2023년 7월 5주 커피자료 묶음
자료수집기간 20230715-0721
● 지난주의 주요 커피 연구
▶ 에스프레소 커피 추출물은 카페인과 제니스테인 및 커피 성분의 시너지 효과에 의해 알츠하이머 질환의 진행 억제 잠재력이 있다. (Tira팀)
▶ 커피의 점액질 분해에 커피콩 내부에 들어 있는 펙틴 분해 효소는 부분적으로, 펙틴 분해 효소와 락트산은 크게 기여한다. (Elhalis팀)
▶ 커피 잎 추출물은 탄수화물 분해 효소 억제, 혈당 및 혈중 지질 개선, 간 지방세포 크기 축소 등 항 비만 잠재력이 있다. (Patil팀)
▶ 페루의 카티모르 대상 수확 후 가공 실험에서 내추럴 가공과 무산소 가공은 타 가공 대비 생산 수율은 낮으나 음료 점수는 더 높은데, 주요 점수 차이는 분쇄 커피의 향과 바디에서 나타났다. (Antezana & Luna-Mercado)
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요약: Hermanoche(2023)는 뉴질랜드의 청년 성인층(18-25세) 192명을 대상으로 한 설문에서, 청년 성인층 대다수(98.4%)는 어떤 식으로든 카페인을 섭취하는데, 일평균 섭취량은 159.6mg이고 주 공급원은 커피라 말한다. 한편 저자는 청년 성인층의 상당수(87.5%, 8명 중 7명 꼴)의 수면 시간은 건강과 행복을 위한 최소 수면 시간(밤 7시간) 미만이고, 특히 직장인 대비 학생(일하는 경우 오즈비(Odds Ratio) 3.07, 일하지 않는 경우 3.52)의 수면 불량이 더 높다고 말한다. 그러나, 저자는 응답자 상당수(71%)의 카페인 섭취량이 적정선(80-400mg/일)인 점에서, 카페인이 수면 품질에 영향을 미치는 유의한 인자는 아니고, 여타 생리, 생활, 사회적 요소가 더 큰 영향을 미친다고 말한다.
인용(APA): Hermanoche, M. A. J. (2023). The relationship between caffeine consumption and sleep quality in New Zealand young adults: a thesis presented in partial fulfilment of the requirements for the degree of Master of Science in Nutrition and Dietetics at Massey University, Albany, New Zealand (Doctoral dissertation, Massey University).
링크: https://mro.massey.ac.nz/handle/10179/19073
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요약: Andrade팀(2023)은 콜롬비아 똘리마 주 리바노 지역의 커피나무와 코르디아 알리오도라를 섞어 심는 혼농 임업 재배지를 조사해, 코르디아 종의 성장율은 재배 4-6년차에(가슴 높이 나무 둘레 연 3.6cm 성장, 키 연 2.9m 성장), 목재 증가량(0.60m^3/연.그루)과 탄소 격리 증가량(88.9 탄소 kg/연.그루)은 20년차에 가장 높게 나타나, 20년차의 코르디아 나무는 그루 당 탄소 1.1Mg를 격리하고 헥타르 당 60그루 식부밀도 기준 이산화탄소 260 Mg 격리 효과가 있다고 말한다.
인용(APA): Andrade, H. J., Segura, M. A., & Suárez, J. C. (2023). Growth and carbon sequestration in biomass of Cordia alliodora in Andean agroforestry systems with coffee. Agroforestry Systems, 1-12.
링크: https://link.springer.com/article/10.1007/s10457-023-00868-6
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요약: Tira팀(2023)은 에스프레소 커피 추출물이 알츠하이머 질환의 원인으로 꼽히는 타우 단백질의 응집을 효과적으로 억제하며, 그 주요 효과는 카페인과 제니스테인 및 커피 성분의 시너지 효과 덕이라고 말한다.
상세: 저자는 다수 연구에서 보통 또는 상당량의 커피 음용이 신경퇴행성 질환에 대한 신경보호 효과가 있는 것으로 나타났다고 말하고, 특히 타우병증(Tauopathy, 원래 미소관과 결합해야 하는 타우 단백질이 결합부가 있는 반복 영역에서의 이상으로 제 결합을 하지 못하고 축적, 응집되어 신경 기능장애를 유발하는 증상. 알츠하이머와 파킨슨병이 이에 속함)과 관련해 핵자기공명 분석을 통해 커피 추출물의 분자 조성을 살피고 카페인, 제니스테인 등 일부 성분의 생리학적 영향을 살폈다.
