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레포트 | 에스프레소 커피에서의 향 규명(2001)
날짜
2018-07-03 18:19:33
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402

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에스프레소 커피에서의 향 규명(2001)

 

원제 : Characterization of Espresso Coffee Aroma by Static Headspace GC-MS and Sensory Flavor Profile

 

저자 : Laura Maeztu, Cristina Sanz, Susana Andueza, M. Paz De Peña, José Bello, Concepción Cid

 

요약 :

  품종과 로스팅 종류가 다른 세 가지(아라비카 커피, 로부스타 내추럴 블렌드, 로부스타 토레팍토 블렌드(설탕을 넣어 로스팅한 것) 에스프레소 커피의 향에 대해 정지상 기체 크로마토그래피-질량 분광법 및 관능 프로필 분석을 통해 연구하였다. 전체 에스프레소 샘플에서 77개 성분을 규명해 내었고 이중 13개 핵심 성분은 양을 알아내고 다변량 통계 분석을 통해 향미 감각과 연결시켜 두었다. 에스프레소 커피 샘플 내에서 몇 가지 관련성을 찾을 수 있었는데, 일부 알데히드류는 과일향, 디온류는 버터향, 피라진류는 earthy/musty , roasty/burnt, woody/papery 향미가 났다. 주성분 분석을 적용하자, 아라비카와 로부스타 샘플은 주성분 1(변량 60.7%), 토레팍토와 내추럴 로부스타는 주성분 2(변량 28.1%) 로 분리해 낼 수 있었다. 주성분 분석법을 적용하자 각 에스프레소 커피의 향 특성을 확인할 수 있었다. 판별 해석을 적용하면 핵심 향미 성분을 사용하여 매우 간편한 향미 구분이 가능했고 이로써 각 에스프레소 커피를 100%의 성공율로 해당 그룹별로 구분할 수 있었다.

내용 :

  2001년에 발표된 Maeztu 팀의 본 연구에서는 에스프레소 커피의 핵심 향미 인자의 향 속성, 에스프레소 내 특정 성분이 어떤 향이 나는가에 대해 다루고 있다. 커피의 성분과 향에 대한 연구는 논문 발표 시점에 이미 여럿 진행되었으며 각 성분이 나타내는 향에 대한 연구 또한 진행이 되어 왔지만, 연구진은 여러 성분이 얽혀서 일부 증폭하고 일부 가려지는 등 상호 작용의 결과, 실제 에스프레소 음료 속에허 주요 성분이 실제 어떠한 향미가 나는지 알아보고자 하였다. 나아가 연구진은 이러한 향 관련 성분을 바탕으로 실험 대상(아라비카, 로부스타 내추럴 블렌드, 로부스타 토레팍토 블렌드)을 구분해 낼 수 있는 주성분을 찾으려 하였다.

 

  연구진은 에스프레소를 추출(커피 7.5g, 96 - 40ml, 9기압으로 21초간 추출)하여 60도 온도에서 20분간 두어 기체를 채취한 다음 크로마토그램을 만들어 내고 질량 분광 분석과 관능 분석을 진행하였다. 질량 분광 분석에서는 샘플의 분광 스펙트럼을 얻은 다음, 미리 선정해 둔 주요 성분별 분광 피크점을 표준 라이브러리에서 찾아 이들을 비교하여 성분을 찾고 양을 얻어낸다. 관능 분석에서는 사전에 에스프레소의 향에 관한 서술 용어를 제시하고 정의를 내린 다음 주요 향미에 대해서는 참조 향을 사용하였으며 표준 에스프레소 커피를 평가하여 긍/부정적 향미 점수를 매기는 훈련을 진행하였다. 마지막으로 연구진은 얻어낸 자료를 바탕으로 주성분 분석을 진행하고 향미 성분과 향미 속성을 2차원에 배치하여 위치를 비교하고, 성분과 실험 대상을 구분할 수 있는 판별 요소를 찾으려 하였다.

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  분광 측정 결과, 타 논문에서 커피의 신선도를 나타내는 주요한 향미 요소이자 황 느낌의 향미를 나타내는 물질로 소개된 methanethiol 은 신선한 느낌과는 유의한 관련성이 있었지만 황 느낌과는 유의한 관련성이 없었다.

