본문 바로가기

커피리브레

장바구니

아카이브

ARCHIVE

아카이브

제목
레포트 | 아크릴아미드 관련 세 가지 글
날짜
2018-04-09 17:18:33
조회
472

본문

커피의 아크릴아미드 저감을 위한 효소 처리법 사례

 

원제 : Demonstration of Enzymatic Control of Acrylamide Levels in Coffee (2008)

 

저자 : C.B.S. Roepcke, M.J. Baumann, H.V. Hendriksen, G.B. Lynglev

 

요약 :

 아크릴아미드는 식품 내에서 마이야르 반응이 일어난 다음 형성된다. 수분 함량이 적고 온도가 높을 경우 그 형성 속도가 빨라진다. 아크릴아미드는 그 독성 때문에 식료품에서 아크릴아미드를 줄이려는 노력이 시도되어 왔다. 이번 연구에서는 생두 단계에서는 주요 아크릴아미드 전구체인 아스파라긴을 효소 활동을 통해 줄이고 이로써 원두에서 아크릴아미드를 줄이는 방법을 확인하였다. 아스파라긴 효소 제품인 Acrylaway 를 적용할 경우 생두의 아스파라긴은 82%까지 줄일 수 있었다. 그에 따라 원두에서 아크릴아미드 함량은 57-72%까지 줄었다. 본 연구는 또한 생두에서 아스파라긴을 효소 작용에 의한 수화 처리하는데 대해 기계론적 이해를 제시하고 있다. 아스파라긴은 효소 처리 중 생두에서 지속적으로 침출되어 나가며 그 결과 아스파라긴은 유의할 정도로 줄어들 수 있다.

 

주요 내용 :

 - 아크릴아미드 관련 배경 지식 :

  Tareke (2002) - 탄수화물 함량이 높은 식품을 고온에서 조리할 경우 아크릴아미드가 고농도로 발생함.

  IARC (1994) - 그룹2A - 인체 발암성 예측/추정물질 : 실험동물에 대한 발암성 근거는 충분, 사람에 대한 발암성 근거는 제한적 (IARC 발암성 물질 분류는 1, 2A, 2B, 3, 4 로 나뉨)

  Becalski (2002) - 아스파라긴과 환원당의 마이야르 유형의 반응을 통해 형성됨. 주요 인자는 아스파라긴 함량, 환원당 함량, 온도(+), 수분 함량(-), pH(+)

  Stadler (2002) - 주요 생성 경로는 카르보닐 기가 있는 화합물(환원당 등)과 아스파라긴이 반응, 글리코 결합 아스파라긴을 거쳐 디카르복실 시프 구조를 이룬 뒤, 아미노기 탈락 내지는 가수분해가 일어나면서 아크릴아미드와 암모니아가 생성되는 경로임.

  CIAA (2011) - , 구운 감자, 포테토 칩, 비스킷류, 커피 등 다양한 가열 조리 음식이 아크릴아미드의 공급원임

  Seal (2008) - 커피의 아크릴아미드 함량은 중앙값 286 /kg, 범위 79-975 /kg

  Friedman and Levin (2008) - 북유럽 국가에서처럼 커피 음용량이 많은 경우 아크릴아미드 노출량의 최대 40%를 커피에서 받을 수 있음

  Alves (2010) - 로부스타 커피에서 아크릴아미드 함량이 더 많이 나타남

  FAO/WHO 합동 식품첨가물 전문가회의 (2010) - 주요 식품 내 아크릴아미드 함량 감소를 위한 방법 개발, 적용을 위한 노력 권고

  Taeymans (2004) - 아크릴아미드는 로스팅 초기 지수함수 형태로 생성되며 이후 분해가 급속도로 이루어짐. 약로스팅 커피가 강로스팅 커피보다 상대적으로 함량이 높음.

  Bagdonaite (2008) - 전구체인 아스파라긴 함량과 아크릴아미드 함량은 약한 비례관계가 있음

  Kornbrust (2010) - 효소처리로 아스파라긴을 선택 제거할 수 있음 

 

 - 효소 처리법에 대하여 :

  생두의 후처리 방식으로서 아크릴아미드의 전구체인 아스파라긴을 선택 분해하는 효소를 투입하여 아스파라긴을 제거함

  공정순서 : 증기 처리 (105, 40) - 효소액에 담금 - 건조

  실험 결과 : 로부스타 커피 기준, 효소 투입량에 따라 감소량 증가

생두 대조군에서 아스파라긴 510 mg/kg, 아크릴아미드 785 /kg

생두 실험군에서 아스파라긴 150-90 mg/kg, 아크릴아미드 335-220 /kg

  2000, 4000, 6000 단위/kg 투입 중 6000단위 투입시 감소 효과가 가장 높음, 각각 아스파라긴 82%, 아크릴아미드 72% 감소 효과.

  로부스타, 아라비카에 대한 관능 평가 : 큰 영향을 주지 않는 것으로 나타남. (산미와 향 증가, 쓴맛, 볶은 느낌 감소)

56e90bbc5272f0e1dc67633b752def63_1523261869_3523.jpg
56e90bbc5272f0e1dc67633b752def63_1523261873_3741.jpg
 

 

참조 :

  Acrylaway® : 아스파라긴 분해 효소의 상품명, 아스파라긴을 가수 분해하여 아스파르트산, 암모니아를 생성. 아크릴아미드 감소 효과는 비스킷 80%-92%, 프렌치 프라이 60%, 포테토칩 60%.

