커피콩의 성분 분석

 성분

  "생두 커피"라는 용어는 로스팅되지 않은 성숙한 또는 미숙한 커피 콩을 의미합니다. 이들은 외부 펄프와 점액질을 제거하고 외부 표면에 온전한 왁스 층을 갖기 위해 습식 또는 건식 방법으로 처리되었습니다. 미성숙하면 녹색입니다. 성숙되면 갈색에서 노란색 또는 붉은색을 띠며 일반적으로 건조된 커피 콩당 300-330mg의 무게가 나간다. 카페인과 같은 커피 생두의 비휘발성 및 휘발성 화합물은 많은 곤충과 동물이 커피를 먹지 못하게 합니다. 또한, 비휘발성 및 휘발성 화합물은 모두 로스팅될 때 커피 콩의 풍미에 기여합니다. 비휘발성 질소 화합물과 탄수화물은 로스팅된 커피의 완전한 향과 생물학적 작용에 있어 매우 중요합니다. 2000년대 중반 이후로 그린 커피 추출물은 영양 보충제로 판매되었으며 클로로겐산 함량과 지질 분해 및 체중 감소 특성에 대해 임상적으로 연구되었습니다.

 

비휘발성 알칼로이드

  카페인은 녹색 및 볶은 커피 콩에 가장 많이 존재하는 알칼로이드입니다. 카페인 함량은 마른 생두의 1.0~2.5중량%입니다. 카페인 함량은 생두가 숙성되는 동안 변하지 않습니다. 낮은 농도의 테오필린, 테오브로민, 파라잔틴, 리베린 및 메틸리베린이 발견될 수 있습니다. 녹차에 존재하는 것으로 알려진 알칼로이드인 오필린의 농도는 로스팅 과정에서 일반적으로 230°C에서 약 15분 동안 감소하지만 대부분의 다른 알칼로이드 농도는 변하지 않습니다. 물에 대한 카페인의 용해도는 온도와 커피 생두에 모두 존재하는 클로로겐산, 구연산 또는 타르타르산을 첨가함에 따라 증가합니다. 예를 들어 카페인 1g은 실온에서 46ml의 물에 녹고 5.5ml는 80°C에서 녹습니다. 크산틴 알칼로이드는 무취이지만 물에서 쓴맛이 나는데, 이는 그린 커피에 존재하는 유기산에 의해 가려집니다.

 

  트리고넬린은 카페인만큼 씁쓸하지 않은 비타민 B6의 유도체입니다. 생두의 함량은 0.6~1.0%입니다. 230°C의 로스팅 온도에서 트리고넬린의 85%가 니코틴산으로 분해되어 로스팅된 콩에 미량의 불변 분자가 남습니다.

 

