2023년 3월 4주 커피자료 묶음

자료수집기간 20230311-0317

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요약:  MARTINS팀(2023)은 혼농임업 방식과 수확 후 가공 중 발효 형태가 커피콩의 화학 품질과 음료의 관능 속성에 유의한 영향을 미치고, 병렬 혼농임업지가 살충제 사용 없이 고품질 커피 생산이 가능한 대안이며, 건식과 반건식 발효는 혼농임업 커피의 관능 품질에 좋은 생산법이고, 배양 종균 발효가 효과를 보려면 아직 연구가 필요하며, 중적외선 및 화학계량적 도구로 품질 관련 화학물질 분류가 가능하며, 혼농임업지 분류에 중요한 영향을 미치는 물질은 지질, 카페인, 카르복실산, 클로로겐산이라고 말한다. 

상세: 저자는 브라질 세아라 주 마시소 두 바투리테 지역에서 혼농임업(자연-야생 혼농임업지: 45년 이상 자연림 속에서 20-40년생 티피카 품종 재배; 병렬 농업지: 자연림과 유사하게 섞어심기; 일반 혼농임업지: 2.5년생 아라비카 아까우아 품종; 모든 재배지는 해발 700m 이상, 연평균기온 21.74도, 연 강우량 2000mm이며 주요 우기는 12-3월(여름) 및 4-6월(가을)) 및 5개 수확 후 가공(내추럴, 반건식, 수세, 이스트 배양 종균 발효, 박테리아 배양 종균 발효)에 따른 커피 관능 속성을 살폈다. 

연구에 따르면, 재배지 중에서는 자연-야생 혼농임업지 커피(81,38-85,74) 및 병렬 농업지(83.19-87.30)가 일반 혼농임업지(79.44-81.58) 대비 점수가 높았다. 가공 방식에서는 동일 재배지에서는 건식과 반건식의 점수(자연-야생: 85.14, 85.74; 병렬: 87.30, 87.19; 일반: 81.58, 80.96)가 가장 높았고, 두 가공 방식 간 유의한 차이는 없었다.

저자는 이러한 혼농임업지 및 가공 방식에 따른 관능 점수 차이의 원일을 해당 연구지에서의 떼루아 속성 및 커피 내 미생물 환경으로 보았다. 또한, 자료를 주성분 처리해, 10개 SCA 관능 속성(fragrance/aroma, uniformity, defects, sweetness, favor, acidity, body, aftertaste, balance, clean cup, global evaluation) 중 8개(제1주성분: 모두 +요소, 중요도에 따라 aftertaste - balance - acidity, flavor, fragrance, overall, total; 제2주성분: 중요도에 따라 total - body - acidity(-) - overall(-) - aftertaste, flavor(-) - balance(-) - fragrance(-))이 유의한 영향을 미친다고 말한다. 또한, 본 연구에서 바디 속성은 발효 방식 구분에 유의한 영향(수세 가공은 바디가 적고 건식 가공은 바디가 많음)을 미친다고 말한다. 

한편 저자는 적외선 분광 분석을 통해, 혼농임업 형태에 따라 커피의 분광 흡수 형태가 다르며 이는 해당 커피의 화학 속성이 다르다는 의미라고 말한다. 저자에 따르면, 1100-750/cm 영역인 C-O 결합(알콜, 에스테르, 에테르, 카르복실산), C-N결합(아민), C-H결합(알켄) 관련 부분은 자연-야생 혼농임업지에서 많이; 1500-1200/cm 영역인 트리고넬린, 탄수화물, 메틸-메틸렌 그룹, C=C결합(고리족 방향물질), C-C결합, N-H결합과 1650-1550/cm 영역인 N-H결합, C=C결합(알켄), C=O결합(카보닐기) 등 지질, 지방산, 카르복실산, 클로로겐산, 트리고넬린, 카페인 관련 부분은 병렬 혼농임업지에서 적게; 1750/cm 영역인 C=O결합(지질 에스테르) 부분은 자연-야생 및 병렬 혼농임업지에서 많이; 3000-2800/cm 영역인 C-H결합(알데히드) 분해, 자유 아미노산, 알칸 연장, 리그닌 다당류 속 C-H결합 부분은 병렬 혼농입업지와 자연 야생 혼농임업지에서 많이; 3650-3050/cm 영역인 O-H결합(당알콜, 카르복실산, 클로로겐산) 부분은 재래식 혼농임업지에서 많이 나타난다. 

