KR20230022574A - 한라봉 추출액을 첨가한 분말 커피 제조방법 - Google Patents

한라봉 추출액을 첨가한 분말 커피 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (a) 커피 원액, 한라봉 추출액, 한라봉 향료 및 이산화규소를 혼합하는 단계 및 (b) 상기 혼합물을 분무건조하는 단계를 포함하는 한라봉이 함유된 커피 분말 제조방법; 상기 제조방법에 의해 제조된 한라봉이 함유된 커피 분말에 관한 것이다.
본 발명에 따른 한라봉 추출액이 함유된 커피 분말 제조방법은 한라봉 과육을 사용하여 커피 분말 제조에 필요한 재료들을 최적의 배합비로 혼합함에 따라, 한라봉의 상큼한 향을 가미하고 커피의 쓴맛을 감소시켜 커피 향, 맛 및 기호도를 향상시키는 효과가 있다. 또한, 엽산, 인, 철분, 칼륨, 식이섬유, 비타민 A, 비타민 B1, 비타민 B6, 비타민 C, 비타민 E 등을 함유하고 있는 한라봉 추출액이 커피 분말에 첨가되어 있어, 영양학적 측면에서도 우수한 효능을 갖는다.

Description

한라봉 추출액을 첨가한 분말 커피 제조방법 {Manufacturing method of coffee powder with Hallabong extract}
본 발명은 (a) 커피 원액, 한라봉 추출액, 한라봉 향료 및 이산화규소를 혼합하는 단계 및 (b) 상기 혼합물을 분무건조하는 단계를 포함하는 한라봉이 함유된 커피 분말 제조방법; 및 상기 제조방법에 의해 제조된 한라봉이 함유된 커피 분말에 관한 것이다.
일반적으로 커피는 주로 열대성 기후의 강우량이 많은 곳에서 재배되며, 고산지대에서 좋은 상품이 생산되는 편이다. 이러한 커피는 생두를 수확하여 가공공정을 거쳐 볶은 후, 한 가지 또는 두 가지 이상의 원두를 추출하여 음용하는 독특한 풍미를 가진 기호음료로 전 세계적으로 가장 널리 애용되는 다류 식품의 일종이다.
구체적으로, 원두커피는 생두를 로스팅하여 제조한다. 로스팅하는 과정에서 팽화가 일어나 조직이 부드러워지며, 로스팅 조건에 따라 다양한 기호성을 가진 커피를 얻을 수 있다. 이러한 커피는 그 종류가 매우 다양하고, 근래에는 다양한 음료와 혼합한 형태로도 많이 음용되어지고 있다. 특히, 커피의 맛을 내는 주성분은 카페인으로, 식물성 알칼로이드로 무색, 무취이고 쓴맛을 내는 침상의 결정이다. 카페인은 중추신경계를 자극하여 정신을 맑게 깨우고, 심장의 기능을 촉진하며, 이뇨제의 역할을 하여 소변의 양을 늘리고, 위를 자극하여 위산의 분비를 촉진하는 등의 효과를 지니고 있다. 또한 커피의 섭취로 인해 위암, 간암 등의 예방과 혈압강하, 다이어트 등의 각종 긍정적인 효과도 있다. 그러나 이러한 카페인도 적정량 이상을 섭취하게 되면 부작용을 초래할 수 있는 문제점이 있다.
이와 같은 장단점을 가진 커피는 최근 각종 천연재료를 첨가하여 영양성분을 높이고 맛을 증진시키는 커피로 많이 개발되고 있다. 전 세계의 하루 커피소비량은 22억 잔이 넘고, 우리나라의 연간 커피소비량은 2013년을 기준으로 1인당 약 298잔을 기록하고 있다. 소비자의 커피에 대한 관심이 증가하였으며, 외국으로부터의 커피 수입량이 매년 증가하고 있다. 또한 우리나라 기후의 변화로 커피재배 농가도 증가하고 있는 추세이다. 연구보고에 따르면, 커피 음료 시장은 2000년도에 들어와서 과거에 비해 20% 이상 증가 추세를 보이고 있으며, 식품업계에서는 서로 경쟁을 하여 기존의 캔 커피 이외에, 병이나 팩 등의 다양한 용기를 이용한 커피들을 선보이고 있으며, 소비자의 기호에 맞게 고급형 형태의 커피 생산이 증가하고 있다.
