KR20230124232A

KR20230124232A - 클로로겐산 고함유 액상 커피의 제조방법

Info

Publication number: KR20230124232A
Application number: KR1020220021279A
Authority: KR
Inventors: 홍순명
Original assignee: 홍순명
Priority date: 2022-02-18
Filing date: 2022-02-18
Publication date: 2023-08-25

Abstract

본 발명은 파쇄기의 외부에 냉자켓을 설치하여 파쇄기 내부 온도를 5~15℃로 유지하고, 커피 생두를 파쇄하여 얻어진 길이 방향의 길이가 약 0.5~3.0mm의 크기의 커피 생두 파쇄물을 10℃ 이하에서 6~72시간 추출하여 추출액을 얻고, 이 추출액에 원당과 스테비아 혼합물을 가하고, 29~32℃에서 42~96시간 이상 발효시켜 수소이온농도(pH): 3.7~4.5, 클로로겐산: 1,440~1,700mg/L을 함유하는 액상 커피의 제조방법을 개시한다.

Description

클로로겐산 고함유 액상 커피의 제조방법 {PROCESS FOR PREPARING LIQUID COFFEE WITH HIGH CONTENT OF CHLOROGENIC ACID}

본 발명은 풍미가 개선되고, 클로로겐산 고함유의 액상 커피의 제조방법에 관한 것이다. 더 상세히는 커피의 생두를 5~15℃에서 약 0.5~3.0mm로 분쇄하고, 이를 10℃ 이하에서 6~72시간 추출한 후, 추출액에 원당과 스테비아의 혼합물(1:0.01~0.02 중량비)을 발효 배지로 하여 가하고, 29~32℃에서 24시간 내지 96시간 발효시켜 발효액 중의 에탄올의 농도가 1%(v/v)가 될 때까지 발효시킨 후, 여과하여 얻은 액상 커피를 -1℃ 내지 -3℃의 냉장하여 발효를 종료시켜 얻은 액상 커피로서, 그의 수소이온농도(pH)가 3.7~4.5이고, 당도가 약 8.2~8.8 Brix이고, 클로로겐산이 약 1,440~1,700mg/L인 액상 커피의 제조방법에 관한 것이다.

커피의 성분은 수 백가지가 있는 것으로 알려졌으며, 또한 그의 성분은 커피의 종류 및 산지에 따라 다르나, 대표적으로 카페인, 커피 오일, 당류, 단백질, 클로로겐산(chlorogenic acid), 카페인산(caffeic acid), 셀룰로오스, 탄닌산, 포화 지방산, 불포화 지방산 등이 존재하는 것으로 알려져 있다. 이들 중, 특히 클로로겐산은 항산화성, 항암성, 비만 치료 효과가 있는 것으로 알려져, 최근 국내 텔레비전 방송에 수차 방영되기도 하였으며, 위키백과에 의하면 "중요한 생합성 중간체이다. 클로로겐산은 리그닌 생합성에서 중요한 중간체이다. 산화 방지제로 알려진 이 화합물은, 또한 식후 혈중 포도당의 방출을 느리게 할 수 있다. "로 기재되어 인체에 유용한 물질로 알려져 있다(비특허문헌 3). 이러한 클로로겐산 성분은 커피의 종류에 따라 크게 다르며, 특히 로부스터 커피 원두에는 약 6% 정도로 함유되어 있는 것이 알려져 있으나, 이러한 커피는 주로 인스턴트 커피로 사용되고 있으며, 통상 고급 커피로 알려진 풍미감이 높은 케냐산이나 아라비카, 컬럼비아 커피 등의 원두에는 약 2.5∼3.5%로 함유되어 있는 것이 알려져 있다. 이러한 클로로겐산은 열, 외부 충격, 수분 등에 민감하게 반응하여 그 성분이 분해되거나, 소실된다. 실제, 통상 음용하는 에스페로 커피(30cc) 한잔에 존재하는 클로로겐산의 함량을 측정해보면 최대 약 0.0003 내지 0.0005g/L만이 발견될 뿐이며, 아메리카노 커피 한잔에는 상기 에스페로 커피의 약 10% 정도에 불과하다. 따라서, 통상 음용하는 액상 커피로부터 클로로겐산의 효과를 기대할 수 없다.