저자는 자료를 바탕으로, 혼농임업 방식과 수확 후 가공 중 발효 형태가 커피콩의 화학 품질과 음료의 관능 속성에 유의한 영향을 미치고, 병렬 혼농임업지가 살충제 사용 없이 고품질 커피 생산이 가능한 대안이며, 건식과 반건식 발효는 혼농임업 커피의 관능 품질에 좋은 생산법이고, 배양 종균 발효가 효과를 보려면 아직 연구가 필요하며, 중적외선 및 화학계량적 도구로 품질 관련 화학물질 분류가 가능하며, 혼농임업지 분류에 중요한 영향을 미치는 물질은 지질, 카페인, 카르복실산, 클로로겐산이라고 말한다. 

인용(APA): MARTINS, E. D. O., OLIVEIRA, E. D. S., SIQUEIRA, E., MORELI, A., GUARÇONI, R., PEREIRA, L., ... & SILVA, M. D. (2023). Chemical profile and sensory perception of coffee produced in agroforestry management.

링크:  https://biblioteca.incaper.es.gov.br/digital/handle/item/4395

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요약:  Cherubino Ribeiro팀(2023)은 커피잎에 대한 가상 실험 분석을 통해, 아라빜카종 게놈 내 폴리페놀 산화효소(PPO) 8개(7개는 카네포라종에서, 1개는 에우게니오이데스 종에서 부호화된 것)및 아라비카종 게놈의 도파 탈카복실화효소(DDC)의 유전 좌위 6개(4개는 에우게니오이데스 종에서, 2개는 카네포라종에서 부호화된 것)를 찾아냈다. 나아가 저자는 크로마토그래피 분석을 통해 아라비카종의 성숙한 잎과 열매 및 카네포라종의 잎에서 L-DOPA(도파민 전구체로서 파킨슨병 치료제)가 자연 합성된다고 주장한다. 

인용(APA): Cherubino Ribeiro, T. H., de Oliveira, R. R., Neves, T. T. D., Santiago, W. D., Leite Mansur, B., Saczk, A. A., ... & Chalfun-Junior, A. Metabolic Pathway Reconstruction Indicates the Presence of Important Medicinal Compounds in Coffee Such as L-DOPA. Available at SSRN 4379676.

링크: https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=4379676 

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요약:  Kawabata팀(2023)은 하와이에서 커피베리보러에 대한 두 가지 방제법(살충제인 스피네토람, 기생 생물인 베아우베리아 바시아나)의 효과를 비교해, 두 가지 모두 성충을 죽여 열매에서 커피콩으로의 해충 이동을 줄임으로써 대조군 대비 커피 피해를 줄여 주는데, 살충제 사용시는 열매 위치(커피콩 침투 전)와 커피콩 위치(커피콩 침투 후) 모두에서 구제(각각 73%, 70%감소) 효과가 있으나 기생 생물은 커피콩 위치에서만(각각0%, 37% 감소) 효과가 있다고 말한다.  

인용(APA): Kawabata, A., Myers, R., Miyahira, M., Yamauchi, N., & Nakamoto, S. T. (2023). Field Efficacy of Spinetoram for the Management of Coffee Berry Borer (Hypothenemus hampei). Insects, 14(3), 287.

링크:  https://www.mdpi.com/2075-4450/14/3/287

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요약:  Long팀(2023)은 동역학 모델 및 피어슨 상관관계 분석을 통해, 3-CQA, 4-CQA, 카페인 함량이 높을 경우 5-HMF(5-히드록시메틸푸르푸랄, 마이야르 반응 및 캐러멜화를 통해 형성되는 물질로 고농도에서 세포 독성이 있는 것으로 알려짐) 함량이 높고, 5-HMF 함량은 약로스팅과 중로스팅에서 높다고 말한다. 

인용(APA): Long, Y., Zhu, M., Ma, Y., Huang, Y., Gan, B., Yu, Q., ... & Chen, Y. (2023). Variation of bioactive compounds and 5-hydroxymethyl furfural in coffee beans during the roasting process using kinetics approach. Food Chemistry Advances, 100242.

링크:  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772753X2300062X

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요약:  Zhang팀은 수확 후 가공 방식과 가공 시간에 따라 이스트의 구성이 다르며 이는 생산한 커피콩의 향미에 영향을 미칠 수 있다고 말한다. 

상세:  저자는 니카라과 라 꿈쁠리다 농장에서 커피(아라비카 마르세예사 품종; 카네포라 코닐론 품종)을 수확(핸드픽) 후 가공(아라비카는 반건식, 건식 가공; 카네포라는 건식 가공)하고, 커피열매 및 과육을 제거한 커피에서 채취한 미생물을 배양해 이스트를 분리 확인하고 이스트 균주에 따라 생성된 휘발성 화학물질을 확인했다. 