현대인은 건강에 좋은 먹거리를 선호하는데, 커피는 카페인이 많이 들어있다는 이유로 건강을 염려하는 현대인들이 가장 선호하는 음료이면서도 음용을 줄이고자 노력하는 경향이 있다. 따라서 건강에 유용한 영양성분을 첨가함으로써 커피 자체의 영양성분을 높여 소비자의 기호를 충족시킬 수 있는 새로운 형태의 커피를 개발할 필요성이 대두되고 있다.
이러한 배경 하에서, 본 발명자들은 커피음료의 다양화와 커피 품질 향상을 위해 예의 노력한 결과, 제주도 특산물인 한라봉을 커피에 적용하여 커피 기호도가 향상되고 영양학적으로 우수한 한라봉이 함유된 커피 분말을 완성하였다. 이렇게 완성된 커피 분말은 커피 선택의 다양성과 커피의 영양학적인 가치를 상승시킬 뿐만 아니라, 소비자의 커피에 대한 선택권을 증가시키며, 제주도 특산물로써 기여하여 제주도 상주 기업의 매출 증대는 물론 제주도 지역산업의 고용창출 효과를 가질 것으로 기대된다.
대한민국 등록특허 제 10-1855181호 대한민국 등록특허 제 10-1171456호
본 발명의 일 예시적 목적은 한라봉 추출액이 함유된 커피 분말 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 예시적 목적은 상기 제조방법에 의해 제조된 한라봉 추출액이 함유된 커피 분말을 제공하는 것이다.
이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 출원에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 출원에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 출원의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 출원의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 양태로서, 본 발명은 (a) 커피 원액, 한라봉 추출액, 한라봉 향료 및 이산화규소를 혼합하는 단계; 및 (b) 상기 혼합물을 분무건조하는 단계를 포함하는 한라봉이 함유된 커피 분말 제조방법을 제공한다.
본 발명의 상기 "한라봉"은 제주도 및 일본에 분포하는 무환자나무목 운향과 만다린계의 식물로, 일본 농림성 과수시험장에서 청견과 뽕깡을 교배하여 육성한 교잡종 감귤이다. 한라봉 과육은 즙이 많고 당도가 높다(14~16 Brix). 씨앗은 없고, 과육의 윗부분에 특징적인 돌출부를 가지며, 평균 지름은 약 6.5 내지 9.7cm이다. 구연산이 약 1.0 내지 1.12% 범위로 함유되어 있고, 엽산, 인, 철분, 칼륨, 식이섬유, 비타민 A, 비타민 B1, 비타민 B6, 비타민 C, 비타민 E를 함유하고 있으며, 특히 비타민 C가 풍부하여 피로회복과 감기예방에 효과가 뛰어나다. 한라봉은 껍질을 제거해 생으로 먹거나 한라봉차, 마멀레이드(감귤류의 껍질과 과육에 설탕을 넣어 조린 잼류) 등 가공식품으로 섭취할 수 있다.
상기 단계 (a)는 상기 혼합물 100 중량부 당 커피 원액 80 내지 90 중량부, 한라봉 추출액 1 내지 10 중량부, 한라봉 향료 1 내지 10 중량부 및 이산화규소 0.1 내지 0.5 중량부를 혼합하는 단계일 수 있다. 여기서, 상기 커피 원액, 한라봉 추출액 및 한라봉 향료는 액체 상태의 것을 사용한다.
상기 커피원액은 첨가량이 80 중량부 미만일 경우 커피의 맛이 연해져 커피의 특징이 사라지며, 90 중량부를 초과할 경우 한라봉의 향과 어울리지 않아 커피의 맛을 해치게 된다. 상기 한라봉 추출액은 첨가량이 3 중량부 미만일 경우 한라봉 맛이 느껴지지 않아 한라봉이 첨가된 커피의 특색이 없으며, 10 중량부를 초과할 경우 커피와 조화를 이루지 못한다. 상기 한라봉 향료는 첨가량이 1 중량부 미만일 경우 한라봉 향이 거의 없으며, 10 중량부를 초과할 경우 커피와 조화를 이루지 못한다. 상기 이산화규소는 고결방지제로 식품의 입자 등이 서로 부착되어 고형화 되는 것을 감소시키는 식품첨가물로, 고결을 방지하여 보존성을 높여준다. 상기 이산화규소의 첨가량이 0.1 중량부 미만일 경우 고결방지제 효과가 나타나지 않으며, 0.5 중량부를 초과할 경우 커피 맛에 영향을 줄 수 있다.