 

 


 

미성숙두의 아크릴아미드

 

원제 : Acrylamide in Immature Coffee: Formation and Potential Strategies of Control (2012)

 

저자 : E. C. DIAS, F. M. BORÉM, R. G. F. A. PEREIRA, C. SOARES, J. O. FERNANDES

 

요약 :

  브라질 산 건식 커피는 품질 폭이 상당히 넓다. 수확, 처리, 건조 기법에 따라서 생두의 결점두가 나타난다. 위 과정을 거친 생두는 결점두 때문에 상업적 가치가 낮아진다. 수확 후 커피 처리 과정 중, 껍질을 벗기기 전 보관할 때 커피콩을 쌓아둔다거나 물에 담그거나 하는 방법이 사용된다. 이러한 방법으로 커피는 물리화학적 조성이 달라지고 일반 건식 처리한 커피에 비해 관능 품질이 높아진다. 아미노산인 아스파라긴은 인체에 유해할 수 있는 물질인 아크릴아미드의 주요 전구체이다. 이 아스파라긴의 농도는 덜 익은 열매에서 더 높다는 점에서, 커피 조성상 성분 수치를 연구할 가치가 있다. 덜 익은 커피 열매의 껍질을 벗길 경우 아스파라긴 수치를 내릴 수 있다. 연구진은 여러 가지 수확 후 처리법 및 로스팅 정도에 따른 결과값을 비교하여 덜 익은 커피를 볶은 경우 아크릴아미드 형성량을 최소화할 수 있는 방법을 찾았다. 결론적으로, 과육 제거 공정을 거치고 강로스팅 커피는 아크릴아미드 함량이 훨씬 낮아졌으며, 이 점에서 본 연구는 해당 성분의 형성 제어에 관한 전망을 밝게 했다.

 

 

주요 내용 :

 - 브라질 커피의 미성숙두와 아스파라긴 :

  대다수 브라질 커피는 훑어따기로 수확하기에 미성숙두와 너무 익은 커피 함량이 상당함. 또한 건식 처리에서는 모든 열매를 함께 건조하며 익은 열매만 별도 선별되지 않음.

  아스파라긴은 미성숙두에 존재하는 주요 아미노산임   

  과육 제거 공정(펄프드 내추럴)을 통해 아스파라긴 수치를 낮출 수 있음.

  일부 수확 후 처리에 따라서 생두의 자유 아미노산 함량이 달라진다는 것이 보고되어 있음.

 

 - 실험 결과 :

  아크릴아미드 함량은 낮은 온도(220), 짧은 로스팅 시간(9) 조건에서 가장 높았음

  원두의 아크릴아미드 함량은 40-400/kg, 중앙값은 200/kg

  미성숙두의 아크릴아미드 함량은 평균 중로스팅 458.2/kg, 강로스팅 326.8/kg

  강로스팅의 경우 건식, 과육 제거 처리한 커피 간 유의한 차이가 없음

  미성숙두를 과육 제거하면 아스파라긴 함량 감소 및 아크릴아미드 함량 감소에 기여함

  미성숙두를 수확 당일 처리하거나 12시간 동안 쌓아 둔 다음 처리하고 강로스팅 한 경우 처리법에 관계 없이 아크릴아미드 함량이 감소함

 56e90bbc5272f0e1dc67633b752def63_1523261892_0789.jpg

 


 

로스팅 조건이 아크릴아미드 형성에 미치는 영향

 

원제 : Influence of the Roasting Conditions on the Formation of Acrylamide in Brazilian Coffee: Preliminary Results (2008)

 

저자 : C. SOARES, A. FARAH, F. FERNANDES, J.O. FERNANDES

 

요약 :

  본 연구에서는 여러 가지 로스팅 조건에서 브라질 산 커피의 아크릴아미드 형성에 관한 연구 결과를 담고 있다. 온도와 로스팅 시간을 일정하게, 유속을 세 가지로 달리 한 유동층 로스터를 사용하였다. 아크릴아미드 함량은 최근 개발된 MSPD-GC/MS 법으로 측정하였다. 현재까지의 측정 결과는 명백히, 모든 샘플에서 열풍 속도가 높아질수록 아크릴아미드 햠량도 늘어난다는 것을 보여 주고 있다. 아크릴아미드 형성량을 가능한 줄일 수 있는 로스팅 조건을 결정지을 수 있도록 더 많은 연구가 진행 중이다.

 

 

주요 내용 :

 - 아크릴아미드와 로스팅 :

  원두의 아크릴아미드 함량은 로스팅 공정 중 일어나는 생성, 분해 반응에 따라 달라짐

  아크릴아미드 형성은 로스팅 초기에 주도적이며, 총량은 로스팅 후반으로 갈수록 급격히 줄어듦. 약로스팅 커피는 아크릴아미드 함량이 더 많음

  Farah (2005) : 약로스팅 커피는 클로로겐산을 비롯한 항산화 성분 함량이 더 많음

  Helmit Guenther (2008) : 강로스팅은 아크릴아미드를 줄일 수 있겠지만, 다환식 방향성 탄화수소류 등 좋지 않은 성분을 발생시킬 수 있으며 이로 인해 향미와 건강면에서 나쁜 영향을 줄 수 있음.

 

 

 - 실험 결과 :

  커피콩 종류에 상관 없이, 열풍 속도가 커지면 아크릴아미드 함량이 증가함 - 로스팅 속도가 빠를수록 커피콩이 열에 접촉하는 시간이 짧아지고 이로 인해 아크릴아미드 분해 시간이 줄어든 때문으로 보임

  56e90bbc5272f0e1dc67633b752def63_1523261907_6133.jpg

 


댓글 0

등록된 댓글이 없습니다.