항산화 활성이 최적화된 통율무와 진피 첨가 커피 개발과 소비자 기호도

Abstract

커피는 쓴맛, 떫은맛, 신맛 및 구수한 맛 등이 조화되어 만들어지는 대표적인 기호식품으로 오랫동안 세계인들에게 사랑 받고 있다. 국내에서는 한국전쟁 이후 점차 대중화 되었으며, 특히 2000년 이후 대형 테이크아웃 커피전문점이 생겨나면서 커피 시장은 해마다 고성장을 보이고 있다. 하지만 국내에서 소비되고 있는 커피의 원재료인 생두 및 원두는 전량 수입에 의존하고 있는 실정이며, 소비가 확대됨에 따라 수입량 또한 지속적으로 증가 하고 있다. 반면 현재 쌀을 비롯한 우수한 품질의 국내산 농산물들은 수입 농산물의 가격경쟁력에 밀려 생산량 대비 소비량을 충족시키지 못하고 있어 이에 대한 정책 마련과 다양한 제품 개발 등의 노력이 필요한 시점이다. 또한 커피를 비롯한 기호음료 소비가 증가하면서 소비자들은 더욱 더 새롭고 다양한 제품을 찾을 뿐만 아니라 삶의 질과 건강을 고려한 기능성 식품을 선호하고 있어 이를 충족 할 수 있는 기호음료의 개발이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 항산화 활성이 최적화 될 수 있는 통율무와 진피의 로스팅 조건을 확립하고 이를 첨가한 커피의 관능적 특성 평가와 소비자 조사 연구를 실시하여 기능성과 기호성을 만족시키는 혼합커피로서의 개발 가능성을 탐색하였다. 먼저 Part Ⅰ.에서는 통율무와 진피에 대한 반응표면분석(Response Surface Methodology, RSM)을 실시하여 항산화 활성이 최대로 나타내는 최적화 로스팅 조건을 확립하였으며, 독립변수는 온도(X1)와 시간(X2)으로 설정하고 중심합성계획에 따라 13구간으로 나누어 열수추출 한 후 electron donating ability, total phenolic compound content, total flavonoid content, hydroxyl radical scavenging 분석을 실시하였다. 그 결과 통율무의 항산화 활성 최적 로스팅 조건은 178.00℃, 9.97 min, 진피는 70.90℃, 9.03 min으로 분석되었으며, 통율무를 최적 조건으로 로스팅 하였을 때 electron donating ability은 72.09%, total phenolic compound content는 16.00 mg TA/g, total flavonoid content는 122.56 mg QE/100 g, hydroxyl radical scavenging는 53.09%로 예측되었고, 진피를 최종 최적 조건으로 로스팅 한 결과 electron donating ability 72.38%, total phenolic compound content 10.73 mg TA/g, total flavonoid content 105.74 mg QE/100 g, hydroxyl radical scavenging activity 60.26%로 예측되었다. 이후 동일조건에서 재실험 하였으며, 실험치를 비교한 결과 값이 95% 신뢰구간(confidence interval, CI)에 속하여 재연성을 검증하였다. Part Ⅱ.에서는 통율무 및 진피 첨가 커피의 관능적 특성 평가 및 소비자 조사를 실시하였다. 우선 최적 조건으로 로스팅 처리 된 통율무는 커피와의 향미가 조화롭게 어우러질 수 있도록 브라질(Brazil), 인도네시아 수마트라 만델링(Indonesia Sumatra Mandheling), 태국 도이창(Doi Chang), 에티오피아 시다모(Ethiopia Sidamo) 원두가 블랜딩 된 커피 베이스에 5%, 10%, 15%, 20%, 25% 씩 첨가하였으며, 진피 역시 최적 조건으로 로스팅 처리 한 후 커피와의 조화로운 향미를 고려하여 에티오피아 예가체프(Ethiopia Yirgacheffe)와 에티오피아 시다모(Ethiopia Sidamo) 원두가 블랜딩 된 커피 베이스에 5%, 10%, 15%, 20%, 25% 씩 첨가하여 시료로 사용하였다. 묘사분석을 통한 관능적 특성 평가 결과, 견과류 향미, 카카오 향미, 고소한 향미, 한약 향미, 고소한 향, 한약 향, 떫음, 감칠맛, 무거운 바디감 등 총 26개의 특성을 도출하였다. 관능적 특성에 대한 주성분 분석(Principal Component Analysis, PCA)에서는 전반 맛 강도, 감칠맛, 이취, 신맛, 조미료 향/향미, 신내, 한양 향미, 흙 향 등이 제 1주성분의 양의 방향으로 강하게 부하되었으며, 특히 진피를 첨가한 시료에서 강한 특성을 나타냈다. 쓴맛, 진한 정도, 견과류 향/향미, 고소한 향, 달콤한 향 등과 같은 특성은 제 1 주성분의 음의 방향으로 강하게 부하되었으며, 시료의 위치와 대응하여 보았을 때 통율무를 첨가한 커피 시료에서 전반적으로 나타나는 특성으로 분석되었다. 소비자 조사는 20대, 30대, 40대 남녀 각각 15명씩, 총 90명을 대상으로 진행 하였고 농도별로 첨가한 통율무 커피 및 진피 커피에 대하여 기호도, 강도, 태도, 선호 및 비선호 이유 CATA(Check-all-that-apply)조사를 실시하였다. 기호도 조사 결과 통율무 첨가 커피에 대해서는 20대 소비자는 5% 첨가한 커피, 30대 소비자는 10%, 40대 소비자는 15%를 첨가한 커피를 전반적으로 선호하는 것으로 나타났으며, 진피를 첨가한 커피에 대해서는 전 연령대에서 5%를 첨가한 커피의 전반적 기호도가 가장 높게 나타났다. CATA(Check-all-that-apply) 조사에서 통율무 첨가 커피의 공통적인 선호요인은 색, 고소한 향과 구운 향, 친숙함 등이 선택되었으며, 비선호 요인에는 떫은 맛과 쓴 맛이 선택되었다. 진피를 첨가한 커피의 공통적 선호요인으로는 가벼운 바디감, 부드러운 목 넘김, 색상을 선택하였고 비선호 요인으로는 신맛, 낯섦/익숙하지 않음을 선택하였다. 또한 진피의 농도가 증가할수록 전체 소비자에서 비선호 요인으로 신맛, 신내, 낯섦/익숙하지 않음, 한약향의 선택 빈도가 높아졌으며, 선호 요인으로 새로움/독특함, 건강에 좋을 것 같음의 선택 빈도가 증가하는 경향이 나타났다. 본 연구를 통해 통율무 및 진피의 기능성 소재로서의 가능성을 탐색하고 최적 조건을 확립하였을 뿐만 아니라 이를 첨가한 혼합커피의 농도, 소비자의 연령에 따라 기호도가 달라지는 것을 확인 할 수 있었다. 