연구에 따르면, 커피열매와 과육을 제거한 커피의 표면에 존재하는 이스트의 양은 5.68-8.16CFU/g 이며, 모든 수확 후 가공에서 이스트 수는 가공 시간에 따라 감소했는데, 아라비카 건식의 경우는 48시간째 이후로 감소(7.0이상 -  96시간째 6.33CFU/g)한데 비해, 아라비카 반건식은 지속적으로 감소(최종 5.68CFU/g)했고, 로부스타의 경우는 가공 끝까지 상당량이 존재(7.75CFU/g)했다. 저자는 총 90개 미생물을 확인(사상균은 없음)해 이중 5속 11개 종 74개 이스트 균주를 확인했는데, 아라비카의 경우(건식, 반건식)는 초기에 한세니아스포라 우바룸 - 후기에 피치아 클루이베리가 수가 많았고 반건식 대비 건식은 스타메렐라 바실라리스가 많았으며, 로부스타의 경우 칸디다 속만 있었고 전 과정에서 칸디다 크루세이가 주점종을 차지했다고 말한다. 

분리한 이스트를 모델 배양해 대사물질을 살핀 결과, 피치아 클루이베리는 방향성 에스테르(fruity, floral, ethereal 향)를 상당량 생성했는데, 저자는 피치아 균주가 특히 아세테이트 에스테르류는 많이, 에탄올과 산은 적게 생성한다고 말한다. 이에 비해 칸디다 균주(특히 칸디다 크루세이)는 에틸 에스테르를 많이 생성하고, 한세니아스포라 균주는 에틸 에스테르 및 아세테이트 에스테르를 비슷하게 생성했다. 저자는 피치아 균주와 칸디다 균주는 에탄올(fermented, green, fruity, floral 향) 생성량이 상대적으로 적은데 비해 한세니아스포라(특히 알킬 알콜), 스타메렐라(특히 알킬 알콜), 토룰라스포라 균주(특히 에탄올 분기사슬알콜), 는 에탄올 생성량이 많다고 말한다. 또한 저자는 칸디다 속은 2- 및 3-메틸부타노인산(sweaty, cheesy, fermented 향) 생성량이, 일부 한세니아스포라, 스타메렐라 균주는 아세트산(vinegar 향), 칸디다와 한세니아스포라 속은 알데히드(malty, sweet 향), 스타메렐라 균주는 2,3-펜테인디온과 아세토인(buttery 향) 생성량이 ㅏㄶ다고 말한다. 

이외, 저자는 칸디다 속을 16시간 발효한 경우와 40시간 발효한 경우 향 강도와 부케가 다르며, 이는 발효 중 알데히드 및 에스테르계 물질은 줄어들고 산 물질은 늘어나는 때문이라고 설명한다. 

인용(APA): Zhang, S. J., Page-Zoerkler, N., Genevaz, A., Roubaty, C., Pollien, P., Bordeaux, M., ... & Moccand, C. (2023). Unlocking the Aromatic Potential of Native Coffee Yeasts: From Isolation to a Biovolatile Platform. Journal of Agricultural and Food Chemistry.

링크:  https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jafc.2c08263

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요약:  Berhanu팀(2023)은 그늘 밀도가 높은(80%, 강한 그늘) 혼농임업지에서의 이산화질소(N2O) 배출량은 개방형 재배지 대비 2-3배 높으며, 무기물 비료를 공급하는 경우 그늘 정도가 방출량에 미치는 영향은 더 커지는데 비해, 메테인(CH4) 배출량은 개방형 재배지가 혼농임업지 대비 44-64% 높다고 말한다. 저자는 커피 열매 1kg 생산시 지구 온난화 포텐셜이 개방형 재배지는 0.72kg CO2 eq, 중간 그늘(49%) 혼농임업지에서 0.58kg CO2 eq, 강한 그늘 혼농임업지에서 0.52kg CO2 eq 라고 말한다. 

인용(APA): Berhanu, Y., Nigussie, A., Jifar, A. A., Ahmed, M., Biresaw, A., Mamuye, M., ... & Dume, B. (2023). Nitrous oxide and methane emissions from coffee agroforestry systems with different intensities of canopy closure. Science of The Total Environment, 162821.

