 wt %의 분쇄원두분말 함량이 혼합물의 장기보관에도 안정적인 강한 향을 유지할 뿐 아니라 산미의 변화도 없어서 최적의 혼합비임을 알 수 있었다. 도 1 - 3의 결과에 따르면 기존의 드립백 커피처럼 분쇄원두분말이 100 %인 경우 산패가 커서 장기보관에 따른 향손실이 클 수 밖에 없으며, 분쇄원두분말이 10 wt %미만의 기존의 인스턴트 원두커피에 비해 10 wt %이상으로 분쇄원두분말의 비율을 높이면 훨씬 강한 커피향을 얻을 수 있음을 의미한다.

(실시예 11) 티백으로 커피제조시 접촉 및 비접촉 숙성에 따른 향미증진 효과 비교.

실시과정: 종이펄프 재질의 티백 2개에 건조커피분말 1.75 g과 라이트로스팅 예가체프 분쇄원두분말 1.75 g을 각각 담았다. 두 개의 티백을 37도의 온도에서 이틀 숙성한 후 250 mL의 뜨거운 물에 티백 2개를 동시에 담가 10초동안 추출한 후 꺼내서 제거하였다. 또다른 티백에는 건조커피분말 1.75 g과 분쇄원두분말 1.75 g을 섞은 후 혼합물 3.5g을 담고 37도에서 이틀 숙성한 후 250 mL의 뜨거운 물에 담가 10초동안 추출하여 커피를 제조하였다. 위의 과정에서 제조된 두 개의 커피를 관능평가하였다.

실시결과: 표4와 같이 5가지의 관능평가가 이루어졌다.

관능평가항목 (scale= 0~10)	비접촉 숙성	접촉숙성
aroma	6	8
sweetness	4	8
body	6	8.5
balance	5	8
after taste	5	7

실시결과분석: 표4의 결과와 같이 5가지 관능평가 항목 모두 서로 다른 티백에서 두 가지의 분말이 숙성된 비접촉숙성에 비해 접촉숙성이 월등히 풍미가 개선되었다. 이는 실시예 6에서처럼 분쇄원두분말의 커피향 성분이 직접 접촉에 의해 건조커피분말에 흡착되어 향성분이 안정화되며 건조커피분말이 물에 용해될 경우 흡착된 향성분이 용해되어 즉각적으로 향을 발생시키기 때문에 향미증진효과를 보이는 것을 암시한다고 판단된다. 또한 아로마뿐만 아니라 단맛, 바디감, 밸런스, 뒷맛 모두 개선된 것은 직접 접촉 숙성시 원두의 산패가 억제되기 때문이 아닌가 추정된다.

(실시예 12) 티백의 재질에 따른 건조커피분말 용해속도 비교.

실시과정: 건조커피분말 5 g과 라이트로스팅 예가체프 분쇄원두분말 5 g을 섞은 후 혼합분말 3g을 각각 종이펄프 재질(종이티백, 일반마트에서 구매), 폴리에틸렌 재질(PE 다시백, 일반마트에서 구매), 폴리락틱에시드 재질(OEM업체에서 입수, PLA)의 티백에 담았다. 세 종류의 티백을 250 mL의 뜨거운 물에 각각 담가 30초동안 건조커피분말의 용해속도를 물의 색깔 변화로 시각적으로 관찰하였다.

실시결과: PLA, PE재질의 티백에서는 커피가 우러나오는 속도가 비슷하였으나 종이티백의 경우 용해속도가 훨씬 느려 물의 커피색이 더 느리게 진해졌다. PLA, 종이티백의 경우 물위로 떠올랐으나 PE의 경우는 컵바닥으로 티백이 가라않았다.

실시결과분석: 용해 속도로 판단하였을때 종이재질보다는 PE나 PLA재질의 티백이 더 빠르게 커피가 제조되는 장점이 있다. 이때 최근 PE다시백의 미세플라스틱 논란을 고려하면 생분해가 되는 PLA재질의 티백이 친환경적인 장점이 있다고 판단된다.

(실시예 13) 티백에 커피분말 이외의 첨가물이 함유된 조제커피의 제조.

실시과정: 건조커피분말과 라이트로스팅 예가체프 분쇄원두분말을 각각 1 g씩 섞은 후 PLA재질의 티백에 담았다. 이렇게 만들어진 세개의 동일한 티백중 하나에는 설탕 1g을 첨가하였다. 또다른 티백에는 설탕 1g과 식물성 프리마 1g을 모두 첨가하였다. 이렇게 얻어진 세 개의 티백을 95도씨의 뜨거운 물 100 mL로 우려낸 후 시음하였다.

실시결과: 설탕이나 프리마가 들어간 티백 모두 비첨가 티백과 동일하게 건조커피분말이 빠르게 잘 용해되었으며 설탕과 프리마의 맛도 잘 구현되었다.

