증숙·건조 반복처리가 커피 생두의 이화학 및 품질 특성 변화에 미치는 영향 연구 = Effect of Repeated-Steaming and Drying in Physicochemical and Quality Properties in Green Coffee Beans|RISS 상세보기

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The daily habit of drinking coffee has evolved beyond a routine into a
functional and meaningful aspect of modern dietary life. In particular, coffee
processing methods directly influence the composition and quality of its
components, necessitating scientific exploration of novel processing techniques.
This study applied repeated steaming and drying techniques to green coffee
beans and analyzed the physicochemical quality characteristics to explore the
potential for enhancing both functionality and safety. The findings aim to
provide scientific evidence for developing health-oriented coffee products and
diversifying coffee processing methods.
As the number of steaming and drying cycles increased, the moisture content
of green coffee beans gradually decreased. Crude ash content increased in
roasted beans, while crude lipid content significantly decreased after the third
cycle. Crude protein content showed a significant increase with more cycles,
whereas carbohydrate content significantly varied depending on the origin.
Chromaticity analysis revealed that the L values decreased with more
processing, a values increased at 3 and 6 cycles but decreased at 9, and b
values increased at 3 cycles and then declined. Both total sugar content and
pH showed a decreasing trend as the number of cycles increased.
Organic acid analysis identified six compounds—malic acid, fumaric acid,
lactic acid, formic acid, acetic acid, and 5-HMF. Malic acid was found in all
samples; fumaric and formic acids were present only in the 6 and 9 cycle
samples. Lactic acid was detected only in the control and 9 cycle samples,
acetic acid in all but the control, and 5-HMF exclusively in the BC-9 cycle
sample, indicating significant compositional changes according to treatment
intensity.
The contents of caffeine, chlorogenic acid, and trigonelline decreased sharply
with repeated treatments. Total polyphenol content increased with more cycles,
whereas flavonoid content, known to be heat-sensitive, significantly decreased.
Antioxidant activity measured via DPPH radical scavenging also decreased with
additional cycles.
GC/MS-based setabolite profiling analysis revealed significant changes in
compound composition across five categories: sugars and sugar alcohols, lipids
and derivatives, functional lipids and bioactive compounds, organic and phenolic
acids, and functional amino acids and inorganic compounds. This suggests that
repeated steaming and drying processes can alter the functional profile of green
coffee beans.
A Sensory evaluation of brewed coffee processed through repeated steaming
and drying (3, 6, and 9 cycles) revealed significant differences among
treatments. Although the EY-9 extract showed relatively balanced flavor, - 167
acidity, and body, all samples displayed diminished coffee-like sweetness and
depth, accompanied by enhanced tea- or herbal-like notes, indicating limitations
of steaming-drying alone in improving consumer preference.
For comparison, BC, GA and EY beans roasted under standardized conditions
(Agtron 45) were evaluated by 40 panelists. EY received the highest overall
scores, followed by GA and BC demonstrating clear varietal differences even
under identical roasting conditions.
These findings confirm distinct changes in the composition and sensory
characteristics of coffee beans depending on the processing method. However,
as this study is based on specific varieties and processing conditions, further
research involving diverse cultivars and comprehensive sensory evaluation is
necessary.
This study holds significance in its application of the traditional Korean
"Gujeunggupo" (nine-time steaming and nine-time sun-drying) method to green
coffee beans, offering insight into novel flavor development and processing
techniques. It presents foundational data for future innovations in functional,
traditional, and sensory-focused coffee products.

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국문 초록 (Abstract)