오래 전부터 커피 원두(생두)를 그대로 분쇄하여 사용하는 것이 거의 불가능하여 이를 로스팅하여 분쇄하여 사용해왔다. 생두 중의 유용 성분인 클로로겐산, 카페인산(카페인과는 다름) 등을 이용하고자 하여도 생두의 파쇄/분쇄 자체가 어려워 생두를 사용할 수 없었다. 즉, 통상의 파쇄기로 생두를 파쇄하고자 하여도 생두가 파쇄되지 않고, 생두끼리 들러붙어 분말로 하는 것이 매우 곤란하였고, 생두를 그라인더로 파쇄하는 경우에도 그라인드에 달라붙고, 또한 생두끼리 달라붙어 파쇄하는 것이 거의 불가능하였다. 이를 극복하기 위하여 소량씩의 생두를 그라인더에 넣고, 발생하는 열이 식히기 위해 냉수를 부어가면서 어는 정도의 크기로 파쇄하는 것이 가능하다고 할 수 있으나, 이러한 방식은 작업시간이 너무 많이 걸리고, 비용 또한 많이 들어 산업상 이용할 수 있는 방법이라 할 수 없다.

또한 커피 생두는 그 자체에 유기산, 케톤, 티올 등의 성분으로 인한 콩비린내, 역겨운 맛 등 때문에, 생두를 분쇄하여 직접 끓여 마시는 것은 행해지지 않고 생두를 로스팅하여 사용하여 왔다.

이러한 로스팅된 커피는 분쇄, 정제하여 사용하는 원두 커피, 추출한 커피 원액에서 수분을 제거하여 고체의 가루나 과립으로 만들어 놓은 것으로 여기에 물을 더하면 가루나 과립이 녹아 다시 액체 커피가 되며, 증기건조와 냉동건조의 두 가지 방식으로 제조되는 인스턴트 커피로 대별된다.

최근, 인스턴트 커피에서 원두 커피로 음용 패턴이 바뀌고 있으나, 이러한 커피의 수요는 폭발적으로 증가하고 있다.

통상 액상 원두커피에 사용되는 원두는 약 220∼250℃의 온도에서 로스팅하고, 분쇄하여 이를 고온의 물에 용해하여 액상 커피로 음용하고 있으며, 최근 원두 중의 클로로겐산 등의 유용성분이 알려지고 있으나, 전술한 바와 같이 생두 분쇄의 어려움, 또한 생두 자체의 독특한 맛 때문에 대부분의 커피 음용자가 접근하기 어렵고, 기호식품으로 이용되지 못하고 있다.

이 분야의 선행기술의 발명자들의 대부분은 커피의 성분 중 클로로겐산이 인체에 매우 유용한 성분인 것은 인지하고 있었으며, 로스팅에 의해 이러한 성분이 거의 모두 소실되는 것을 알고, 이를 극복하기 위해 저온~초저온의 로스팅을 수행하여 고함량의 클로로겐산 함유 액상 커피를 얻고자 하는 것이 하기와 같이 개시되어 있다.

<생두 분말과 로스트 분말을 혼합 사용한 선행기술의 예>

특허문헌 2에서는 (i) 커피 제품 총 중량을 기준으로 30 내지 90중량% 양의 볶지 않은 (unroasted) 커피 생두 분쇄물, 볶지 않은 비분쇄물 또는 볶지 않은 분쇄물 및 볶지 않은 비분쇄물 커피로 이루어지고, 상기 볶지 않은 커피의 적어도 65중량%가 로부스터 커피인 제1 분획물 및 (ii) 커피 제품 총 중량을 기준으로 70 내지 10중량% 양의 상기 제1 분획보다 더 높은 볶음도로 볶아진 분쇄 커피로 이루어진 제2 분획물; 클로로겐산의 함량이 커피 제품 100g당 4g 이상인 커피 제품을 개시하고 있다. 이 특허문헌 2에서도 커피 생두와 로스트 커피의 혼합물을 사용하고 있으며, 로스트 커피의 함량이 높아질수록 클로로겐산의 함량은 낮아짐을 알 수 있다. 그러나 이러한 원두 분말과 로스트 커피의 혼합물 중의 클로로겐산의 함유량이 커피 제품 100g당 4g 이상이어도, 이러한 제품을 액상으로 음용하는 경우에는 클로로겐산이 물과 가수분해를 일으켜 실제로는 클로로겐산의 함량이 대폭 낮아지게 되어 목적으로 하는, 클로로겐산이 고함량으로 함유하게 하는 것은 가능하지 못한 문제가 있다.

그리고 특허문헌 3에도 배전(로스팅) 커피 원두와 배비전 커피 원두를 50:50의 중량비로 혼합하여 90℃ 이상의 열수로 70~80℃의 온도에서 추출, 여과하고, 원심분리하여 액상 커피를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법 역시 열수로 추출하는 과정 및 70~80℃의 온도에서 추출하는 과정에서 클로로겐산의 소실을 피할 수는 없고, 또한 배전도 값이 21~25로 로스팅하는 과정에서 클로로겐산의 소실을 피할 수는 없다.

또한, 이러한 커피 원두의 유용 성분을 이용하기 위하여 또한, 위와 유사하게 국내에서 커피 원두 분말과 로스트 커피를 혼합하여 판매하기도 한다(비특허문헌 1).