본 연구의 제한점은 소비자 조사의 대상자가 한국인에 국한되어 국가별 소비자에 대한 비교·분석에 한계가 있었다는 것이며, 향후 국가별 소비자 조사 연구 등을 통해 한국형 커피로서의 역수출 가능성에 대한 평가가 필요다고 사료된다.;Coffee is one of the most well-known favorite foods which has been enjoyed by the entire world over its long history and contains bitter tastes, astringency, acidic tastes, and goso flavors. The raw material for the coffee consumed in South Korea, the green coffee beans and the roasted coffee beans are entirely dependent on the importation. As the consumption of the coffee increases, the importation volume of such materials is increasing continuously as well. As the consumption of coffee and other beverages increase, the consumers are seeking newer and more diverse choices, while preferring to healthy food products in consideration of the health and the quality of life. For this, it became necessary to develop new beverages that could meet such demands. For this reason, the researcher conducted this study with a view to establishing the roasting condition for the optimized antioxidant activities of the whole adlay and dried citrus peel, which are South Korean specialty agricultural products and conducted a customer survey on the coffee containing these ingredients, to explore the possibility of developing a mixed coffee product that could meet both serve the functional and preferential demands. In Part Ⅰ. of this study, the RSM(Response Surface Methodology) was used on the whole adlay and dried citrus peel to establish the roasting condition that could maximize the antioxidant activities. The independent variables of the study were the temperature(X1)and time(X2), which were divided into 13 segments based on the core synthesis plan. After the extraction of the ingredients in hot water, the electron donating ability, total phenolic compound content, total flavonoid content, and hydroxyl radical scavenging activity were analyzed. The result of the analysis showed that the optimal roasting condition for the maximized antioxidant effect was 178.00℃, 9.97 min for the whole adlay and 70.90℃, 9.03 min for the dried citrus peel. In Part Ⅱ, a customer survey and the sensory evaluation were conducted on the coffee containing the whole adlay and the dried citrus peel. Firstly, the whole adlay which was processed under the optimal roasting conditions was added in 5%, 10%, 15%, 20%, and 25% in a blended coffee base composed of coffee beans from Brazil, Sumatra Mandheling, Doi Chang of Thailand, and beans for Ethiopia, so that the flavors of the roasted whole adlay can harmonize with the flavor of the coffee. The dried citrus peel was also roasted under the optimal conditions and was added in 5%, 10%, 15%, 20%, and 25% to the blended coffee base composed of Yirgacheffe and Sidamo, in consideration of the harmonization of the flavors. These sensory attributes of these samples were evaluated and the result showed 26 characteristics, included the nut taste, cacao taste, goso taste, herbal medicine taste, goso flavor, herbal medicine flavor, bitterness, savory taste, and heavy body taste. The analysis