A study on comparative evaluation of flavor components in fermentation- processed coffees

Abstract

The flavor of coffee has been known to be greatly influenced by post-harvest processing methods even for the same variety and the wet processing method is especially responsible for the better aroma quality because of fermentation. This study was carried out to profile of the volatile components of green beans and roasted coffee of kopi luwak and monsooned malabar which were the same variety (Coffea arabica L.), but underwent different and specific fermentation processes. Kenya AA with wet process method was used for a control group. HS-SPME coupled with GC–MS was applied to identify the volatile components in them. The representative compounds for Luwak green bean were pentamethyl heptans and 3-methyl-1-butanol. On the other hand, a comparison of TICs revealed that compounds such as alkyl butanals, pinenes, benzaldehyde, butandiols and 4-vinylguaiacol, which have distinctive features, were found to be more diverse in monsooned green beans. However, after roasting, the fermented coffees did not show distinctive difference. In PCA and PLS-DA analysis, the different fermented beans were clearly separated. The s-plot and VIP values discovered the significant compounds contributing on the discrimination of the groups. In Luwak green beans, 3-methyl-1-butanol with fruity and sour flavor. And benzaldehyde, butanals with bitter / nutty flavor and pinenes with herbal / spicy flavor were evaluated as the significant compounds in monsooned green beans. In roasted coffee, in particular, alkyl pyrazines with roasty flavor were found to be compounds that contributed to the differences the control group and both fermented coffees underwent specific processing. In addition, Luwak and monsooned coffee were characterized by compounds related to citrus flavors and by compounds that contribute to bitter, burnt flavors respectively. Therefore, they can be presumed as markers for the fermented coffees by the specific processes.;커피의 풍미는 동일한 품종이라도 수확 후 가공 방법에 크게 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 특히, 습식 가공 방법은 발효 공정으로 인해 다양하고 바람직한 아로마 품질에 좋은 평가를 받는다. 따라서 본 연구는 동일 품종(Coffea arabica L.)의 커피가 상이하고 특이적인 발효 공정을 거친 후 차이를 보이는 화합물들의 차이를 규명하는 것이다. 특이적인 발효 공정을 거친 커피들은 소화 생물적인 방식으로 발효 된Kopi Luwak과 습한 바람에 의해 발효 된Monsoon Malabar로서 이들의 휘발성 성분을 분석하였다. 일반적인 습식 방법으로 가공 된 Kenya AA는 대조군으로 분석되었다. 생두와 배전 과정을 거친 원두의 휘발성성분들을 HS-SPME-GC/MS를 이용하여 분석하였다. TIC 비교를 한 결과 Kopi Luwak 생두의 대표적인 화합물은 pentamethyl heptans 과 3-methyl-1-butanol이었다. 반면, Monsoon Malabar 생두에서는 alkyl butanals, pinenes, benzaldehyde, butandiols, 4-vinylguaiacol과 같은 다양한 화합물이 나타나는 것을 확인하였다. 그러나 배전 후, 커피들은 대표적인 화합물을 구분 할 만큼 특이한 차이를 보이지 않았다. 하지만, PCA와 PLS-DA 분석을 통해 서로 다른 발효커피들을 명확하게 구분할 수 있었고, PLS-DA를 통해 얻어 진 S-plot과 VIP값들을 통해 그룹의 구분에 기여하는 중요한 성분들도 확인을 하였다. 생두에서, Kopi Luwak은 과일과 신 맛을 내는 풍미를 가진 3-methyl-1-butanol이 특징적인 화합물로 확인 되었다. Monsoon Malabar 쓴맛, 고소한 아몬드 풍미를 지닌 benzaldehyde, butanals 과 풀과 같은 그리고 매운 풍미를 지닌 pinenes이 중요하고 특징적인 화합물로 확인이 되었다. 배전 후 원두 커피에서, 특히 구운 풍미를 지닌 alkyl pyrazines 은 대조군과 비교했을 때 두 가지 발효 커피의 차이에 기여하는 화합물 인 것으로 밝혀졌다. 또한, Kopi Luwak은 시트러스한 풍미와 관련된 화합물들과 Monsoon Malabar 커피는 쓰고 탄 풍미와 관련된 화합물들에 의해 구분이 되었다. 따라서 본 연구에서는 특정 공정에 의해 발효된 커피들의 차이를 나누는데 기여하는 화합물들의 잠재적인 마커들을 선정할 수 있었다. 또한, 이러한 각 특징적인 풍미를 지닌 마커들을 모니터링 함으로써 로스팅 공정조작을 통해 바람직한 향을 조절 할 수 있는 연구의 기반이 됨을 기대한다.