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  알데히드류는 다수가 핵심 향미 성분이었다. 이중 acetaldehyde, propanal fruity 향미를 내는 것으로 소개되어 있는데, 에스프레소에서도 또한 유의한 관련성이 있었다. Valine, Isoleucine, Leucine 의 스트렉커 분해로 생성되는 2-Methylpropanal, 2-methylbutanal, 3-methylbutanal 의 경우 음료에서 malty 한 향미를 내는 것으로 소개되어 있으며, 특히 2-methylbutanal 은 커피에서 fermented 향미도 나는 것으로 알려져 있는데, 실험에서는 이들 성분과 malty 향미와는 유의한 관련성이 없었다. 저자는 이것이 여타 향 성분의 가리움 현상 때문으로 보고 있다. 그에 비해 2-methylbutanal fermented 향미는 유의한 관련성이 있었다.

 

  케톤 류는 9개 성분을 확인하고 이 중 핵심 향미 성분으로 2,3-butanedione, 2,3-pentanedione 가 선정되었다. 이들은 커피가루에서 buttery 향미가 나는 것으로 알려져 있는데, 실험에서도 유의한 관련성이 있었다. 그런데 연구진은 정작 주성분 분석에서는 이들 성분이 위치한 부분이 buttery 와는 거리가 먼 것을 지적하고 있다. 여기서 연구진은 케톤 기가 둘 있는(디케톤, 디온) 물질이 스트렉커 반응으로 생성된 알데히드 물질보다 많으냐 적으냐에 따라 향미가 달라진다는 Semmelroch and Grosch 의 연구를 소개하고 있다. 여기에 따르면 필터식 추출에서는 전자가 많은데 비해 에스프레소에서는 후자가 많고, 이로 인해 mild 한 향이 줄어든다고 한다.

 

  피라진 류는 조리된 음식에서 roasted 향미를 나타내는 것으로 알려져 있으며, 커피에서는 roasty, earthy/musty  향과 관련 있는 것으로 나타나 있다. 실험에서는 13개 성분 중 3개 성분이 핵심 향미 요소로 선정되었는데, 2-ethyl-3,5-dimethylpyrazine woody/papery, roasty/burnt, earthy/musty 와 유의한 관련성이 있었다. 2-ethylpyrazine, 2-ethyl-6-methylpyrazine woody/papery, roasty/burnt, earthy/musty 와 유의한 관련성이 있었다.

 

  페놀 성분으로서 guaiacol phenol , spicy , phenolic 향미, burnt 향미를 내는 것으로 알려져 있는데 실험에서는 spicy 향미와 높은 유의한 관련성이 나타났다.

 

  연구진은 향미 성분 및 속성값을 바탕으로 주성분 분석을 진행하고 향미 성분과 속성을 배치하였고, 이를 통해 실험 대상을 구분할 수 있었다. 연구진에 따르면, 아라비카 에스프레소는 2사분면에 속하여 mild - sweet (caramel-like, chocolate-like, and buttery), fruity - fresh flavors, malty/cereal 속성으로 분류되었고 해당 영역에는 methanethiol, 알데히드류, 디케톤 류, 그리고 guaiacol 이 위치해 있다. 연구진은 guaiacol 에 대해서는 실험 대상이 강로스팅한 것인 때문으로 말하고 있다.

 

  로부스타 내추럴과 로부스타 토레팍토는 주성분 2에 의해 구분되는데, 전자는 1사분면, 후자는 3-4분면 경계에 위치해 있다. 로부스타 내추럴의 경우 스트렉커 반응에 의한 알데히드류 및 향이 그다지 강하지 않은 피라진류가 속한 곳으로 earthy/musty 향이 특징적이며 부정적인 향 성분도 많은 것으로 나타났다. 로부스타 토레팍토의 경우 부정적인 향미가 강하고 2-ethyl-3,5 dimethylpyrazine 이 위치해 있었다.

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  연구진은 위의 자료를 바탕으로 2-methylpropanal, 2,3-butanedione, hexanal, 2-ethyl-3,5-dimethylpyrazine 이 들어간 판별식을 만들어 내었다. 이로써 각 실험 대상을 구분할 수 있다고 연구진은 주장한다.

 

 

인용 (MLA) :

 Maeztu, Laura, et al. "Characterization of espresso coffee aroma by static headspace GC MS and sensory flavor profile." Journal of Agricultural and Food Chemistry 49.11 (2001): 5437-5444.

 

 

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