<저온 추출법을 이용한 선행기술의 예>

특허문헌 4에는 원두를 로스팅하는 온도를 낮추고, 최단 시간에 행하고 상온에서 추출하는 콜드 브루 추출방식에 의해 클로로겐산을 다량으로 함유시킬 수 있다고 기재되어 있다. 이 문헌에는 클로로겐산의 함량이 1812.5mg/L까지 얻어질 수 있다고 기재되어 있으나, 이 문헌에 기재된 방법은 175~179℃에서 로스팅하는 단계, 원두를 꺼내 10~20℃로 냉각하는 단계, 3메쉬로 분쇄하는 단계, 추출기에 넣고 탬핑하고, 18~20℃로 5시간 46분 추출하는 단계, 얻어지는 액상 커피의 농도가 1812.5mg/L의 클로로겐산을 함유하는 것을 얻어지는 단계 등으로 이루어져서 실제로 산업상 이용하기에는 너무 복잡하고, 비용이 많이 소요되며, 더욱이 온도나, 분쇄되는 메쉬, 얻어지는 커피 중의 클로로겐산의 함량이 1812.5mg/L으로 되도록 하는 것은 실제 산업상으로 수행하기 어렵고, 단순히 실험실에서도 숙련된 기술자가 아니면 얻기 어려울 정도의 기술로서 인정될 수밖에 없을 것 같아, 산업상 이용할 수 있다고 인정하기 어렵다.

또한, 특허문헌 5에는 초저온 전처리 로스팅의 6단계, 냉각단계, 초저온 후처리 로스팅 6단계, 2차 냉각단계를 거쳐 로스트된 커피의 제조방법이 개시되어 있다. 그러나 이 문헌에 기재된 기술적 단계도 특허문헌 4에 기재된 단계 이상으로 복잡하고, 다수의 단계로 되어 있어 실제로 상업적으로 이용될 수 있는 방법이라고 할 수 없을 것이며, 또한 각 단계에서는 로스팅 조건도 너무 엄격하여 이 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해하고, 실시할 수 있는 것이라고는 할 수 없다.

<커피의 생두를 산성용액에 침지시켜 로스팅하는 선행기술>

특허문헌 6에는 생두를 산성용액에 침지시킨 후, 이를 가열(로스팅)하는 단계로 이루어진 방법에 의해 클로로겐산이 강화된 커피 생두의 제조방법이 개시되어 있다. 이 방법은 커피 중에 함유된 카페인산을 산에 의해 가수분해시킴으로써 클로로겐산이 강화되는 것을 개시하고 있으나, 카페인산이 가수분해에 의해 클로로겐산이 증대되더라도 후공정인 가열에 의해 클로로겐산이 소실되는 것을 피할 수 없으므로, 종래의 액상 커피에 비해 클로로겐산이 약간 증진되는 것은 인정된다고 하더라도 큰 효과를 기대할 수는 없을 것으로 생각된다.

<비로스팅 커피 생두를 이용한 음료 조성물에 관한 선행기술>

특허문헌 7에는 로스팅되지 않은 커피 고형물에 아라비노갈락탄을 포함하는 음료 조성물, 그리고 필요에 따라 감미료를 첨가한 음료 조성물에 관한 것으로, 이 음료의 주된 목적은 커피 원두를 가열하지 않음으로써 커피 중의 클로로겐산을 함유하는 음료를 제공하는 것이 개시되어 있다. 그러나 이 음료는 클로로겐산을 고농도로 포함하는 장점이 있다고 할 수 있으나, 통상의 액상 커피와는 향미가 다르고, 또한 생두 맛의 거부감을 감소시키기 위해 아라비노갈락탄을 조합하여 음용감을 향상시킨 것으로, 이는 액상 커피로서의 풍미를 발휘할 수 없어서 새로운 드링크류에 해당하여 커피를 애용하는 일반인에 다가갈 수 있는 액상 커피로는 받아드리기 어려운 문제점을 안고 있다.

<커피 생두를 발아시키거나 발효시켜 클로로겐산을 증진시킨 예>

특허문헌 8에는 비타민 나뭇잎 분말, 민들레 등의 추출액에 커피 생두를 침지하여 발아시켜 얻은 발아 커피를 로스팅한 후, 분쇄하고, 이를 추출한 후, 감미료 등을 첨가한 액상 커피를 개시하고 있다. 그러나 커피 생두를 생약 추출 여과물에 발아시키는 것은 실제로 발아공정에 의해 클로로겐산이 증대되는 것은 기대하기 어렵고, 단순히 향미감, 음용감 등을 증진시킬 뿐인 것으로 사료된다.