본 발명의 커피 원액은 모카포트를 사용하여 수증기 압력으로 추출한 것일 수 있다. 곱게 간 원두와 정수된 물을 포트에 채운 뒤 불 위에 놓고 끓이면, 수증기가 원두 가루를 통과하면서 상기 커피 원액이 추출된다. 구체적으로, 원두는 한 종류의 원두 또는 두 종류 이상의 원두가 혼합된 것을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 단일 원두로만 구성된 스트레이트 커피(straight coffee)의 단조로움을 탈피하고 새로운 맛과 향을 내기 위해, 품종, 원산지, 로스팅 정도, 가공방법 등이 다른 두 가지 이상의 원두를 혼합하여 사용할 수 있으며, 예를 들어 'COFFEE LIBRE'의 버티고(Vertigo) 원두를 사용할 수 있다.
본 발명에서 커피 원액을 추출하기 위한 원두는 그라인딩(grinding, 분쇄)하여 사용될 수 있고, 그라인딩된 원두의 입자 크기는 0.5mm 이하일 수 있고, 구체적으로 0.3mm 이하일 수 있다.
본 발명의 용어 "분무건조(Spray Drying)"는 액체 상태 또는 이상(泥狀)의 재료를 뜨거운 바람 중에 분무 분산시켜 열풍으로 반송시키면서 급속히 건조하여 분말 상태의 제품을 얻는 건조법이다.
구체적으로, 상기 분무건조는 혼합물을 주입 온도(inlet temperature) 160 내지 200℃, 방출 온도(outlet temperature) 60 내지 100℃ 조건에서　분무하여　건조하는 것일 수 있다. 상기 주입 온도가 160℃ 미만 또는 방출 온도가 70℃ 미만일 경우 건조 분말 수율이 낮아지거나 수분량이 높아지는 단점이 있고, 주입 온도가 200℃ 초과 또는 방출 온도가 100℃ 초과일 경우 커피의 맛과 향에 부정적인 영향을 끼칠 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 한라봉 추출액은 다음의 단계로 제조될 수 있다.
(a) 한라봉을 건조한 후 마쇄하여 혼합하는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 혼합물을 1차 추출하는 단계; 및
(c) 상기 추출액을 2차 추출하는 단계.
본 발명에 있어서, 한라봉 추출액을 제조하기 위해 상기 (c)단계 이후 다음의 단계를 더 포함할 수 있다.
(d) 상기 2차 추출한 추출액을 원심분리하여 여과하는 단계; 및
(e) 상기 여과액을 농축하여 한라봉 추출액을 얻는 단계.
본 발명에 있어서, 상기 (a)단계의 건조는 80℃ 내지 90℃에서 4 내지 24시간 동안 건조하는 것일 수 있고, 구체적으로 85℃에서 10 내지 18시간 동안 건조하는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 1차 추출은 상기 혼합물 1 중량부 당 10 내지 20 중량부의 정제수로 50℃ 내지 150℃에서 5 내지 15시간동안 열수추출하는 것일 수 있고, 구체적으로 80℃ 내지 120℃에서 7 내지 13시간 동안 열수수출하는 것일 수 있고, 더욱 구체적으로 100℃에서 8 내지 10시간 동안 열수추출하는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 2차 추출은 상기 (b)단계에서 얻은 추출액 1 중량부 당 10 내지 20 중량부의 용매로 30℃ 내지 130℃에서 2 내지 7시간 추출하는 것일 수 있고, 구체적으로 50℃ 내지 110℃에서 3시간 내지 6시간 추출하는 것일 수 있으며, 더욱 구체적으로 80℃에서 4 내지 5시간 추출하는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 2차 추출은 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법에 따라 추출할 수 있다. 상기 추출 방법의 비제한적인 예로는, 열수 추출법, 냉침 추출법, 용매 추출법, 수증기 증류법, 용출법, 압착법, 초음파 추출법, 여과법, 환류 추출법 등이 있으며, 이들은 단독으로 수행되거나 2종 이상의 방법을 병용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 상기 추출액은 예를 들어 조추출액, 극성용매 가용 추출액 또는 비극성 용매 가용 추출액을 모두 포함할 수 있다. 