실험에서 저자는 중로스팅 커피(남미 산 아라비카-아프리카 및 아시아 산 로부스타 블렌드로 상용 제품)를 에스프레소 추출(15g 사용, 80mL추출)하고, 추출 결과물을 핵자기공명 분광 측정하는 외, 커피 및 순수 카페인, 제니스테인 용액을 타우 단백질에 적용하고 활성 및 응집 상황을 살폈다.
실험 결과, 저자는 커피 추출액의 1차원 수소 핵자기 공명 분광에서 트리고넬린, 카페인, 락트산, 클로로겐산에 대응하는 패턴을 확인했다. 티오플라빈-T(Thioflavin-T) 응집의 경우, 저농도(50μg/mL) 커피 추출물을 적용한 경우에는 통상의 S 자형 모습을 나타냈지만 지연 시간은 길어지고 응집 속도는 줄어들었고, 고농도(400) 커피 추출물을 적용한 경우에는 어떠한 응집 모습도 보이지 않았다. 저자는 해당 농도에서 타우 단백질이 소섬유를 형성하지 않고 구조 변화를 보이며, 커피 추출물 농도가 높을 때 소섬유 길이가 줄어든다고 말한다. 저자는 이로부터 커피가 타우 단백질의 응집을 억제하는 효과가 있다고 보았다.
한편, 저자는 커피 성분 중 응집 억제 효과를 보이는 성분을 찾는 실험을 통해, 커피 속 여러 성분이 단일 작용하는 것보다는 함께 시너지 효과를 내는 것으로 보여, 저농도에서도 상당한 억제 효과가 있었다고 말한다. 성분 별 효과에 대해서는, 카페인과 제니스테인이 타우 단백질의 응집 억제 효과가 있는데 비해 테오브로민과 트리고넬린은 응집 억제 효과가 없거나(원편광 이색성 분광) 보통 수준(형태학적 분석)었다고 말한다.
인용(APA): Tira, R., Viola, G., Barracchia, C. G., Parolini, F., Munari, F., Capaldi, S., ... & D’Onofrio, M. (2023). Espresso Coffee Mitigates the Aggregation and Condensation of Alzheimer′ s Associated Tau Protein. Journal of Agricultural and Food Chemistry.
링크: https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jafc.3c01072
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요약: Fang팀(2023)은 영국 바이오뱅크 자료에서 선택한 커피 섭취와 관련 있는 단일염기다형성(SNP) 40개를 사용한 실험에서, 커피 섭취와 당뇨병성 신장증(diabetic nephropathy)사이에 양의 유의한 관련성(오즈비 1.939, 신장합병증 동반 당뇨병에 대해 2.787)이 나타났다고 말한다.
인용(APA): Fang, J., Song, K., Zhang, D., Liang, Y., Zhao, H., Jin, J., & He, Q. (2023). Coffee intake and risk of diabetic nephropathy: a Mendelian randomization study. Frontiers in Endocrinology, 14.
링크: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10352828/
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요약: Elhalis팀(2023)은 커피의 수세 가공시 이스트와 박테리아 모두 수가 늘어나며 pH는 감소하며, 점액질 분해에는 이스트의 기여도가 높고 박테리아의 기여도는 낮으며, 미생물을 억제하는 환경에서도 점액질은 부분적으로 분해되기에 커피콩 내부의 펙틴 분해 효소가 점액질 분해에 부분적으로 기여하는 한편, 펙틴 분해 효소 및 락트산은 점액질 분해에 매우 크게 기여한다고 말한다.
상세: 저자는 커피의 주요 수확 후 가공법인 수세 가공의 주요 목적인 점액질 제거와 관련한 기제(커피콩 내부 효소 작용 및 미생물 활동) 및 그 역할이 제대로 밝혀지지 않았다고 지적하고 변인 통제를 통해 점액질 제거 역학을 살피고자 했다.
실험에서는 오스트레일리아 테벤 지역의 부르봉 종 커피를 사용해 침지식으로 발효(과육 제거한 커피 1000g, 물 27도, 36시간)를 진행하되 총 7개 실험군에 대해 0, 16, 24, 36시간째에 샘플을 채취해 미생물 및 화학 분석했다.