또한, 특허문헌 9 및 10에는 커피 원두를 누룩액이나 바실러스 섭틸러스에 접종하여에 발효시킨 후, 저온 로스팅하여 클로로겐산 고함유 액상 커피를 제조방법을 개시하고 있으나, 전술한 바와 같이, 발아나 발효에 의해 클로로겐산의 증대는 기대할 수 없고, 단순히 향미감이나 다른 효과가 기대될 뿐인 것으로 사료될 뿐이다.

<클로로겐산의 추출에 관한 선행기술>

특허문헌 11에는 커피 생두를 초음파 발생장치를 이용해 클로로겐산을 추출하는 방법 및 이를 화장료로 사용하는 것이 개시되어 있다. 이러한 추출방법은 의약 분야, 특히 은행잎으로부터 징코플라보노이드의 추출에 이용되오던 방법을 커피분말에 적용하여 클로로겐산을 얻는 방법 및 이를 화장료로 사용하는 것으로 이는 액상 커피와는 직접 관련이 없으므로 이에 대한 설명은 생략한다.

전술한 바와 같이, 종래의 기술은 액상 커피에 클로로겐산을 증대시키키 위하여 (초)저온 로스팅, 커피 원두의 발아, 발효 과정을 통하여는 그 목적을 만족할 만큼의 결과를 얻을 수 없었고, 이러한 문제를 회피하기 위하여 커피빈 생두를 사용하는 것이 특허문헌 7에 개시되어 있으나, 이 문헌의 발명의 상세한 설명(식별번호 [0010])에 US 5,972,409호 기재된 생두의 추출방법을 참조로 하여 생두를 추출한다고 기재되어 있다. 즉, 이 참조 미국특허에는 생두를 물로 추출하여 그린 추출액을 얻고, 그린 추출액을 건조하여 그린 분말을 얻은 후, 이 분말을 압출기를 통해 통과시키고 압출기에서 120℃ 또는 140℃를 초과하는 온도에서 가열하고, 냉각하여 냉각 생성물을 얻고, 이 생성물을 갈아서 분말형의 제품을 얻는 공정이 기재되어 있는 것일 뿐이며, 커피빈 생두 자체를 파쇄하거나 분쇄하는 것이 아니고, 생두를 물로 추출하고, 추출물을 건조하고, 얻어진 분말을 120℃ 또는 140℃를 초과하는 온도에서 가열하는 공정을 포함하고 있으므로, 이러한 공정중, 물로 추출하는 공정, 고온에서 가열하는 공정에서 클로로겐산은 파괴될 수 밖에 없음을 알 수 있다. 상기 추출과정에서 120℃, 또는 140℃를 초과하는 온도에서 추출함으로써 클로로겐산의 파괴를 저하시킨다고 하나, 이 문헌에서의 문제점은 커피빈 생두를 파쇄나 분쇄하지 않고 사용하기 때문에 클로로겐산이 충분히 얻어지는 액상 커피를 얻는 것이라고 할 수 없다.

이와 같이 종래의 기술에서는 생두 자체를 파쇄, 분쇄하는 것은 찾아볼 수 없었다.

실제, 생두의 파쇄물/분쇄물을 얻기 위해 파쇄기 등을 이용하여 파쇄하는 경우, 용이하게 파쇄되지 않고, 파쇄 초기에 약간의 파쇄가 이루어지더라도 작동이 계속 진행하면, 파쇄기에 열이 발생하여 파쇄기가 손상되거나 멈추게 되므로, 수행하기 용이하지 않다. (이 부분에 대해서는 발명의 상세한 설명에서 더 상세히 설명한다.)

결론적으로 종래의 액상 커피에서 클로로겐산을 실질적으로 고함량으로 함유하는 특성과, 액상 커피의 풍미감의 유지하거나 향상시키는 특성의 양자를 가지는 액상 커피는 존재하지 않는다.

특허문헌 1: 특허 제 10-1031142호 특허문헌 2: 특허 제 10-1364336호 특허문헌 3: 특허 제10-1335883호 특허문헌 4: 특허 제10-2162989호 특허문헌 5: 특허 제10-1999108호 특허문헌 6: 특허공개 10-2017-0077447호 특허문헌 7: 특허공개 10-2012-0012822호 특허문헌 8: 특허 제10-1937763호 특허문헌 9: 특허 제10-1775112호 특허문헌 10: 특허 제10-1738303호 특허문헌 11: 특허 제10-2047346호

비특허문헌 1: 인터넷 "다음" 비특허문헌 2:(http://coffeeclean.com/goods_detail. php?goodsIdx=266)의 발췌물 비특허문헌 3: '클로로겐산' 위키백과사전

본 발명은 커피빈 생두의 성분 중에 함유되어 있는 클로로겐산의 함량을 가능한 한 고함량으로 함유하는 액상 커피를 얻기 위해서는 우선 커피빈 생두의 파쇄물/분쇄물을 얻어야만 하고, 또한 액상 커피의 풍미를 함유하기 위하여는 액상 커피의 제조공정에 특이한 공정을 포함하여야 한다.