상기 추출액을 제조하기 위해 사용되는 추출 용매의 종류는 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 공지된 임의의 용매를 사용할 수 있다. 상기 추출 용매의 비제한적인 예로는 물; 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 프로필알콜, 부틸알콜 등의 탄소수 1 내지 4의 알코올; 글리세린, 부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등의 다가 알코올; 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 아세톤, 벤젠, 헥산, 디에틸에테르, 디클로로메탄 등의 탄화수소계 용매;　또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 일 예로, 물, 탄소수 1 내지 4의 알코올 또는 이들의 혼합 용매로 이루어진 군에서 선택된 용매일 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에서는 상기 방법으로 확보한 한라봉 추출액을 커피 원액, 한라봉 향료 및 이산화규소와 혼합한 후 분무건조하여 한라봉이 함유된 커피 분말을 제조하였으며, 상기 커피 분말로 제조한 커피가 종래 인스턴트 커피 대비 우수한 관능적 성질을 가짐을 확인하였다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 일 양태로서, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 한라봉이 함유된 커피 분말을 제공한다.
본 발명의 한라봉이 함유된 커피 분말 제조방법은 한라봉 과육을 사용하여 커피 분말 제조에 필요한 재료들을 최적의 배합비로 혼합함에 따라, 한라봉의 상큼한 향을 가미하고 커피의 쓴맛을 감소시켜 커피 향, 맛 및 기호도를 향상시키는 효과가 있다. 또한, 엽산, 인, 철분, 칼륨, 식이섬유, 비타민 A, 비타민 B1, 비타민 B6, 비타민 C, 비타민 E 등을 함유하고 있는 한라봉 추출액이 커피 분말에 첨가되어 있어, 영양학적 측면에서도 우수한 효능을 갖는다.
도 1은 한라봉이 함유된 커피 분말을 제조하기 위해 제조한 한라봉 추출액을 나타낸 사진이다.
도 2는 한라봉이 함유된 커피 분말을 제조하기 위해 사용한 분무건조기의 사진이다.
도 3은 본 발명에 따라 제조된 한라봉 추출액이 함유된 커피 분말의 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 한라봉 추출액이 함유된 커피 분말의 카페인 함량을 나타낸 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 한라봉 추출액이 함유된 커피 분말 제조
본 발명에 사용된 커피 원두는 COFFEE LIBRE의 버티고(Vertigo) 원두를 사용하였다.
1-1. 한라봉 추출액 준비
한라봉을 칭량하여 준비하고, 그 칭량된 과육 부위를 세척한 다음 건조기에서 85℃의 온도 조건하에 4∼24시간 동안 함수율 1% 이하가 되도록 건조하고, 그 건조물을 마쇄한 다음 그 마쇄물을 혼합하고, 그 혼합물 총량에 대하여 10∼20배의 중량부로 정제수를 가하여 100℃의 열수에서 8∼10시간 동안 열수 추출하였다. 추출액을 저장조에 넣고 상기 추출액 총량 대비 10∼20배의 중량부로 정제수를 투입 후, 80℃의 온도 조건하에 4∼5시간 추출한 후, 10℃, 8,000 rpm에서 10분간 원심분리 하였다. 이후 마이크로 필터로 여과하여 여과액을 회전감압 농축기로 농축하여 한라봉 추출액을 확보하였다.
1-2. 한라봉 추출액이 함유된 커피 분말 제조
COFFEE LIBRE의 버티고(Vertigo) 원두를 입자가 0.3mm 이하가 되도록 그라인딩한 후, 모카포트를 사용해 커피 원액을 추출하였다. 하기 표 1에 따라 전체 혼합물 100 중량부에 대하여 커피 원액 80 내지 90 중량부, 한라봉 추출액 1 내지 9 중량부를 잘 혼합한 후 기호도 및 풍미를 향상시키기 위해 한라봉 향료 5 중량부를 혼합하고 고결방지제인 이산화규소를 0.2 중량부로 혼합하였다.
