본문 바로가기

커피리브레

장바구니

아카이브

ARCHIVE

아카이브

제목
레포트 | 커피 열매와 씨앗에 존재하는 미생물 (2015)
날짜
2018-06-07 17:27:27
조회
292

본문

커피 열매와 씨앗에 존재하는 미생물

 

원제 : What's Inside That Seed We Brew? A New Approach to Mining the Coffee Microbiome.

 

저자 : Michael Joe Vaughan, Thomas Mitchell, Brian B. McSpadden Gardener

 

요약 :

  커피는 여러 열대 국가에서 매우 중요한 농산물이며 전세계 수십억 인구가 즐기는 음료이다. 최근 커피 생산의 지속 가능성에 대한 우려가 일면서 작물 생장과 커피콩의 품질을 증진시키기 위한 도구로서 커피의 미생물을 활용 연구하게 되었다. 본 리뷰에서는 커피 생산과 처리 과정에서 열매와 씨앗에 관련된 미생물의 작용에 초점을 두어 커피 미생물에 대한 지식을 알려 주는 문헌을 통합하였다. 커피 열매와 씨앗과 관련한 미생물 종에 대해 포괄 목록을 두어 커피와 미생물의 연계성을 연구하는 연구진이 참조하도록 하였다. 본 리뷰에서는 커피 미생물과 그 전체적 및 개별적인 이용에 관해 이해를 높일 수 있도록 접근법과 기술에 대한 논의 또한 두어 지속 가능한 커피 생산에 도움이 되도록 하고 있다.

 

 

주요 내용 :

 - 커피나무의 생장과 미생물 :

  씨앗-묘목 단계 : 씨앗에 내생하는 미생물, 파치먼트에 붙어 있는 미생물, 모판의 흙에 들어 있는 미생물들이 자라 군집을 형성하게 됨.

  농장 이식 후 : 자연 환경에 노출되면서 여러 전달 경로를 통해 미생물이 옮아 옴. 경작 밀도와 영농 방식(가지치기 등) 이 큰 영향을 미치며 품종 또한 영향을 미침.

  수확 : 인간의 행동이 큰 영향을 미침

  수확 후 처리 : 처리방법이 영향을 미침

   - 건식 처리법은 긴 시간(18-24) 동안 지표면 등에 커피를 펼쳐 놓게 되는데, 처리 중 온도, 습도, 절지동물 활동 차이로 인해 로트별로 미생물 부하가 크게 달라질 수 있음.

   - 수세식 처리법은 상대적으로 짧은 시간(24-72시간) 동안 발효를 진행하면서 화학적/미생물학적 환경이 짧고도 크게 달라짐. 열매, 씨앗, 작업자, , 처리 기계에 있는 모든 미생물이 영향을 줄 수 있음.

  Schwan (2012) : 일반적으로, 수세 처리한 커피는 신맛이 더 강하고 바디는 더 적음

  건조 후 생두 단계 : 수분 함량이 낮아 미생물 활동이 최소화됨.

 

- 사상균과 이스트

  사상균(곰팡이)의 경우 13, 215종이 발견되어 있음. 주요 곰팡이는 Ascomycota(자낭균류, 194) 이며 그 외 곰팡이류는 발견 빈도가 낮음

  자낭균류 중 40% Eurotiomycete(눈꽃동충하초강) Aspergillus Penicilium 속에 속함. 문헌상 가장 많이 언급되는 균류는 A. niger / Aspergillus 속 중 독성 물질인 오크라톡신 A (OTA) 생성과 관련하여 A. ochraceus, A. carbonarius 가 자주 언급되었음. 그 외 A. niger, Penicillium 속 또한 독성 물질을 생성할 수 있음

- 자낭균 이스트는 자낭균류 내 1/3 을 차지하며 상당수는 커피 발효 연구에서 인용되고 있음. 수세 처리 중 발효에서는 Saccharomyces, Pichia, Candida 속이 주를 이루며 건식 발효에서는 Debaryomyces, Pichia 속이 주를 이룸

  자낭균류의 18% Sordariomycete 로서 Fusarium 속이 대다수를 이룸. Fusarium 속은 건식 커피 처리에서 주를 이루는 미생물로 알려져 있음.