단백질과 아미노산

  단백질은 말린 커피 생두의 8~12%를 차지합니다. 대부분의 단백질은 11-S 저장 유형이며, 대부분은 생두가 숙성되는 동안 유리 아미노산으로 분해됩니다. 또한, 11-S 저장 단백질은 로스팅 온도에서 개별 아미노산으로 분해되어 Maillard 반응 생성물의 생성으로 인한 쓴 성분의 추가 공급원입니다. 높은 온도와 산소 농도, 낮은 pH는 생두의 11-S 저장 단백질을 저분자 펩타이드와 아미노산으로 분해합니다. 분해는 클로로겐산 및 그 유도체와 같은 유기산의 존재하에 가속화됩니다. 다른 단백질에는 생두의 숙성에 중요한 카탈라아제 및 폴리페놀 산화효소와 같은 효소가 포함됩니다. 성숙한 커피에는 유리 아미노산이 포함되어 있습니다. Coffea arabica에서 알라닌은 1.2mg/g의 가장 높은 농도를 가진 아미노산이며, 그 다음으로 아스파라긴이 0.66mg/g인 반면, C. 로부스타에서는 알라닌이 0.8mg/g, 아스파라긴이 0.36으로 존재합니다. mg/g 생두에 함유된 유리 소수성 아미노산은 불쾌한 맛을 유발하여 이러한 화합물로 원하는 음료를 제조하는 것을 불가능하게 만듭니다. 페루의 신선한 생두에서 이러한 농도는 이소류신 81mg/kg, 류신 100mg/kg, 발린 93mg/kg, 티로신 81mg/kg, 페닐알라닌 133mg/kg으로 측정되었습니다. 감마-아미노부티르산의 농도는 탄자니아의 생두에서 143mg/kg에서 703mg/kg 사이로 측정되었습니다. 볶은 커피 콩에는 유리 아미노산이 포함되어 있지 않습니다. 생두의 아미노산은 로스팅 온도에서 마이야르 제품으로 분해됩니다. 또한, 디케토피페라진, 예를 들어. 시클로, 시클로, 시클로는 해당 아미노산에서 생성되며 로스팅된 커피의 쓴맛의 주요 원인입니다. 디케토피페라진의 쓴 맛은 물 1리터당 약 20mg에서 감지할 수 있습니다. 에스프레소의 디케토피페라진 함량은 약 20~30mg으로 쓴맛의 원인이 됩니다.

커피체리 단면. 출처: 위키피디아

탄수화물

  탄수화물은 생두의 건조 중량의 약 50%를 차지합니다. 생두의 탄수화물 분율은 아라비노갈락탄, 갈락토만난, 셀룰로오스와 같은 다당류가 주를 이루고 있어 생두의 무미한 풍미에 기여합니다. 아라비노갈락탄은 90kDa~200kDa의 분자량을 가진 생두 건조 중량의 17%를 차지합니다. 그것은 베타-1-3-연결된 갈락탄 주쇄로 구성되며, 신체의 세포 방어 시스템을 자극함으로써 면역 조절 특성을 포함하는 측쇄에 아라비노스 및 갈락토스 잔기의 빈번한 구성원이 있습니다. 성숙한 갈색에서 노란색의 커피 콩은 다당류의 측쇄에 갈락토오스와 아라비노오스의 잔류물이 더 적기 때문에 생두가 물리적 분해에 더 강하고 물에 덜 용해됩니다. 커피에 함유된 아라비노갈락탄의 분자량은 대부분의 다른 식물보다 높기 때문에 저분자량의 아라비노갈락탄에 비해 소화관의 세포 방어 시스템을 개선합니다. 유리 단당류는 성숙한 갈색에서 황록색의 커피 콩에 존재합니다. 단당류의 유리 부분에는 최대 9000mg/100g의 아라비카 생두 커피, 즉 4500mg/100g인 로부스타의 적은 양의 자당이 포함되어 있습니다. 아라비카 생두의 유리 포도당 함량은 30~38mg/100g, 유리 과당은 23~30mg/100g이었습니다. 유리 갈락토스 35 mg/100g 및 만니톨 50 mg/100g 건조 커피 콩. 만니톨은 생물학적 막에서 지질이 과산화되는 동안 생성되는 하이드록실 라디칼에 대한 강력한 제거제입니다.

 

지질

  그린 커피에서 발견되는 지질에는 리놀레산, 팔미트산, 올레산, 스테아르산, 아라키드산, 디테르펜, 트리글리세리드, 불포화 장쇄 지방산, 에스테르 및 아미드가 포함됩니다. 말린 생두의 총 지질 함량은 11.7~14g/100g입니다. 지질은 생두의 표면과 내부 매트릭스에 존재합니다. 표면적으로는 총 지질 함량의 최대 3% 또는 1200~1400마이크로그램/g의 말린 커피 생두를 구성하는 지방산에 대한 아미드 결합이 있는 카르복실산-5-하이드록시트립타미드 유도체를 포함합니다. 이러한 화합물은 커피 원두의 표면에 왁스 같은 덮개를 형성하여 내부 매트릭스를 산화 및 곤충으로부터 보호합니다. 또한, 이러한 분자는 화학 구조로 인해 항산화 활성을 갖는다. 내부 조직의 지질은 트리글리세리드, 리놀레산, 팔미트산 및 에스테르입니다. 아라비카 원두는 로부스타보다 지질 함량이 높습니다. 디테르펜의 함량은 지질 분획의 약 20%입니다. 그린 커피에서 발견되는 디테르펜에는 카페스톨, 카월 및 16-O-메틸카페스톨이 포함됩니다. 이러한 디테르펜 중 일부는 화학적 산화로부터 간 조직을 보호하기 위한 시험관 내 실험에서 나타났습니다. 생두에서 추출한 커피 오일에서 디테르펜은 포화 장쇄 지방산으로 에스테르화됩니다.