재료 구성비
(중량부)
커피 원액(에스프레소) 94.8 93.8 91.8 88.8 85.8
한라봉 추출액 0 1 3 6 9
한라봉 향료 5 5 5 5 5
이산화규소 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
상기 비율에 따라 혼합된 혼합물을 주입 온도 180℃ 및 방출 온도 80℃ 조건에서 분무건조기(SPRAY DRYER-008R, DONGJIN S.D kr, Korea)를 이용한 분무건조 방식(도 2)으로 분말화하여 한라봉이 함유된 커피 분말을 제조하였다(도 3).
실험예 1: 성분 분석
실시예 1에서 제조된 한라봉 추출액이 함유된 커피 분말에 대해 성분 분석을 수행하였으며, 구체적으로 수분 정량은 105℃ 건조법(EYELA, Tokyo, Japan)에 의한 분석법, 조단백질의 함량은 Kjeldahl 법에 준한 조단백 자동분석장치(Kjeltec TM 2300, FOSS, Hφganδs, Sweden), 회분은 직접회화법(KL-160, Toyo Seisakusho co., LTD., Japan), 조지방의 정량은 Soxhlet법(Soxtec system HT 1043, Foss Tecator)에 준하여 측정하였다(Choi 등, 2016).
그 결과, 표 2에 나타낸 바와 같이, 커피에 한라봉 추출액의 첨가량이 증가할수록 수분 함량이 증가하여, 한라봉 추출액을 9% 첨가한 커피 분말에서 수분이 가장 높았다(10.55±0.27%, p<0.05). 생두의 수분 함량(콜럼비아산 10.3%, 브라질산 9.5%, 베트남산 8.8%)과 비교할 때, 전체 커피 대비 한라봉 추출액의 중량부가 6% 이상이어야 생두와 비슷한 수분 함량을 나타낼 수 있음을 확인하였다.
커피에 한라봉 추출액의 첨가량이 증가할수록 회분 및 조단백질 함량은 유의미하게 감소함을 확인하였고(p<0.05), 조지방 및 식이섬유 함량은 각 군마다 유의한 차이가 없었다.
측정값(%) 한라봉 추출액 중량부(%)
0 1 3 6 9
수분 6.82±0.57 6.40±0.13 8.52±0.35 8.61±0.22 10.55±0.27
회분 14.20±0.18 13.66±0.21 13.07±0.30 11.47±0.13 11.76±0.05
조지방 1.93±0.24 2.29±0.41 2.81±0.18 2.31±0.22 2.60±0.30
조단백질 19.21±0.22 17.77±0.32 16.58±1.30 16.73±1.54 15.49±2.63
식이섬유 3.41±0.39 3.98±0.17 3.60±0.12 3.03±0.14 3.29±0.34
실험예 2: 물리화학적 성질 분석
실시예 1에서 제조된 한라봉 추출액이 함유된 커피 분말에 대해 물리화학적 성질을 분석하였다.
구체적으로, Hwang와 Sohn(2020)이 제시한 방법을 변형하여 당도, pH 및 탁도를 측정하기 위해 완성된 커피 분말을 물에 녹인 후 5,000 rpm에서 10분간 원심분리(Mega 17R, Hanil Co., Incheon, Korea)하여 상등액을 얻었다. 당도는 당도계(Master-M, ATAGO Co., Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였고 °Brix로 나타내었다. pH는 여과된 추출액을 pH meter(Orion 3 star, Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, USA)로 측정하였다. 탁도는 여과한 커피 추출액을 40배로 희석한 후 spectrophotometer(Ultrospec 2100 pro, Biochrom Ltd., Cambridge, UK)를 사용하여 420 nm에서 흡광도로 측정하였다.
그 결과, 표 3에 나타낸 바와 같이, 한라봉 추출액 중량부가 증가할수록 pH가 감소하였으며, 특히 한라봉 추출액 중량부가 6% 이상일 때 pH가 5 이하인 것으로 나타났다. pH는 H3O+의 농도를 측정하여 시료의 산도를 나타내는 지표로서, 커피의 일반적인 pH는 4.77∼4.92이며, 로스팅 된 원두커피를 최적의 조건하에서 추출하면 신맛을 갖게 되는데 이는 커피의 관능적 미각에 중요한 요소이다. 따라서, 전체 커피에 대하여 한라봉 추출액의 중량부가 6% 이상일 때 우수한 관능적 성질을 가지는 것을 알 수 있다.