매일 아침 커피 한잔으로 시작하는 현대인의 일상은 단순한 습관을 넘 어 기능성과 의미를 담는 식생활로 변화하고 있다. 특히 커피의 가공 방식 은 성분 조성과 품질 특성에 직접적인 영향을 미치므로 새로운 가공법에 대한 과학적 접근이 요구된다. 본 연구에서는 증숙·건조 반복 기법을 커피 생두에 적용하여 이화학적 품질 특성을 비교·분석하고 기능성과 안전성을 동시에 고려할 수 있는 가 능성을 탐색하였다. 이를 통해 향후 건강지향 커피 제품 개발 및 커피 가공 의 다양화에 기초 자료로 활용될 수 있는 과학적 근거를 제시하고자 하였 다. 실험결과 증숙·건조 처리에 따라 커피 생두의 수분 함량은 점차 감소하 는 경향을 보였다. 조회분의 함량은 생두보다 원두에서 함량이 증가하는 경 향을 나타냈으며 조지방의 함량은 3차 처리 이후부터 증숙·건조 횟수가 증 가할수록 유의하게 감소하였다. 조단백질의 함량 결과는 증숙·건조 횟수가 증가할수록 유의하게 증가하 였으며 탄수화물 함량 결과 GA 및 EY 항목에서는 유의한 차이를 나타냈지 만 BC 항목은 유의한 차이를 보이지 않았다. 색도 측정 결과 L값은 증숙·건조의 횟수가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. a값은 3회 및 6회 처리 시 증가하였으나, 9회 처리에서는 유의하게 감소하였다. b값은 3회 처리 시 증가하였으나 이후 감소하였다. 총당과 pH 역시 증숙·건조 횟수가 증가에 따라 모두 낮아지는 경향을 나타 냈다. 유기산 함량 분석 결과, 총 6종의 유기산 Malic acid, Fumaric acid, Lactic acid, Formic acid, Acetic acid, 5-HMF 등이 검출되었다. 이 중 Malic acid는 모든 시료에 추출 되었으며 Fumaric acid와 Formic acid는 6회 및 9회 처리 시료에서만 추출되었다. Lactic acid는 Control과 9회 처리 시료에서만 검출되 었고 Acetic acid는 Control를 제외한 모든 시료에서 검출되었다. 5-HMF은 BC-9회 시료에서만 단독으로 검출되어 반복 처리 횟수에 따른 유기산 조성 변화가 뚜렷하게 나타났다. 카페인, 클로로겐산, 트리고넬린 함량 측정 결과는 증숙·건조 횟수가 증 가함에 따라 모든 시료에서 함량이 급격히 낮아졌다. 총 플리페놀의 함량은 증숙·건조 횟수 증가에 따라 증가하였으나 열에 취 약한 플라보노이드 함량은 유의하게 감소하였다. DPPH radical 소거능을 통 한 항산화능 역시 증숙·건조 횟수가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 증숙·건조 반복 처리에 따른 커피 생두의 화학적 성분 변화를 확인하고 자 GC/MS-based setabolite profiling 분석 결과는 당류 및 당 알코올, 지질 및 유도체, 기능성 지질 및 생리활성 물질, 산류 및 페놀 계 유기산, 기능성 아미노산 및 무기화합물의 5가지 계열로 분류되었으며 처리 조건에 따라 유의한 성분 변화가 관찰되었다. 이는 증숙·건조 공정이 커피 생두의 기능 성 성분 조성에 영향을 미치는 요인으로 작용할 수 있음을 보여준다. 본 연구는 증숙·건조 반복 공정에 따른 대표적인 다소비 커피의 감각적 품 질에 미치는 영향을 분석하였다. 증숙·건조 처리에 따른 커피 추출액의 기호 도 평가 결과, 처리 횟수 및 품종 간 유의한 차이가 나타났으며, 그중 EY 시 료는 향미·산미·바디감 등에서 상대적으로 조화로운 특성을 보여 가장 긍정적 인 평가를 받았다. 그러나 전체적으로는 세 품종 모두 커피 특유의 깊은 풍미 와 단맛이 약화되고 차(tea) 또는 한약과 유사한 향취가 강화되는 양상을 보 여, 단순한 증숙·건조 반복만으로는 기호도의 본질적 향상에는 한계가 있음을 확인하였다. 비교를 위해 동일한 로스팅 조건(Agtron 45)에서 처리한 BC, GA, EY 원두의 기호도를 평가하였으며, 분석은 40명의 패널이 9점 척도로 수행하 였다. 그 결과 EY 원두가 전반적으로 가장 우수한 평가를 받았고, GA 원두는 중간 수준 BC 원두는 상대적으로 낮은 선호도를 보여 품종별 기호도 차이가 명확하게 확인되었다. 이러한 비교 결과는 품종의 고유 특성이 기호도 형성에 중요한 요인임을 시사하며, 증숙·건조 공정 적용 시에도 품종 선택이 관능적 특성에 영향을 미칠 수 있음을 보여준다. 본 연구 결과는 동일한 가공 조건에서도 품종별 차이가 감각적 특성에 큰 영향을 미친다는 점과, 증숙·건조 공정이 커피의 특성 구현에 있어 보완적 접 근이 필요함을 시사한다. 이러한 결과 바탕으로 커피 원두의 성분 변화와 품질 특성의 차이를 구 체적으로 확인할 수 있었다. 다만 본 연구는 특정 품종과 가공 조건을 기반 으로 한 실험으로 결과의 일반화에는 한계가 있다. 따라서 향후 다양한 품 종과 생두 특성, 관능적 품질 평가를 포함한 다각적 후속 연구가 필요할 것 으로 판단된다. 전통적인 구증구포(九蒸九曝) 방식을 커피 생두에 적용함으 로써 기존 로스팅 커피와는 다른 향미 성분 변화 및 새로운 가공 가능성을 탐색하였다는 점에서 의의가 있으며 향후 기능성·전통성·감각 품질 측면에 서 차별화된 개발의 기초자료로 제시하고자 한다.

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매일 아침 커피 한잔으로 시작하는 현대인의 일상은 단순한 습관을 넘 어 기능성과 의미를 담는 식생활로 변화하고 있다. 특히 커피의 가공 방식 은 성분 조성과 품질 특성에 직접적인 영향...

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