로스팅 정도에 따른 커피의 3가지 생리활성 물질 함량 비교
커피 생두에 갇혀있는 영양성분들을 우리가 느낄 수 있는 커피 본연의 향기와 맛으로 풀어내려면 커피 로스팅이라는 과정을 거쳐야 합니다. 커피 로스팅은 생두가 가진 영양성분들을 어떻게 바꿀까요? 이번 포스팅에서는 로스팅 정도에 따라 커피가 가진 영양성분 중 활성물질들에는 어떤 변화가 있는지에 대해 알아보겠습니다. 카페인, 클로로겐산, 트리고넬린 등의 생리활성물질들을 확인해보시기 바랍니다.
글의 순서
커피 생두에 들어있는 생리활성물질
커피가 가진 알칼로이드
커피가 가진 폴리페놀 성분 클로로겐산(Chlorogenic Acid)
커피 로스팅 정도에 따른 알칼로이드 함량 변화
커피 로스팅 정도에 따른 클로로겐산 함량 변화
커피 로스팅 정도에 따른 생리활성물질 함량 비교 : 실험결과
커피 생두에 들어있는 생리활성물질
생리활성물질이란 생체의 기능을 증진시키거나 억제시키는 물질로 생리 기능을 조절합니다. 만약 우리 몸의 기능을 조절하는데 필요한 물질이 모자라거나, 과도하게 분비된다면 우리 몸은 비정상적인 상태로 바뀌는데요. 이때 생리활성물질이 비정상적인 상태를 정상화시키는 역할을 합니다. 생리활성물질은 우리 몸의 노화를 지연시키거나, 각종 성인병을 예방하는 것으로 알려져 있습니다.
커피 생두에는 어떤 생리활성물질이 들어있을까요? 대표적인 생리활성물질로는 알칼로이드의 일종인 카페인(Caffeine), 트리고넬린(Trigonellien), 폴리페놀의 일종인 클로로겐산(Chlogogenic Acids)을 들 수 있습니다.
커피가 가진 알칼로이드
알칼로이드(Alkaloid)란 식물이 가진 성분들 가운데 질소를 함유한 알칼리성 유기화합물을 일컫는 용어입니다. 우리말로는 식물염기라고 하는데 식물에서 추출한 것 중 알칼리성을 나타내면 모두 알칼로이드라고 부릅니다.
식물이 가진 질소를 함유한 알칼리성 유기화합물, 즉 알칼로이드 중에서는 동물의 몸속에 들어가면, 특이한 반응을 일으키는 물질들이 많다. 대표적인 것이 양귀비에서 추출한 모르핀,강력한 진통, 환각 효과가 있는 코카인, 말라리아 치료제인 키니네, 담배의 주성분인 니코틴 등입니다.
커피에는 어떤 알칼로이드가 들어 있을까요? 커피에 들어 있는 알칼로이드 성분은 카페인(Caffeine)과 트리고넬린(Trigonelline)이 대표적입니다.
커피가 가진 폴리페놀 성분 클로로겐산(Chlorogenic Acid)
클로로겐산을 얘기할 때 떠오르는 단어는 항산화물질, 폴리페놀, 항암물질 등입니다. 클로로겐산은 커피에 들어있는 몸에 좋은 성분입니다. 클로로겐산도 산(acid)이긴 합니다만, 아주 약한 신맛을 내는 수준입니다. 클로로겐산은 쓴맛과 아주 약한 신맛을 내며, 커피의 품질과 향기와 맛에 영향을 줍니다.
커피 로스팅 정도에 따른 알칼로이드 함량 변화
커피 로스팅 전과 후에 양의 변화가 명확하게 대비되는 알칼로이드는 카페인과 트리고넬린입니다. 카페인과 트리고넬린은 커피에서 향기와 맛에 영향을 주는 성분인데요. 카페인과 트리고넬린 공통적으로 쓴맛을 내는 중요한 알칼로이드입니다. 특히 열에 불안정한 트리고넬린은 로스팅 과정에서 50~80%가 분해되는데, 트리고넬린 분해로 생성되는 휘발성 성분은 커피 품질에 영향을 미칩니다.
(1) 카페인(Caffeine)
카페인은 열에 비교적 안정하여 일반적인 로스팅 조건에서는 잘 변화되지 않는 비휘발성 물질입니다. 열에 안정한 물질이긴 하지만 고온에 오랫동안 로스팅할 경우 카페인 함량 감소에 어느 정도는 영향을 미칠 수도 있을 것으로 예상되고 있습니다.