또한, 한라봉 추출액이 6% 첨가된 커피가 상이한 한라봉 추출액 중량부의 커피 대비 탁도가 유의하게 옅어져, 커피의 색이 갈색으로 부드럽게 표현되는 것을 관찰되었다(p<0.05).
측정값 한라봉 추출액 중량부(%)
0 1 3 6 9
당도(°Brix) 8.50±0.20 8.43±0.12 8.73±0.25 8.63±0.12 8.43±0.12
pH 5.33±0.02 5.35±0.04 5.21±0.03 4.84±0.03 4.69±0.03
탁도 1.96±0.01 1.97±0.01 1.96±0.01 1.59±0.01 1.69±0.01
실험예 3: 색도 분석
실시예 1에서 제조된 한라봉 추출액이 함유된 커피 분말에 대해 색도 분석을 수행하였다.
구체적으로, 실시예 1에서 제조된 한라봉 추출액이 함유된 커피 분말로 제조한 커피를 지름 50 mm의 투명 용기에 넣고 명도(L*, lightness), 적색도(a*, redness), 황색도(b*, yellowness)를 색차계(Chroma Meter CR-300, Minolta, Tokyo, Japan)로 측정하였다. 표준색은 L*, a*, b*값이 각각 97.10, +0.24, +1.75인 백색 표준판을 사용하였다(Hwang와 Sohn, 2020).
그 결과, 표 4에 나타낸 바와 같이, 명도 및 황색도는 한라봉 추출액 첨가량이 증가할수록 수치가 증가하는 경향을 나타내었으며, 적색도는 한라봉 추출액 첨가량이 증가할수록 수치가 감소하는 경향을 나타내었다. 특히, 이러한 명도, 적색도 및 황색도는 커피에 한라봉 추출액 6%를 첨가한 군부터 일정한 수치를 유지하여, 종래 커피와 유사한 색도를 나타내었다.
측정값
(%)		 한라봉 추출액 중량부(%)
0 1 3 6 9
L* 14.67±0.78 14.60±1.28 15.50±1.35 15.70±2.26 15.70±0.40
a* 9.90±0.62 9.27±0.40 9.50±0.92 9.13±0.91 9.27±0.38
b* 12.90±0.78 12.43±0.93 13.80±1.23 14.33±1.79 14.33±0.67
*p<0.05
실험예 4: 총 폴리페놀 함량 분석
실시예 1에서 제조된 한라봉 추출액이 함유된 커피 분말에 대해 총 폴리페놀 함량 분석을 수행하였다. 커피의 폴리페놀 성분은 항상화 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다.
Hwang와 Sohn(2020)이 제시한 방법에 따라 실시예 1에서 제조된 한라봉 추출액이 함유된 커피 분말로 제조한 커피 1 mL에 2% aluminium chloride methanolic solution 1 mL를 혼합하여 실온에서 15분 동안 반응시킨 후 430 nm에서 흡광도(SpectraMax M3 microplate reader, Molecular Devices LLC, Sunnyvale, CA, USA)를 측정하였다.
그 결과, 표 5에 나타낸 바와 같이, 한라봉 추출액 첨가량이 증가할수록 총 폴리페놀 함량이 증가하는 경향을 나타내었다.
한라봉 추출액 중량부(%)
0 1 3 6 9
총 폴리페놀 (GAE mg/g) 133.75±
0.76		 117.27±
0.46		 145.64±
0.10		 143.81±
0.69		 293.30±
11.55
실험예 5: 항산화 활성 분석
실시예 1에서 제조된 한라봉 추출액이 함유된 커피 분말의 항산화 활성을 분석하였다.
구체적으로, 실시예 1에서 제조된 한라봉 추출액이 함유된 커피 분말로 제조한 커피의 2,2'-Azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate)(ABTS) 라디칼 소거활성은 Re 등(1999)과 Lee 등(2017) 방법을 사용하여 측정하였다. 7 mM ABTS(Sigma-Aldrich Co. Spruce MO, USA) 용액과 140 mM potassium persulfate(K2S2O8)(Samchun Pure Chemical Co., Ltd., Seoul, Korea)를 혼합하여 12∼16시간 암소에서 반응시킨 후, phosphate buffered saline(PBS, pH 7.4)를 사용하여 734 nm 파장에서 흡광도 값 0.7(±0.02)이 되도록 희석하여 사용하였다. Radical inhibition(%)이 20∼80%가 되도록 희석한 조제 시료 10 μL과 1 mL ABTS 용액을 혼합하여 15분간 반응시킨 후, 734 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. ABTS 라디칼 소거활성은 다음에 제시된 공식에 의하여 계산하였으며, 각 시료의 라디칼 소거능은 TEAC μmol/g dry weight로 나타내었다.
