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레포트 | 발효조 재질이 다르면 품질도 달라질까?
날짜
2018-06-18 18:01:18
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252

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발효조 재질이 다르면 품질도 달라질까?

 

원제 : Effect of Different Fermentation Methods on Physicochemical Composition and Sensory Quality of Coffee (Coffea arabica)

 

저자 : Kinyua Agnes Wamuyu, Kipkorrir Richard, Mungendi Beatrice, Kathurima Cecilia

 

요약 :

  커피콩의 발효는 먼저 점액질을 제거한 뒤 건식과 수세식의 두 가지 방법으로 진행된다. 이번 연구에서는 발효 방법을 달리 할 경우 커피의 물리화학적 조성과 관능 품질에 미치는 영향을 알아내는 것을 목표로 하였다. 커피 열매의 과육을 제거하고 플라스틱 용기와 포대, 시멘트 탱크의 서로 다른 발효조에서 자연 발효하였다. 발효를 진행한 다음 파치먼트를 씻어내고 말렸다. 생두는 물리화학적 조성과 관능 속성을 평가하였다. 그 결과, 발효 방법이 다르더라도 분석한 물리화학적 변수 대다수는 유의한 변화가 없었다. 그러나 pH 수치는 유의하게 달랐는데, 습식 발효 커피는 건식 발효 커피에 비해 수치가 더 낮았다. 관능 평가에서는 습식 발효 커피는 생두 색상이 더 좋았고 실버 스킨의 변색이 가장 적었으며 전체 품질이 더 나았다. 용기를 달리 한 경우에라도 바디, 산미, 색상, 향미, 전체 등급에서는 유의한 차이가 나지 않았다. 그러므로 발효 용기를 달리 하더라도 커피 품질에는 영향을 미치지 않으며 작업자는 커피 처리 경비를 줄일 수 있도록 보다 저렴한 재질을 채택할 수 있다.

 

내용 :

  수세 처리는 수확 - 정선 - 과육 제거 - 발효 - 세척 - 건조 과정을 거친다. 여기서 발효는 커피콩을 둘러싸고 있는 물질을 쉽게 제거하기 위해 진행하는 것으로 발효 중에는 자체 효소와 미생물 작용으로 점액질 분해가 일어난다. 발효에 관여하는 미생물은 크게 이스트, 박테리아, 사상균(곰팡이)를 들 수 있으며, 이 중 이스트와 박테리아가 펙틴 분해 효소를 분비하는 등으로 점액질 분해에 기여하고 있다.

 

  지금까지 발효 과정에 대한 연구에서는 발효 중 미생물의 종별 개체수 변화, 미생물이 생성한 효소 물질의 변화, 발효 방식에 따른 커피의 성분 변화와 음료 품질 변화, 지리적 환경 차이에 따른 전체적-부분적 발효 진행 변화와 음료 품질 변화를 살펴 보고, 가능성 있는 미생물을 투입하여 맛에 미치는 영향을 확인하였다. 이러한 연구는 건식 처리와 수세식 처리의 향미 차이를 이루는 근본적인 성분 차이를 알아내는 데 일부 기여했으며, 보다 통제된 조건에서 균일한 품질의 수세 처리를 진행하기 위한 시도의 발판을 만들어 주었다.

 

  케냐 데단 키마티 대학교의 킨유아 와무유 등과 케냐 커피 연구소의 카누리마 세실리아 팀은 루이루 11 품종을 사용하여 발효 방법을 달리 했을 때, 그리고 발효조 재질을 달리 했을 때 커피의 변화 가능성에 대해 연구하였다. 케냐에서는 수세 처리가 주를 이루지만 발효는 지역 환경에 따라 건식 발효(물 없이 하는 발효)와 습식 발효(물 속에서 하는 발효)가 혼재한다. 연구진은 실험군으로 건식 발효에 대해서는 포대에 파치먼트 커피를 담아 발효 진행, 플라스틱 용기 바닥에 구멍을 내어 파치먼트 커피를 담아 발효 진행, 시멘트 탱크에 물 없이 파치먼트 커피를 담아 발효 진행하는 방법을 사용하였고 습식 발효에 대해서는 플라스틱 용기에 구멍을 내지 않고 물을 담고 여기에 파치먼트 커피를 담그어 발효 진행하는 방법을 사용하였으며 대조군으로는 건식 처리를 진행하였다. 발효 종지점은 종래의 확인법인 커피를 손으로 문질러 자갈 느낌이 나고 쉽게 씻겨져 나가는 시기로 하였으며, 건조는 최종 수분 함량 9.5-10% 수준으로 하였다.

 

  연구진이 측정한 항목은 물리화학적 요소로서는 단백질, 적정 산도, pH, 수크로스, 카페인, 클로로겐산, 트리고넬린 함량이었으며 관능 요소로서는 생두에서는 색상과 품질, 음료에서는 산미, 바디, 향미를 측정하였다. 다만 연구진은 관능 요소에서 색상(greyish blue, greyish green with blue tinge, greyish green, greyish green with brown tinge, brownish grey green, greenish, brownish), 품질(fine, good to fine, good, fair to good FAQ fully, FAQ, poor to fair, poor, very poor) 등 최근 연구에서 사용하는 SCAA 등급 분류 대신 주류 커피 시장에서 사용하는 등급 분류를 사용하였다.