링크:   https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969723014377

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요약:  Nóbrega팀(2023)은 근적외선 분광 측정 및 클래스 유추 소프트 독립 모델링(DD-SIMCA), 다변량 분류 기법(최소 제곱 분석법 및 판별 분석)을 적용해 인스턴트 커피에서 디카페인 유무 및 로스팅 정도에 따른 구분 정확도를 각각 100%, 98% 달성했다고 말한다. 

인용(APA): Nóbrega, R. O., da Silva, S. F., Fernandes, D. D., Lyra, W. S., de Araújo, T. K., Diniz, P. H., & Araújo, M. C. (2023). Classification of instant coffees based on caffeine content and roasting degree using NIR spectrometry and multivariate analysis. Microchemical Journal, 108624.

링크:   https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0026265X23002424

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요약:  Zaidan팀(2023)은 브라질 에스피리투 상투 주 남부 지역의 장년 카네포라 커피나무(15-46세)에 대해 단일염기다형성 마커를 사용한 유전자형 분석을 통해, 해당 나무에서 유전적 다양성 표지인자인 이형 접합(heterozygote)체 발생 빈도가 높으며, 이 점에서 해당 지역의 커피는 카네포라 유전 기반을 넓힐 수 있어 보존 가치가 높다고 말한다. 

인용(APA): Zaidan, I. R., Ferreira, A., Noia, L. R., Santos, J. G., de Arruda, V. C., do Couto, D. P., ... & da Silva Ferreira, M. F. (2023). Diversity and structure of Coffea canephora from old seminal crops in Espírito Santo, Brazil: genetic resources for coffee breeding. Tree Genetics & Genomes, 19(2), 19.

링크:   https://link.springer.com/article/10.1007/s11295-023-01594-x

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요약:  Elias팀(2023)은 에티오피아의 환율 및 주요 수출품인 커피와 카트에 대한 수출 조사(1987-2020년)를 통해, 에티오피아 정부의 비르화 평가 절하 정책이 장기적으로 주요 수출품의 수출을 촉진(유의한 긍정적인 영향)하며, 이외 외국인 직접 투자(+)와 실질 국내총생산(-) 또한 수출에 유의한 영향을 미친다고 말한다. 

인용(APA): Elias, A., Dachito, A., & Abdulbari, S. (2023). The effects of currency devaluation on Ethiopia’s major export commodities: The case of coffee and khat: Evidence from the vector error correction model and the Johansen co-integration test. Cogent Economics & Finance, 11(1), 2184447.

링크:   https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/23322039.2023.2184447

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요약:  Bento팀(2023)은 브라질 미나스 제라이스 주의 커피 농장(옐로 부르봉 IAC J10 재배)에 대해 항공 사진 촬영(원격 제어 비행기-다중 스펙트럼 센서) 및 분석할 경우, 커피 작물과 잡초, 피복 작물인 브라치아리아, 노출된 토양은 스펙트럼 차이로 구분할 수 있으며, 구분 알고리즘은 랜덤 포리스트(RF)가 서포트 벡터 머신(SVM)보다 우수하며, 해당 작업을 통한 선택적 살포를 통해 얻을 수 있는 절감 효과는 92.68%에 달한다고 말한다. 

인용(APA): Bento, N. L., Ferraz, G. A. E. S., Amorim, J. D. S., Santana, L. S., Barata, R. A. P., Soares, D. V., & Ferraz, P. F. P. (2023). Weed Detection and Mapping of a Coffee Farm by a Remotely Piloted Aircraft System. Agronomy, 13(3), 830.

링크:  https://www.mdpi.com/2073-4395/13/3/830

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요약:  Sarzynski팀(2023)은 유전자형과 재배 환경은 커피의 물리화학속성에 유의한 영향을 미치는데, 환경, 특히 기온 요소는 커피콩의 주요 품질 요소에 유전자형 대비 강한 영향을 미친다고 말한다. 

상세:  저자는 베트남 북서부 손라, 디엔비엔 산지에서 유전자형(지역 까띠모르, 마르세예사, 스타마야)과 재배 환경(온도, 증기압차, 토양 수분 함량, 강우량, 일조량)이 커피의 물리화학적 속성(무게, 크기, 생화학 성분량)에 미치는 영향을 살폈다. 