ABTS 라디칼 소거 활성(%)={1-(시료 첨가군 흡광도/시료 무첨가군 흡광도)}Х100
완성된 커피의 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 소거능은 Thaipong 등(2006)과 Lee 등(2017)이 제시한 방법에 따라 측정하였다. DPPH stock solution은 DPPH(Sigma-Aldrich Co. Spruce, MO, USA) 24 mg을 메탄올 100 mL에 용해시킨 다음 -20℃에서 보관하면서 사용하였으며, DPPH 용액은 515 nm 파장에서 흡광도 값 1.1(±0.02)이 되도록 메탄올로 희석하여 사용하였다. Radical inhibition(%)이 20∼80%가 되도록 희석한 조제 시료 50 μL과 DPPH 용액 2 mL를 혼합하여 실온의 암소에서 30분간 반응시킨 후, 메탄올을 blank로 하여 515 nm에서 시료의 잔존 흡광도를 측정하였다. DPPH 라디칼 소거활성은 제시된 공식에 의하여 계산하였으며, 각 시료의 라디칼 소거능은 TEAC μmol/g dry weight로 나타내었다.
DPPH 라디칼 소거 활성(%)={1-(시료 첨가군 흡광도/시료 무첨가군 흡광도)}Х100
그 결과, 표 6에 나타낸 바와 같이, ABTS 라디칼 소거활성은 한라봉 추출액 첨가량이 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었으며, 특히 한라봉 추출액이 6% 이상 첨가되었을 때 유의하게 증가하였다.
DPPH 라디칼 소거활성 또한 마찬가지로 한라봉 추출액 첨가량이 증가할수록 증가하여, 9% 첨가한 군에서 47.20±0.80 TEAC μmol/g로 가장 높은 수치가 나타났다(p<0.05).
한라봉 추출액 중량부(%)
0 1 3 6 9
ABTS 라디칼 양이온 소거
(μmol/g dry weight)		 71.18±0.36 68.72±1.33 70.21±1.63 76.31±6.18 78.48±1.05
DPPH 라디칼 소거
(μmol/g dry weight)		 8.92±0.49 14.91±0.52 35.77±0.52 33.39±0.92 47.20±0.80
실험예 6: 카페인 함량 분석
실시예 1에서 제조된 한라봉 추출액이 함유된 커피 분말에 대해 카페인 함량 분석을 수행하였다. 카페인의 섭취량이 과도하면 불면증, 심장 박동수의 증가 현상이 나타나고, 근육경련과 소화기관 악화 등의 부작용이 나타나므로, 과도한 카페인의 섭취는 지양하는 것이 바람직하다고 알려져 있다.
카페인 함량 분석은 Park와 Jung(2017)이 제시한 방법에 따라 다음과 같이 실시하였다. 카페인 정량을 위하여 실시예 1에서 제조된 커피 분말을 각각 1 g씩 취하여 90∼95℃의 3차 증류수 80 mL를 첨가하여 15분간 침출시킨 후, 4℃에서 15분간 4,000 rpm으로 원심분리 하였다. 단계희석 후 Sep-pak Cartridge(C18, Waters, Milford, MA, USA)에 통과시킨 다음 0.45 μm membrane filter로 여과하여 준비하였다. 카페인 표준품은 농도별로 준비하였고, 내부 표준은 아세트아미노펜(acetaminophen)을 이용하였다. HPLC(LC-20AD, Shimadzu, Tokyo, Japan)를 이용하여 칼럼은 Shim-pack GISODS C18(4.6×250 mm, Shimadzu)을 40°C로 유지하였으며, 이동상 용매(methanol : water=35 : 65)는 등용매 용리(isocratic elution) 하였다. 이때 용출속도는 1.0 mL/min, 주입 부피는 10 μL로 하고, 검출기(SPD-20A prominence UV/ vis detector)를 이용하여 280 nm에서 측정하였다. 측정 시료 및 대조군의 농도는 1,000 ppm으로 분석하였다.