  자낭균류의 나머지 10% Dothideomycete, Leotiomycete 외 일부 밝혀지지 않은 미생물로 되어 있음.

 

  병원균으로서 커피녹병의 원인균인 Hemileia vastatrix Basidiomycota (담자균류) 에 속함.

 

 - 박테리아

  박테리아는 4개 문(Proteobacterium, Firmicute, Actinobacterium, Bacteroides), 6, 106종이 문헌상 언급되어 있음. 종 수로서는 Proteobacterium 이 가장 많고 다음이 Firmicute, Actinobacterium

  Proteobacterium 의 대다수(85%) Gamma-proteobacterium 로서 종 수로서는 Enterobacterium 가 가장 많음. Enterobacterium, Pseudomonadale 은 토양과 식물에 있는 그럄 음성 박테리아로서, 이들이 있으면 환경에 수분이 있고 영양소가 많을 가능성이 있음

  Firmicute 43% Bacillus 속 이며, 이중 주로 언급되는 B. cereus, B. subtilis 는 발효 공정과 관련하여 언급. Lactobacillale 강 또한 여기에 포함되는데 주로 수세 발효에서 언급됨

  Actinomyvetale 에 속한 종은 언급 빈도가 낮은데 이는 이 박테리아가 처리 과정과 관련 없이 열매, 씨앗에 있거나 우연히 처리에 관여하는 것임을 말함. 

 

 - 활용성 :

  현재 보고된 미생물 자료를 토대로 지역, 처리 방법별 분포를 나눌 수 있을 것으로 보임.

  상당수 식물 미생물이 chemoheterotroph (화학합성유기영양합성생물) 이기에, 열매와 씨앗의 화학 조성 및 수분 상태가 미생물 형성에 주요 환경 변수가 될 것으로 보임.

  발효 과정에서 배양 종균을 사용할 수 있는 외에, 다양한 미생물들을 커피 외 여러 농산물, 산업 제품, 제품 처리 과정에서 활용할 수 있을 것으로 보임

 

  OTA : 주요 발생 원인인 Aspergillus 속과 경쟁 또는 성장을 억제하는 미생물을 사용하는 방법이 연구됨. Lactobacillus plantarum 을 사용한 연구, Asepergillus ochraceus 성장을 억제 이스트 생성 물질로서 2-phenyl ethyl acetate 를 규명해 낸 연구가 있음.

 

  커피 부산물 처리 : 커피 열매에서 생두 부분을 제외한 94%의 물질에 대한 처리 문제 

   - 커피 과육은 가장 양이 많으면서 카페인과 페놀 성분 때문에 동물 먹이/보충제로서는 부적합함 / 미생물을 사용하여 독성을 제거(카페인 제거)하고 이용 가능한 형태로 변환하는 연구가 진행 중. / 효소(펙틴 분해 효소, α-amylase, β-fructofuranosidase, xylanase) 등 여타 가치 있는 물질 생산 연구 / 타 물질에서 얻어낸 미생물을 사용하여 부산물을 처리하는 연구(페놀산을 바닐린산과 탄닌산으로 분해하는 Gluconacetobacter hansenii 이용)도 진행.

 

  병원균 구제, 환경 스트레스 저감 : 커피의 병해충에 대한 생물학적 구제 방법으로 미생물을 사용하는 연구가 진행 중 - 여러 미생물이 해충 저항성, 초식 동물 저항성, 환경 스트레스 저항성이 있는 것으로 알려짐. / 이와 관련해서 미생물에 대한 식물의 방어 수단(카페인 등) 또한 연구 중

 

 

참조 :

 Schwan R, Silva C, Batista L. 2012. Coffee Fermentation, p. 677–690. In Handbook of Plant-Based Fermented Food and Beverage Technology, Second Edition. CRC Press

 

인용 (MLA) :

 Vaughan, Michael Joe, Thomas Mitchell, and Brian B. McSpadden Gardener. "What's Inside That Seed We Brew? A New Approach To Mining the Coffee Microbiome." Applied and environmental microbiology 81.19 (2015): 6518-6527.

 

댓글 0

등록된 댓글이 없습니다.