연구에 따르면, 화학 성분과 커피콩의 밀도는 유전자형, 환경, 유전자형-환경 복합 요소에 따라 유의하게 달라지는데 비해, 타 물리적 속성으로서 커피콩의 물리적 등급과 결점두는 유전자형, 환경, 유전자형-환경의 복합 요소의 영향을 받지 않았다. 유전자형은  3,4-diCQA, 4,5-diCQA, 5-pCoQA, FQA, catechin, 2-methoxy-3-isobutyl-pyrazine, 3-methyl-butanoic acid 에 가장 큰 영향을 미쳤고(마르세예사는 카테킨과 5-pCoQA 함량이 높고 나머지는 까띠모르에서 함량이 높음) 환경은 3-CQA, 4-CQA, 3,5-diCQA, cafestol, kahweol, C20:0, C22:0, 2,3-butanediol, 2-methyl-2-buten-1-ol, benzaldehyde, benzene ethanol, butyrolactone, decane, dodecane, ethanol, hexanoic acid, pentanoic acid, phenylacetaldehyde, toluene 함량에 가장 큰 영향을 미쳤으며, 유전자형-환경 복합 요소는 5-CQA, trigonelline, caffeine, 

C14:0, C16:0, C18:0, C18:1, C18:2, C18:3, 1-hexanol, 1-pentanol, 2-methyl furan, 2-propanone, 2-methyl furan, acetic acid, benzyl alcohol, di-methyl sulphide, d-limonene, furfural, hexanal, pyridine 및 커피콩의 물리적 속성에 가장 큰 영향을 미쳤다. 

환경 속성 면에서 평균 온도, 최저 온도, 최고 온도, 증기압차, 일조량 속성은 함께 같은 방향으로 움직이고, 이들은 재배 고도와는 반대 방향으로 움직였는데, 해당 속성은 cafestol, kahweol, C20:0, C22:0, 2,3-butanediol, benzaldehyde, benzene ethanol, butyrolactone, dodecane, ethanol, hexanoic acid, pentanoic acid, phenylacetaldehyde 속성에 영향을 미쳤다. 다른 한편, 또한 토양 수분 함량과 강우량은 함께 같은 방향으로 움직였는데, 이들은 2,3-butanediol, dodecane 함량에 유의한 영향을 미쳤다. 3-CQA, 4-CQA, 3,5-diCQA, decane, 2-methyl-2-buten-1-ol, 3-methyl-butanoic acid 함량은 환경 속성과 관련성이 없었다. 

저자는 자료를 바탕으로, 유전자형은 모든 성분에 영향을 미치지만, 재해 환경 대비 유전자형의 영향이 큰 경우는 5개 2차 대사물질 및 2개 휘발성 화합물에 그치며, 이중 주요 물질은 클로로겐산(신맛, 쓴맛; 카네포라군에 많으며 해당 커피의 낮은 품질과 관련이 있을 것으로 여겨짐)과 2-메톡시-3-이소부틸-피라진 (고급 커피에 함량이 많음)이라고 말한다. 저자는 환경 영향을 받는 성분이 19개이고 변량이 50%인 점에서 향후 환경 변화가 커피 품질에 영향을 미칠 것이라 전망한다. 특히, 저자는 수분 관련 속성보다 기온 속성이 커피의 화학 물질과 관련성이 크다는 점을 지적한다. 나아가, 저자는 개화 후 시기 별 환경 요소(기온, 강우량)가 성분 변화에 유의한 영향을 미친다고 언급한다. (결실기 기온이 높을 경우 호르몬 활동, 커피콩 화학 성분 합성, 커피콩 채움율이 높음; 커피콩 확장기(개화 후 6-12주) 및 채움기(20-26주) 증기압차가 높으면 커피콩 내 화학 물질 함량이 많아짐; 8-12주 및 14-18주차에 강우량이 많으면 각각 휘발성 물질, 2차 대사물질 함량이 많아짐)

인용(APA): Sarzynski, T., Bertrand, B., Rigal, C., Marraccini, P., Vaast, P., Georget, F., ... & Etienne, H. (2023). Genetic‐environment interactions and climatic variables effect on bean physical characteristics and chemical composition of Coffea arabica. Journal of the Science of Food and Agriculture.

링크:   https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jsfa.12544

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요약:  Wei팀(2023)은 바이오뱅크 자료(468,924명) 분석을 바탕으로, 인스턴트 커피를 1잔 더 섭취할 때마다 텔로미어 길이는 0.38년 상당 감소하는데 비해, 필터 커피와 텔로미어 길이는 유의한 상관 관계가 없다고 말한다. 

인용(APA): Wei, Y., Li, Z., Lai, H., Lu, P., Zhang, B., Song, L., ... & Shen, M. (2023). Instant Coffee Is Negatively Associated with Telomere Length: Finding from Observational and Mendelian Randomization Analyses of UK Biobank. Nutrients, 15(6), 1354.

링크:  https://www.mdpi.com/2072-6643/15/6/1354

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