즉, 본 발명이 해결하고자 하는 제1 과제는 클로로겐산 고함유 액상 커피를 제조하기 위해 커피빈 생두의 파쇄물/분쇄물을 얻는 것을 그의 제1 과제로 한다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 제2 과제는 상기에서 얻어진 커피 생두 분말을 추출한 후, 이 추출액의 커피 생두의 비린맛을 제거하여 풍미감이 높은 액상 커피를 얻는 것을 제2 과제로 한다.

본 발명자는 상기의 문제점을 예의 연구한 결과, 커피 생두를 파쇄기의 외부에 냉자켓을 설치하여 파쇄기 내부 온도를 5~15℃로 유지하고, 생두를 파쇄기에 넣고, 파쇄기를 작동시키면 파쇄기의 열발생이 제어되고, 이에 따라 생두가 생두끼리 엉겨붙지 않고, 원하는 사이즈의 파쇄하여 상기 제1 과제를 해결할 수 있고,

또한, 상기에서 얻어지 커피 생두 파쇄물을 냉수로 추출한 후, 이 추출물을 발효시킴으로서 상기 제2 과제를 해결할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명에 따르면, 기존의 로스팅 커피나, 커피 원두 또는 인스턴트 커피 등의 제품에 비하여 액상 커피 내에 고함량의 클로로겐산을 함유하게 하고, 종래의 로스팅의 의해 형성된 커피빈의 탄맛이나 쓴맛을 벗어나 커피 자체의 풍미와 발효에 의해 향상된 부드러움과 산미를 갖는 액상 커피를 제공하는 효과를 발휘한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 이하에서는 본 발명의 바람직한 태양을 예시하고, 이에 기하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 이는 본 발명을 예시된 태양에만 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위는 예시된 형태의 통상적인 변경이나 균등물 내지 대체물까지 포함한다.

액상 커피를 제조하는 방법은 오래 전부터 알려져왔다. 이러한 액상 커피는 우선 커피 원두를 로스팅하여 분쇄한다. 로스팅하지 않은 원두(생두)는 분쇄되지 않거나, 극히 어려워 로스팅하여 사용하고 있다. 이러한 로스팅은 통상 약 220∼250℃의 온도, 또는 60∼140℃ 이상의 온도에서 수행되며, 제조회사에 따라서는 이보다 높은 온도에서 로스팅하여 커피의 쓴맛과 탄맛을 자체 표준으로 하여 커피의 맛을 고정하고 있다. 이러한 로스팅은 커피 중의 유용성분인 클로로겐산을 파괴하거나 분해하므로 최근에는 로스팅 온도를 낮추어 음용 커피 중의 클로로겐산의 함량을 높이고자 하는 시도는 전술한 선행기술문헌에도 개시되어 있다. 그러나, 로스팅 온도를 낮춘다고 하여도 약 70~80℃ 정도로 낮출뿐이며, 이렇게 낮추는 것도 로스팅 로(배전로)의 압력 등을 조절해야 하는 등, 그의 수행 조작이 매우 복잡하고, 비용이 과다하게 소요되며, 또한 이렇게 (초)저온에서 로스팅하여 얻어진 커피 원두를 이용하여 액상 커피로 하는 경우, 클로로겐산의 함량이 낮아지는 것은 피할 수 없고, 또한 풍미감이 저하하거나, 기존의 풍미와 상이하여 수요자의 기호에 맞지 않아, 이와 같은 방법은 산업상 실질적으로 적용되지 못하고 있다.

상기 문제를 해결하기 위하여 커피 생두를 사용하는 것이 시도되었다. 그러나 생두를 파쇄하는 것은 통상의 기기나 방법에 의해 이루어질 수 없었다. 즉, 생두는 파쇄기를 이용하여 파쇄하는 경우, 용이하게 파쇄되지 않고, 파쇄 초기에 약간의 파쇄가 이루어지더라도 작동이 계속 진행하는 경우, 파쇄기에 열이 발생하여 파쇄기가 고장나거나 멈추게 되므로, 파쇄기에 냉수를 부어가면서 수행하게 된다. 이 경우에도 파쇄는 만족할만한 정도가 되지 못하고, 또한 가하여진 물을 처리하여야 하는 번거로움, 비용의 상승 등 때문에 이 방법을 채용하기는 용이하지 않다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 커피 생두를 수추출하는 방법이 제시되기 하였으나, 이 방법 역시 클로로겐산의 소실이 많고, 이 방법에 의해 얻어진 분말을 액상 음료로 사용하기 위하여는 특정 당류 등을 배합하여야만 하는 등의 공정으로 인해 가격 상승의 요인이 되고, 또한 커피의 풍미감이 없는 전혀 다른 음료로 되어 일반인의 기호에도 맞지 않아 액상 커피음료서는 성공적이라 하기 어렵다.