 

비휘발성 클로로겐산

  클로로겐산은 항산화제인 페놀산으로 알려진 화합물 그룹에 속합니다. 아라비카의 건조된 커피 생두에서 클로로겐산의 함량은 수확 시기에 따라 65mg/g이고 로부스타는 140mg/g입니다. Garg, Satish K. Nutraceuticals 효능, 안전성 및 독성. 725~748쪽. 로스팅 온도에서 클로로겐산의 70% 이상이 파괴되어 로스팅된 커피 원두에 30mg/g 미만의 잔류물이 남습니다. 그린 커피와 달리 녹차에는 평균 85mg/g의 폴리페놀이 들어 있습니다. 이 클로로겐산은 값싸고 값싼 항산화제의 공급원이 될 수 있습니다. 클로로겐산은 카페인산, 페룰산 및 3,4-디메톡시신남산을 포함하는 동종 화합물이며, 이들은 에스테르 결합에 의해 퀸산의 히드록실기에 연결됩니다. 클로로겐산의 항산화 능력은 선택적 하이드록시 라디칼 제거제인 아스코르브산이나 만니톨보다 더 강력합니다. 클로로겐산은 50mg/l 물과 같은 낮은 농도에서 쓴맛이 있습니다. 1g/l 물의 더 높은 농도에서는 신맛이 납니다. 클로로겐산은 카페인의 용해도를 증가시키고 맛의 중요한 조절제입니다.

 

휘발성 화합물

  생두의 휘발성 화합물에는 단쇄 지방산, 알데히드 및 피라진 유도체와 같은 질소 함유 방향족 분자가 포함됩니다. 간단히 말해서, 그러한 휘발성 화합물은 로스팅된 커피에 비해 생두의 덜 유쾌한 냄새와 맛의 원인이 됩니다. 상업적인 성공은 주로 녹색 콩에서 카페인을 분리하지만 실제로 콩에서 침지된 액체를 사용하지 않는 공정을 사용하여 Green Bean Refreshers를 만드는 데 있어 Starbucks에 의해 실현되었습니다. 많은 소비자들이 뜨거운 물에 생두를 담가 생두 "추출물"을 만드는 실험을 합니다. 종종, 추출하는 권장 시간은 기분 좋은 맛을 제공하기 위해 너무 많은 카페인을 추출합니다. 12분 이하의 침지 시간은 단지 분리된 카페인 추출물을 사용하는 것보다 더 많은 영양소와 적은 카페인을 함유한 음료의 베이스로 사용할 수 있는 더 맛있는 액체를 제공합니다. 알칼리성 스톡 염기는 감미료가 있거나 없는 산성 또는 과일 추출물과 짝을 이루어 추출물의 야채와 같은 맛을 가릴 수 있습니다.

 

  생두를 로스팅하면 신선한 생두에는 없는 커피 특유의 기분 좋은 향을 가진 분자들이 생성된다. 로스팅하는 동안 불쾌한 맛의 휘발성 화합물의 대부분이 중화됩니다. 불행히도, 그린 커피에 존재하는 항산화제 및 비타민과 같은 다른 중요한 분자는 파괴됩니다.