on the correlations between the characteristics showed that the goso taste was closely and positively related to the nut flavor and the nut flavor was positively related to the cacao flavor and the strength of the coffee. On the other hand, the acidic flavor was positively related to the herbal medicine flavor and herbal medicine taste, while negatively related to the goso taste and cacao taste. The PCA(Principal Component Analysis) of the sensory attributes showed that the overall strength of the taste, savory taste, bad smell, acidic taste, food additive taste/flavor, acidic flavor, herbal medicine flavor, and soil flavor were strongly loaded to the positive direction of the primary component. Especially, the sample with 25% dried citrus peel showed the strongest characteristics. The bitter taste, strength, nut flavor/taste, goso flavor, and sweet flavor were strongly loaded to the negative direction of the primary ingredients. In consideration of the positions of the samples, it was determined that these were the commonly existing characteristics in the coffee samples with whole adlay. The customer survey was conducted with a sample group of 90 participants, composed of 15 male and 15 female participants, respectively, from each age group of 20s, 30s, and 40s. The participants were presented with the whole adlay and dried citrus peel coffee samples of different proportions. The survey was conducted as a CATA(check-all-that-apply) method on the preference and the cause of preference or non-preference of the whole adlay and dried citrus peel coffee samples. The result of the survey on the preference showed that the participants in their 20s generally preferred 5% whole adlay samples, while 30s 10% and 40s 15%. As for the dried citrus peel coffee samples, all age groups showed a high preference to the 5% samples as a whole. In the CATA survey, the common preferential factors of the whole adlay coffee were the color, goso flavor, burnt flavor, and familiarity and the non-preferential factors were the astringency and bitterness. The common preferential factors of the dried citrus peel coffee samples were the light body taste, smooth swallowing and color, while the non-preferential factors were the acidic taste, and unfamiliarity/strangeness. Also, as the density of the dried citrus peel increased, the frequency of selecting the acidic taste, acidic flavor, strangeness, and herbal medicine flavor as the non-preferential factors increased in all age groups, while the frequency of selecting the uniqueness and impression that the beverage might be good for health as the preferential factors increased. In this study, the possibility of using the whole adlay and the dried citrus peel as a health food material was explored and the optimal conditions for using them were established, while it was confirmed that the age groups and the density of these ingredients affected the level of preference. It is expected that the findings in this study could be used in the development of the healthy, functional coffee beverage for different age groups.