전자코, 전자혀, GC/MSD를 이용한 시판 커피의 향미 특성 비교

Abstract

본 연구는 전자혀(electronic tongue), 전자코(electronic nose), 그리고 GC/MSD와 GC-olfactometry를 통해 시중의 커피전문점에서 판매되고 있는 10종의 아메리카노의 맛 성분과 향기 성분을 확인하였으며, 그에 따른 맛 성분과 향기 성분의 패턴도 확인하였다. 먼저 전자혀 분석을 통해 커피 샘플의 맛 성분에 대한 상대적인 센서 강도를 확인하였다. 신맛에 관여하는 SRS 센서의 경우 N-FC#2에서 가장 높은 7.3을 확인하였고, FC#1, FC#2, BC#1에서 가장 낮은 5.5를 확인하였다. 짠맛의 STS센서의 경우 FC#1에서 가장 높은 9.2를 확인하였고, BC#3에서 가장 낮은 4.1을 확인하였다. 감칠맛의 UMS 센서의 경우 N-FC#2에서 가장 높은 8.2를 확인하였고, FC#1에서 가장 낮은 1.9를 확인하였다. 단맛의 SWS 센서의 경우 N-FC#4에서 가장 높은 6.9를 확인하였고, FC#1에서 가장 낮은 5.1을 확인하였다. 마지막으로 쓴맛의 BRS 센서의 경우 N-FC#2에서 가장 높은 8.1을 확인하였고, FC#1에서 가장 낮은 4.1을 확인하였다. 주성분 분석을 통해 5가지 기본적인 맛 성분과 10가지 커피 샘플에 대한 패턴을 확인한 결과, 전체 variance는 92.13%를 확인하였고 PC1과 PC2의 variance는 각각 77.31%와 14.82%로 확인하였다. 군집분석을 통해 커피 샘플의 유사도는 크게 6개의 cluster를 확인할 수 있었다. 전자코 분석을 통해 10가지 커피 샘플에서 총 22종의 휘발성 향기 성분을 확인하였다. 모든 샘플에서 상대적으로 가장 높은 함량을 보이는 향기 성분은 3-methyl-1-butanol, 2-methylfuran, propan-2-one으로 확인되었다. 주성분 분석을 통해 향기 성분과 10가지 커피 샘플에 대한 패턴을 확인한 결과, 전체 variance는 90.38%를 확인하였고 PC1과 PC2의 variance는 각각 78.73%와 11.65%로 확인하였다. 군집분석을 통해 커피 샘플의 유사도는 크게 5개의 cluster를 확인할 수 있었다. GC/MSD와 GC-olfactometry를 통한 향 활성 화합물을 확인하였으며, 총 40종의 향 활성 화합물을 확인하였다. Pyrazines의 경우 모든 커피 샘플에서 가장 많은 개수의 향 활성 화합물을 확인하였다. 그리고 개별 성분으로는 1-(2-furanylmethyl)-1H-pyrrole이 모든 샘플에서 확인되었으며, 상대적으로 높은 함량을 확인하였다. 주성분 분석을 통해 향 활성 화합물과 10가지 커피 샘플에 대한 패턴을 확인한 결과, 전체 variance는 50.22%를 확인하였고 PC1과 PC2의 variance는 각각 27.20%와 23.02%로 확인하였다. 군집분석을 통해 커피 샘플의 유사도는 크게 5개의 cluster를 확인할 수 있었다. 종합적으로 전체적인 연구 내용을 볼 때 전자혀, 전자코, 그리고 GC/MSD와 GC-olfactometry를 이용한 브랜드에 따른 커피 10종의 맛과 향에 대한 객관적이고 표준화된 결과를 확인하였으며, 그에 따른 샘플 간의 패턴과 유사도를 다변량 분석을 통해 진행하였다. 우리가 알고 있는 커피의 맛과 향은 커피 원두의 종류, 재배와 수확, 로스팅 온도, 로스팅 시간, 그리고 로스팅 기계 등에 의해 달라진다. 본 연구에서 시중에서 판매되고 있는 10종의 커피 브랜드(franchise coffee, non-franchise coffee, bulk coffee)의 맛과 향을 분석해보았으며, 그 결과 브랜드별 로스팅 조건과 로스팅 기계에 따라 다른 맛과 향을 나타낼 수 있다고 판단된다. 소비자 선호도가 높은 FC(franchise coffee)는 다른 N-FC(nonfranchise coffee)와 BC(bulk coffee)에 비해서 맛이나 향이 우수해서가 아닌 brand image와 brand preference 등에 영향을 받는 것으로 판단된다. 이러한 맛과 향에 대한 연구와 패턴을 이용한 분석시스템은 본 연구에서 제시한 아메리카노에 국한되는 것이 아닌 커피 산업과 커피와 관련된 다양한 음료 산업에서 표준 자료로써 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

This study investigated taste and aroma characteristics of 10 commercial coffee samples using an electronic tongue (E-tongue), an electronic nose (E-nose), gas chromatography-mass spectrometry (GC/MSD), and GC-olfactometry (GC-O). In electronic tongue analysis, sourness, umami, and bitterness were high in the non-franchise#2 (N-FC#2), saltiness was high in the franchise#1 (FC#1), and sweetness was high in the non-franchise#4 (N-FC#4). In the electronic nose analysis, a total of 22 volatile compounds were identified in the 10 coffee samples, and 3-methyl- 1-butanol, 2-methyl furan, and propan-2-one were the dominant content in these samples. In GC/MSD with GC-O analysis, a total of 40 volatile active compounds were identified, which include 3 alcohols, 2 aldehydes, 3 esters, 3 furans, 5 hydrocarbons, 5 heterocyclics, 4 ketones, 6 pyrazines, 5 pyrroles, 2 pyridines, and 2 phenolic compounds. Pyrazines were the dominant volatiles in the samples. 1-(2-Furanylmethyl)-1H-pyrrole was detected in all samples and showed a relatively higher content compared to other pyrroles. Our results which included taste and aroma patterns in commercial coffee brands may provide basic research data for the chemosensory research field. Copyright ? 2021 by The Korean Society of Food Science and Nutrition.