실시결과분석: 건조커피분말과 분쇄원두분말외에 설탕과 프리마를 첨가할때도 커피제조가 빠르게 진행되며 이를 통해 스윗아메리카노 및 스윗라떼 같은 조제커피도 제조가 가능함을 알 수 있다.

(실시예 14) 원두의 로스팅 정도에 따른 티백 커피의 시음평가.

실시과정: 이디오피아 예가체프 원두와 콜롬비아 수프리모 원두를 각각 Agtron number 44 ~73의 5단계로 로스팅 (라이트 ~ 미디엄 로스팅)하여 엘로치오 마뇽 분쇄기로 분쇄도 3pt로 분쇄하였다. 이렇게 제조된 총 10개의 분쇄원두분말 1.75g에 건조커피분말 1.75g을 섞은 후 3.5g을 각각 PLA재질의 티백에 담았다. 이렇게 만들어진 10개의 티백을 95도씨의 뜨거운 물 100 mL로 우려낸 후 시음하였다.

실시결과: 4명의 연구원이 시음평가를 blind test로 진행하였으며 이디오피아 예가체프 원두와 콜롬비아 수프리모 원두 모두 Agtron number 가 64인 light medium roasting에서 가장 시음 평가가 좋았다.

(실시예 15) 향미 손실의 최소화를 위한 티백의 밀봉포장.

실시과정: 분쇄원두분말은 공기와 접촉시 급격하게 산패과정을 겪어 원두향이 손실되며 부정적인 산패향이 발생된다. 건조커피분말과 섞어 아로마성분이 안정화되더라도 공기와 접촉시 산패는 일어날 수 밖어 없으며 따라서 이를 최소화하기 위해 공기, 수분 및 빛이 차단되는 고분자재질의 필름으로 PLA티백을 밀봉포장하였다. 티백포장 및 외포장지 밀봉포장은 티백 포장기를 사용하여 OEM업체인 (주)두리인터네셔널에서 진행되었다. 먼저 건조커피분말 250 g과 분쇄된 라이트 로스팅 예가체프 원두 250 g을 섞은 후 3.5 g씩 티백포장기로 PLA재질의 티백에 소분하었다. 제조된 PLA티백을 알루미늄이 증착된 고분자필름(vaporized metal polyethylene terephthalate, VMPET)을 포함해 polyethylene terephthalate(PET), linear low-density polyethylene (LLDPE)의 삼중필름원단에 밀봉포장하였다.

실시결과: 건조커피분말과 분쇄원두분말 1:1혼합물이 3.5씩 소분된 PLA티백을 삼중필름원단에 밀봉포장하여 도4와 같이 제조하였다. PLA티백은 사각 및 삼각이 모두 가능하였으며 손실율은 12%로 123개의 티백이 제조되었다.

(실시예 16) 티백의 밀봉포장에 의한 향미안정화 테스트.

실시과정: 실시예15에서 제조된 밀봉포장된 티백제품을 상온에서 3주 보관한 후 37 도의 온도에서 1, 6, 15일 보관하며 티백당 250 mL의 뜨거운 물로 커피를 추출한 후 시음평가를 하였다.

실시결과: 37도씨에서 1,6, 15일까지 보관된 샘플들에서 맛의 변화를 거의 느끼지 못할 정도로 향미의 안정성을 보였다.

Claims (5)

1. 인스턴트 건조커피분말과 로스팅된 원두의 분쇄분말을 섞어서 분말혼합물을 만든 후 티백에 소분하고 이를 고분자필름에 밀봉하여 인스턴트 커피를 제조하며, 개봉후 물에 용해할 경우 원두향이 풍부한 커피가 신속히 만들어지며 액상으로 분쇄원두분말이 방출되지 않는 것을 특징으로 하는 인스턴트 커피의 제조방법.
2. 청구항 1에서 분말혼합물은 물에 용해시 원두향이 방출되는 건조커피분말과 분쇄원두분말의 혼합비로 제조되며 바람직하게는 분쇄원두분말이 무게비로 20 ~ 80 wt%가 되도록 건조커피분말과 혼합되는 것을 특징으로 함.
3. 청구항 1에서 티백은 건조커피분말은 신속히 물에 용해되어 방출되나 분쇄원두분말은 필터링되어 방출되지 않는 성질의 재질로 만들어지며 바람직하게는 종이펄프, 폴리에틸렌, 폴리락틱에시드 재질로 만들어지는 것을 특징으로 함.
4. 청구항 1에서 고분자필름은 공기, 수분, 빛이 차단되어 커피향이 장기유지되는 재질로 만들어지며 바람직하게는 알루미늄필름 또는 알루미늄증착 고분자필름이 포함된 원단으로 제조되는 것을 특징으로 함.
5. 청구항 1에서 인스턴트 커피는 건조커피분말과 분쇄원두분말의 혼합물뿐만 아니라설탕, 프리마 등 커피의 풍미를 증진시켜 줄 수 있는 첨가물을 포함하는 것을 특징으로 함.
   
   

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