그 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이, 카페인 함량은 한라봉 추출액 첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며, 한라봉 추출액 9% 첨가군에서 25mg/g의 카페인을 함유하는 것을 확인하였다(p<0.05).
이러한 결과를 바탕으로, 역류성 식도염, 카페인 부작용 등에 의해 카페인 섭취에 어려움을 느끼는 사람들도 한라봉 추출액이 첨가된 커피로 인해 과도한 카페인 함량 섭취를 줄이면서 커피를 즐길 수 있다.
실험예 7: 관능 평가
본 발명의 방법에 따라 제조된 한라봉 추출액이 함유된 커피 분말에 대한 관능평가를 실시하기 위해, 시중에 판매되는 인스턴트 커피 분말(비교예)과 실시예 1에서 제조한, 한라봉 추출액이 6% 첨가된 커피 분말을 각각 물에 녹여 커피를 제조하였다.
이렇게 제조된 실시예 및 비교예 커피에 대하여 관능평가를 실시하였다. 관능평가는 성인 남녀 각 10명씩 패널로 선정하여 단맛, 신맛, 쓴맛, 향 및 전체 기호도에 대하여 관능특성 또는 선호도가 강한 것일수록 높은 숫자의 점수로 평가하는 9점 채점법(전체적 품질에 대한 1점(매우 싫음)에서 9점(매우 좋음)으로 분류하여 척도를 평가)을 이용하여 평가하였다.
그 결과, 표 7에 나타낸 바와 같이, 한라봉 추출액이 첨가된 커피가 일반 인스턴트 커피보다 향에 대한 선호도가 더 높게 나타났고, 전체기호도도 더 우수한 것으로 나타났다.
구분 단맛 신맛 쓴맛 향 전체 기호도
실시예 5.5 5 7.5 6.8 7.9
비교예 7.8 7 4 7.2 4
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. (a) 커피 원액, 한라봉 추출액, 한라봉 향료 및 이산화규소를 혼합하는 단계; 및
    (b) 상기 혼합물을 분무건조하는 단계;
    를 포함하는 한라봉이 함유된 커피 분말 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a)단계는 커피원액 80 내지 90 중량부, 한라봉 추출액 1 내지 10 중량부, 한라봉 향료 1 내지 10 중량부 및 이산화규소 0.1 내지 0.5 중량부를 혼합하는 것인, 한라봉이 함유된 커피 분말 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커피 원액은 모카포트를 사용하여 수증기 압력으로 추출한 것인, 한라봉이 함유된 커피 분말 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분무건조는 상기 혼합물을 주입 온도 160 내지 200℃ 및 방출 온도 60 내지 100℃에서 분무하여　건조하는 것인, 한라봉이 함유된 커피 분말 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 한라봉 추출액은
    (a) 한라봉을 건조한 후 마쇄하여 혼합하는 단계;
    (b) 상기 (a)단계의 혼합물을 1차 추출하는 단계; 및
    (c) 상기 추출액을 2차 추출하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되는 것인, 한라봉이 함유된 커피 분말 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 (c)단계 후
    (d) 상기 2차 추출한 추출액을 원심분리하여 여과하는 단계; 및
    (e) 상기 여과액을 농축하여 한라봉 추출액을 얻는 단계를 더 포함하는, 한라봉이 함유된 커피 분말 제조방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 (a)단계의 건조는 80℃ 내지 90℃에서 4 내지 24시간 동안 건조하는 것인, 한라봉이 함유된 커피 분말 제조방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 1차 추출은 상기 혼합물 1 중량부 당 10 내지 20 중량부의 정제수로 50℃ 내지 150℃에서 5 내지 15시간동안 열수추출하는 것인, 한라봉이 함유된 커피 분말 제조방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 2차 추출은 상기 (b)단계에서 얻은 추출액 1 중량부 당 10 내지 20 중량부의 용매로 30℃ 내지 130℃에서 2 내지 7시간 추출하는 것인, 한라봉이 함유된 커피 분말 제조방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된, 한라봉이 함유된 커피 분말.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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