(2) 트리고넬린(Trigonelline)
트리고넬린(trigonelline)은 쓴맛을 만들어내며, 클로로겐산과 함께 항암효능을 보이는 물질로 알려져 있습니다. 트리고넬린은 카페인의 1/4 정도의 매우 약한 쓴맛을 지닌 알칼로이드 물질입니다. 트리고넬린은 로스팅 과정에서 50% 분해되는데, 그 속도도 빠릅니다. 커피 로스팅 과정 중 트리고넬린에서 생성되는 휘발성 물질은 커피의 향기와 맛에 좋은 영향을 줍니다.
커피 속의 트리고넬린 함량은 아라비카종(CoffeaArabica)에 0.8%-1.2%, 로부스타종(Coffea Robusta)에 0.6%-0.75%이 함유되어 있습니다. 그러니까 로부스타종 보다 아라비카 종에 더 많이 함유되어 있습니다.
트리고넬린은 같은 알칼로이드계인 카페인과는 달리 거의 소실됩니다. 따라서 로스팅 정도가 다크 로스팅쪽으로 갈수록 트리고넬린 함량이 확 줄어드는 것입니다.
커피 로스팅 정도에 따른 클로로겐산 함량 변화
로스팅을 하면서 생두는 점차 갈색빛을 띠게 됩니다. 갈색 색상을 만들어내는 멜라노이딘(melanoidin)을 만드는데도 클로로겐산이 일부 도움을 줍니다. 여기서 멜라노이딘은 당과 아미노산이 반응하는 마이야르 반응(Maillard reaction)으로 만들어진 물질입니다. 멜라노이딘도 강력한 항산화 작용과 항암 효과를 지닙니다.
종합해보면 클로로겐산 자체로도 항산화물질이지만, 로스팅 과정에서 클로로겐산이 또다른 항산화물질인 멜라노이딘을 만드는데도 기여하므로 건강에는 더더욱 좋은 성문이라고 할 수 있겠습니다.
클로로겐산도 트리고넬린과 같이 로스팅 과정에서 쉽게 분해되어 여러 가지의 페놀 화합물을 형성하는데요. 로스팅 시간이 증가할수록 클로로겐산의 함량은 줄어들지만 그 부산물인 퀸산과 카페익산은 증가합니다.
커피 로스팅 정도에 따른 생리활성물질 함량 비교 : 실험결과
인도네시아 자바에서 생산된 생두 300g, 500g, 700g을 로스팅 한 뒤, 커피의 생리활성물질을 추출하여 그 함량을 비교하였습니다. 한 번에 로스팅하는 생두의 양이 많을수록 다크 로스팅쪽으로 더 진행되었다고 보시면 되겠습니다.
커피를 추출한 방식을 요약하면 다음과 같습니다.
로스팅된 원두를 0.3～0.5 mm 굵기(핸드드립용)로 분쇄하였습니다. 핸드드립용으로 분쇄하였으나 커피추출 도구로는 에어로프레스를 사용하였습니다. 분쇄된 원두를 에어로프레스에 10 g씩 담고 100 mL의 물(온도 90±1°C)을 부어 2분 침지 후 플런저를 눌러 추출한 시료에서 생리활성물질을 추출하였습니다.
아래 그림은 생두 300g, 500g, 700g을 넣고 로스팅 한 후 커피를 추출했을 때의 결과입니다. 로스팅 정도가 더 강한 쪽으로 진행되면서 가장 크게 변화하는 물질은 클로로겐산이며, 가장 변화가 적은 물질은 카페인입니다. 항산화물질에 중점을 두신다면 라이트 로스팅을 선택해야 합니다.
마치며 …
이번 포스팅에서는 커피가 가진 영양성분 중에서도 생리 활성물질인 카페인, 트리고넬린, 클로로겐산의 함량이 커피 로스팅이 진행되면서 어떻게 변화하는지를 비교하였습니다. 결과를 요약하면 다음과 같습니다.
▶카페인 : 다크 로스팅쪽으로 진행되더라도 카페인 함량이 적게 줄어든다.
▶트리고넬린 : 다크 로스팅쪽으로 진행될수록 트리고넬린 함량이 점차 줄어든다.
▶클로로겐산 : 다크 로스팅쪽으로 진행될수록 클로로겐산 함량이 크게 줄어든다.
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참고자료
이재철 (2021). 배전 용량에 따른 일반커피와 무산소 발효커피의 이화학적 특성 비교 연구,한국조리학회지, 27(12), 183-190.