 

  연구 결과, 단백질 함량은 처리 방법에 따라 10.62-10.82% 를 나타냈는데, 이는 통계상 유의한 차이를 보이는 수준이 아니었다. 이를 바탕으로 연구진은 습식 처리가 커피콩의 단백질 변화를 일으키지 않는다고 결론내렸다. 다만 연구진은 단백질 분해로 인해 자유 아미노산이 나타날 수 있다는 Nigam and Singh (2014) 의 연구 또한 인용하면서, 습식 발효에서 오랜 발효와 담김으로 인해 분해가 보다 많이 일어날 수는 있지만 본 실험에서는 관찰되지 않았음을 언급하고 있다. 단백질 성분 상실이 적은 이유에 대해서는 앞서 연구를 다시 인용하며, 단백질과 펩티드가 폴리페놀과 결합한 상태에 있기 때문이라고 설명한다. 이들 성분은 이렇게 수확 후 처리과정을 견뎌내고 로스팅 공정에서 마이야르 반응을 통해 커피의 주요 향미를 만들어 내는 것이다.

 

  생두의 적정 산도(중앙값)는 특히 플라스틱 용기의 경우, 건식 발효에서 1.96, 습식 발효에서 1.62로 나타났으며, 건식 발효 중 재질에 따른 적정 산도는 통계적으로 유의한 차이가 나지 않았다. 건식 발효에서 적정 산도가 더 높은 이유는 발효 정도가 더 높게 일어나기 때문이었다. 이에 비해 pH 수치는 습식 발효가 더 낮게 나타났는데, 연구진은 Clark (1985)를 인용하여 발효 시간이 더 길고 발효 중 알리파트산이 더 많이 생성되기 때문으로 설명하였다. 연구진은 습식 발효가 온도 환경이 낮고, 이로 인해 미생물 증가세가 더디어 점액질 분해가 느리기에 발효 시간이 길다고 설명하였다. 수크로스 함량은 7.76-8.03% 로 나타났는데, 이 또한 통계적으로는 유의한 차이가 나지 않았다. 수크로스 함량의 차이가 없다는 점은 수크로스가 수용성이라는 점에서 주목할 만한데, 연구진은 Ferreira (2013)을 인용하여, 글루코스, 프럭토스와 같은 환원당류만이 물에 녹아 빠져 나와 함량이 감소한다고 말하고 있다. 수크로스는 이당류인 만큼, 유의한 차이가 없다는 것이다. 카페인 함량은 1.12-1.19% 로서 또한 유의한 차이가 없었으며, 클로로겐산(5.48-6.34%) 또한 유의한 차이가 나지 않았다.  

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  한편 관능 평가에서는, 색상에서 유의한 차이가 나타났는데, 습식 발효한 커피의 색상이 greyish green 으로, 타 발효 방식에서 갈색조가 나타난 데 비해 더 등급이 높았다. 건식 발효한 커피에서 갈색조가 일어난 것은 실버스킨의 변색 때문이었다. 전체 등급에서도 건식 발효한 커피는 FAQ 이하, 습식 발효한 커피는 FAQ 등급으로 나타났다. 연구진은 이에 대해 보다 오랜 발효 시간 덕에 복하적인 산 생성, 일부 쓴맛 물질의 침출이 일어났다고 설명하고 있다. 산미와 바디에서는 처리법별 차이가 드러나지 않았다.

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  연구진은 실험 결과 자료를 사용하여 판별 함수 분석을 진행하였으며, 분석 결과 처리법 별로 중첩된 영역이 나타나면서 처리법별 구별이 불가능한 것으로 나타났다. 이는 건식 처리법에서 재질을 달리한다고 해서 색상, 향미, 전체 품질에 영향을 주는 것은 아님을 의미한다. 연구진은 이를 토대로, 건식 발효를 진행한다면 재질은 비용 면에서 저렴한 것을 선택할 것을 주문하고 있다.

 

참조 :

 Nigam P.S. and Singh A. in Encyclopedia of Food Microbiology (ed. Carl A. Batt and Mary- Luo) 485–492 (Academic Press, 2014).

 Clark, R. J. in Coffee botany, biochemistry and production of beans and beverage (ed. Clifford, M.N. and Willson, K. C.) 149–196 (Croom Helm, 1985).

 Ferreira, G.F.P., Novaes, Q. S., Malta, M.R. and Souza, S. E. Quality of coffee produced in the Southwest region of Bahia, Brazil subjected to different forms of processing and drying. African J. Agric. Res.8, 2334–2339 (2013).

 

인용 (MLA) :

 De Bruyn, Florac, et al. "Exploring the impacts of postharvest processing on the microbiota and metabolite profiles during green coffee bean production." Applied and environmental microbiology 83.1 (2017): e02398-16.

 

 

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