본 발명자는 커피빈 생두를 파쇄하기 위하여 전국에 소재하는 식품회사들에 분쇄 의뢰하여 본 바, 분쇄/파쇄 공정에서 커피 생두가 엉겨붙고, 또 파쇄기에 열이 발생하여 모두 추가의 의뢰를 거절하였다. 이에 인천 소재의 제분업자에 생두의 분쇄를 의뢰하여 본 바, 생두를 약 -196℃ 이하로 냉각하여 냉각 생두를 얻고, 이 냉각 생두를 분쇄하는 방법으로 분쇄한 분쇄물을 입수하였다. 그러나, 이러한 분쇄공정은 3kg의 생두를 분쇄하는데 약 5시간이 소요되고, 비용을 너무 많이 요구하여 추가로 의로할 수 없었다.

이에 본 발명자는 상기 과정을 관찰한 결과, 커피빈 생두가 파쇄될 때, 커피 생두에 열이 발생하여 커피 생두끼리 달라붙고, 파쇄기에 열이 전달되어 파쇄기의 작동이 멈추고, 그의 고장의 원인이 되는 것은 커피 생두 자체를 냉각할 필요는 없고, 파쇄기의 외부나 내부에 냉각시스템을 부착하여 파쇄시키면 상기의 문제점을 일소할 수 있음을 확인하였다. 즉, 파쇄기의 내부에 수냉식의 냉각 장치를 부착하는 것도 가능할 수 있으나, 이러한 장치로 하기 위하여는 비용이 많이 들고, 또한 파쇄기의 부피, 중량이 의외로 커져서 적용하기 용이하기 않았다. 그리서 파쇄기의 외부에 냉자켓을 설치하여 파쇄기 내부 온도를 5~15℃로 유지하면서, 파쇄기를 작동시키면 생두끼리 엉겨붙거나, 파쇄기에 달라붙는 일이 없이 생두의 파쇄물을 얻을 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하게 되었다. 이 때, 적용될 수 있는 파쇄기의 종류는 특히 한정되지 않으며, 통상의 식품 및 제약회사에서 사용하는 롤러 파쇄기, 쌍스크류 파쇄기, 햄머밀 등을 이용할 수 있다. 이러한 파쇄기를 이용하여 얻어지는 파쇄물의 사이즈는 파쇄기의 종류, 커피빈의 종류, 파쇄기의 회전속도, 회전시간에 의해 다르게 되나, 슈테 햄머밀을 사용하는 경우, 150~300rpm으로 약 15분 내지 45분 정도 수행하면 생두 입자의 길이 방향의 길이가 약 0.5~3.0mm의 크기로 얻어질 수 있다. 얻어진 생두 파쇄물의 사이즈는 냉각 분쇄하면 60메쉬 이하의 분말로 할 수 있으나, 이러한 미분말을 사용하는 경우, 얻어지는 액상 커피 중의 클로로겐산이 고함량으로 함유되나, 커피의 풍미 등이 만족한 것은 아니었다. 실시예에 기재되고, 또한 본 발명자의 수많은 실험에 의하면 커피 생두의 사이즈는 0.5~3.0mm인 경우, 클로로겐산의 함유량의 증대 및 풍미의 면에서 가장 바람직하였다.

이렇게 얻어진 길이 방향의 길이가 약 0.5~3.0mm의 크기의 커피 생두 파쇄물을 10℃ 이하, 바람직하기로는 7℃이하에서 6~72시간 추출하여 추출액을 얻고, 이 추출액에 당 혼합물을 가하고, 29~32℃에서 24시간 내지 96시간 발효시킨 후, 여과하여 얻은 액상 커피를 확인하여 본 바, 커피 생두 중에 함유된 클로로겐산의 양을 고함량으로 함유되고, 로스팅 커피의 강한 탄맛과 쓴맛을 벗어나 약산성의 산뜻하고, 감미로운 커피 고유의 풍미감을 발휘한다.

상기에서 추출온도가 10℃를 초과하는 경우, 얻어지는 액상 커피음료 중의 클로로겐산이 저하하여 바람직하지 않다.

상기에서 커피 추출액은 입자의 길이 방향의 길이가 0.5~3.0mm의 커피 생두 파쇄물을 냉수로 추출하여 얻어질 수 있다. 일례를 들면, 이 파쇄물 1kg을 약 15~17리터의 생수를 이용하여 10℃ 이하에서 6~72시간 추출함으로써 얻어질 수 있다.

상기에서 발효는 상기 추출액에 영양성분을 넣어 발효시킴으로써 수행되는 단계를 의미한다. 본 발명자가 선행기술문헌에 이용된 유산균, 청국균, 낫토균의 균주, 기타 생약 추출물 등을 배지로 사용하여 본 결과, 이러한 배지들은 최종적으로 얻어지는 액상 커피에 이물감이 심하여 기호품이 아니라 한방약과 같은 맛을 나타내어 커피로서의 의미는 없다.

또, 배지로서 정제 백당을 사용하여 본 결과, 발효 시간이 지나치게 길어지고, 얻어지는 액상 커피의 풍미도 약간 쓴맛이 느껴졌다. 그래서 정제되지 않은 원당인 시판의 마스코바도를 상기 추출액 1리터에 대해 약 1/16~1/25중량부로 가하고, 29~32℃에서 24~96시간 발효시켰을 때, 얻어지는 액상 커피의 풍미가 높아졌다. 이러한 풍미의 원인은 발효에 의해 탄산이 발생하여 액상 커피 중에 용해하여 수소이온농도(pH)가 약 3.7~4.5 정도로 변하고, 또한 발효에 의해 액 중에 에탄올의 농도가 약 0.9~1.021%(v/v)로 함유되어 있어 풍미가 높아졌다 이러한 액상 커피로부터 느껴지는 단맛이 만족할 정도라 할 수 없어, 스테비아를 상기 원당에 대해 1/80~1/120의 중량비로 가하여 당도를 높였다.

그리고 꿀을 사용하여 발효시켜 음료의 당도를 약 10Brix로 하여 본 결과, 클로로겐산이 약 0.44배로 저하하여 꿀을 사용하여 발효시키는 것은 본 발명의 목적에 부합하지 않았다.

상기에서 발효 온도를 29~32℃로 한정한 것은 통상의 요거트 등의 발효 온도인 36~39℃로 발효시키면 발효가 지나쳐서 최종 음료의 신맛이 강하고, 에탄올 함량도 너무 높아져 바람직하지 않았기 때문이다.

상기 공정에 의해 얻어진 액상 커피를 -1℃ 내지 -3℃에서 24시간 이상, 바람직하기로는 72시간 이상 숙성하면 커피의 풍미가 더 깊어진다.

위에서 얻은 액상 커피는 클로로겐산을 약 1,200~1,700mg/L를 함유한다.

또한 상기에서 발효과정을 거치지 않고, 단순히 10℃ 이하에서 6~72시간 추출하는 공정으로 수행하는 것은 추출액 중의 클로로겐산의 농도는 높았으나, 커피 생두의 역한 맛이 남아있어 음용자의 기호에 맞지 않았고, 원당과 스테비아를 동시에 첨가하여 발효시켰을 때는 발효시키지 않았을 때에 비해 클로로겐산의 농도는 약간 떨어졌으나, 풍미가 높아 음용자의 대부분이 만족하였다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더 상세히 설명한다. 유산균, 청국균, 낫토균의 균주, 기타 생약 추출물 등을 배지로 하는 경우는 전술한 바와 같이 풍미감, 클로로겐산의 함량의 저하 등이 나타나, 이에 대한 실시예의 예시는 생략했다.

실시예 1

에티오피아 산 게이샤 지1(Ethiopia Geisha G1) 생두 1kg을 냉자켓이 설치된 파쇄기에 넣고, 파쇄기의 온도를 9±3℃로 유지하면서, 150rpm에서 약 30분간 파쇄하여 파쇄물의 길이 방향의 길이가 약 0.5~3.0mm의 파쇄물을 얻었다. 이 파쇄물을 17리터의 생수를 이용하여 7±2℃에서 약 12시간 추출하였다.

이 추출액 각 10리터에 마스코바도(시판 원당, 필리핀산) 400g과 스테비아 4g을 가한 발효용기(샘플 1) 및 마스코바도 500g과 스테비아 5g을 가한 발효용기(샘플 2)를 29~32℃에서 발효시켜 얻는 발효액을 여과하여 얻은 액상 커피를 -1℃ 내지 -3℃에서 72시간 이상 숙성하여 액상 커피를 얻었다.

이 액상 커피의 수소이온농도(pH)는 각각 3.74 및 3.76이었고, 당도가 약 8.6 및 8.8Brix이고, 트리고넬린, 클로로겐산, 카페인, 에탄올의 함량은 하기 표 1과 같다, 하기 표 중, 각 성분의 단위는 mg/L이다.

	Trigoneline	Chlorogenic acid	Caffeine	Ethanol
샘플 1^*	348.16	1704.71	344.71	-
샘플 2^**	343.52	1469.86	335.46	388.23
샘플 3^***	335.21	1631.50	332.09	309.15

주) 샘플 1: 무가당, 무발효

샘플 2: 원당 400g + 스테비아 4g

샘플 3: 원당 500g + 스테비아 5g

상기 시험결과로부터 발효단계를 거치면 발효에 의해 클로로겐산이 약간 저하하는 것을 보이나, 저하되었다 하더라도, 통상의 액상 커피에 비해 약 100~1,000배의 높은 함량으로 함유된 것을 알 수 있고, 또한 주위 18세~25세의 여성 30명으로부터 상기 3종의 커피 풍미를 물어 패널 시험을 한 결과, 샘플 1의 기호를 갖는 여성은 2명, 샘플 2의 기호를 갖는 여성은 9명, 샘플 3의 기호를 갖는 여성은 19명이었다. 이로부터 커피 생두의 추출물에 대해 원당 1/20중량부, 스테비아 1/2000중량부 정도가 사람들의 기호에 가장 좋은 것으로 생각된다.

상기에서 얻어진 액상 음료 중의 함유된 에탄올은 매우 약한 도수이어서 일반인들에게 거부감이 느낄 정도는 아니나, 특히 에탄올에 민감한 사람들에게는 약간의 가온, 예를 들면 약 20~30℃에서 수분간 가열하면 에탄올을 용이하게 제거할 수 있다.

실시예 2

에티오피아 산 게이샤 지1(Ethiopia Geisha G1) 생두 1.5kg을 냉자켓이 설치된 파쇄기에 넣고, 파쇄기의 온도를 9±3℃로 유지하면서, 파쇄기를 150rpm에서 약 30분간 파쇄하여 파쇄물의 길이 방향의 길이가 약 0.5~3.0mm의 파쇄물을 얻었다. 또한 이 파쇄물을 다시 분쇄하여 약 80메쉬의 분말로 하였다.

이들 파쇄물(샘플 1)과 분쇄물(샘플 2)을 17리터의 생수를 이용하여 7±2℃에서 약 18시간 추출하였다.

이 추출액 각 1리터에 마스코바도 500g과 스테비아 5g을 가한 각 발효용기를 29~32℃에서 발효시켜 얻는 발효액을 여과하여 얻은 액상 커피를 -1℃ 내지 -3℃에서 72시간 이상 숙성하여 액상 커피를 얻었다.

상기에서 얻어진 액상 커피의 수소이온농도(pH)는 각각 3.86 및 2.58이었고, 당도가 약 9.2 및 10.4Brix이었고, 트리고넬린, 클로로겐산, 카페인, 에탄올의 함량을 하기 표 2에 나타난 바와 같다, 하기 표 중, 각 성분의 단위는 mg/L이다.

	Trigoneline	Chlorogenic acid	Caffeine	Ethanol
샘플 1^*	836.70	2055.76	713.96	88.39
샘플 2^**	2043.01	2684.30	4033.27	33.67

상기에서 얻어진 샘플 2의 액상 음료는 클로로겐산의 함유량이 샘플 1보다 높은 양으로 함유되나, 카페인의 함량도 높으며, 풍미가 너무 강하여 음용하기에 거부감을 느끼는 사람이 많아 바람직 못한 것으로 판단되었다. 이는 생두의 분쇄물이 너무 미세하면 얻어지는 액상 커피에 오히려 바람직하지 못한 결과를 얻어짐을 확인할 수 있다.

Claims

비가열 액상 커피용 비가열 커피 파쇄물의 제조방법으로서,
파쇄기의 외부에 냉자켓을 설치하여 파쇄기 내부 온도를 5~15℃로 유지하고, 커피 생두를 파쇄하여 길이 방향의 길이가 약 0.5~3.0mm의 크기의 커피 생두 파쇄물을 수득하는 커피 파쇄물의 제조방법.
파쇄기의 외부에 냉자켓을 설치하여 파쇄기 내부 온도를 5~15℃로 유지하고, 커피 생두를 파쇄하여 얻어진 길이 방향의 길이가 약 0.5~3.0mm의 크기의 커피 생두 파쇄물을 10℃ 이하에서 생수로 6~72시간 추출하여 추출액을 얻고, 이 추출액에 대해 마스코바도를 1/16~1/25중량비로 가하고, 29~32℃에서 42~96시간 이상 발효시켜 하기 특성을 갖는 액상 커피의 제조방법.
수소이온농도(pH): 3.7~4.5
클로로겐산: 1,440~1,700mg/L
청구항 2에 있어서,
상기 마스코바도에 대해 스테비아를 1/80~1/120의 중량비로 추가한 혼합물을 사용하는 액상 커피의 제조방법.