1- 대조군
2- 박테리아 억제(옥시테트라사이클린 0.1mg/mL, 클로람페니콜 0.1mg/mL)
3- 사상균(곰팡이) 억제(시클로헥사미드 2mg/mL, 나타마이신 0.4mg/mL)
4- 박테리아와 사상균 억제
5- 박테리아와 사상균 억제, 펙틴 분해 효소 투여(상용 펙틴 분해 효소 0.035w/v)
6- 박테리아와 사상균 억제, 락트산 투여(pH4)
7- 박테리아와 사상균 억제, pH7 유지 (0.02N NaOH)
실험 결과, 총 16개 미생물 종을 확인했으며, 이스트는 지속적으로 수가 증가(4.01 log CFU/g -> 5.53 log CFU/g)한데 비해 락트산 박테리아는 24시간 이후 수가 감소(3.21 - 5.62 - 5.26)했다. 주점종 이스트는 한세니아스포라 우바룸, 피치아 쿠드리아제비이고 주점종 락트산 박테리아는 레우코노스톡 메센테로이데스, 락토코쿠스 락티스였다. 이외 엔테로박테리아, 아세트산박테리아 또한 나타났다.
박테리아 억제 성분을 투입해 박테리아 성장을 막은 경우 이스트 개체군은 약간 증가했으며 사상균 억제 성분을 투입한 경우 이스트 개체군 성장은 완전히 멈추었다. 그럼에도 불구하고 7번을 제외한 전 실험군에서 점액질 분해는 일어났다. 다만 시간은 오래 걸려, 박테리아(2번)만 억제한 경우는 24시간이 걸렸고, 사상균을 억제한 경우(3번, 4번)는 36시간이 지나도 일부 분해만 일어났다. 이에 비해 락트산을 투여한 경우는 6시간 이내, 펙틴 분해 효소를 투여한 경우는 8시간 이내에 점액질이 완전히 분해되었다.
저자는 발효 중 환원당이 상당량 풀리고, 특히 락트산을 첨가한 경우 그 정도가 현저했으며, 이에 비해 박테리아 및 사상균 억제로 인해 이스트 성장이 억제된 경우는 환원당 함량이 낮았다고 말한다. 또한 대조군에서 pH 값은 점차 감소했는데, 이스트, 박테리아가 억제된 실험군은 그에 비해 pH 값이 유의하게 높았다.
저자는 커피 점액질과 유사한 배양액 (펙틴, 폴리갈락투론산)에서 우수한 펙틴 분해 효과를 보인 미생물로서 박테리아는 클렙시엘라 속, 에르위니아 속, 락토코쿠스 락티스이고, 펙틴 단독 배양액에서는 락토코쿠스 락티스가 유일한 분해 효과를 보인다고 말한다. 이스트에서는 피치아 쿠드리아제비, 한세니아스포라 우바룸, 윅커하모마이케스 아노말루스가 높은 분해 효과를 보였으며, 펙틴 단독 배양액에서는 칸디다 라일레넨시스, 피치아 쿠드리아브제비, 한세니아스포라 우바룸이 분해 효과를 나타냈다.
인용(APA): Elhalis, H., Cox, J., & Zhao, J. (2023). Yeasts are essential for mucilage degradation of coffee beans during wet fermentation. Yeast (Chichester, England).
링크: https://europepmc.org/article/med/37464909
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요약: Wisudawati팀(2023)은 마우스에 글루타민산나트륨 과다 투여로 신장 세포 손상을 일으키는 실험에서, 로부스타 커피 추출물은 유의한 보호 효과가 없다고 말한다.
인용(APA): Wisudawati, F. D., Hidajati, N., Fikri, F., Santoso, K. P., Saputro, A. L., & Purnama, M. T. E. (2023). The Potentials of Robusta Coffee Seed Extract as Antioxidant on Kidney Histopathology in Mice Exposed to Monosodium Glutamate: Potensi Pemberian Ekstrak Biji Kopi Robusta sebagai Antioksidan Terhadap Gambaran Histopatologi Ginjal Mencit yang Dipapar Monosodium Glutamat. Veterinary Biomedical and Clinical Journal, 5(1), 19-24.
링크: https://vbcj.ub.ac.id/index.php/vbcj/article/view/401
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요약: Murcia팀(2023)은 메타 분석(1966.1-2019.9)을 통해, 일일 커피 섭취량이 많을수록 고혈압 위험은 감소(잔 당 2%, 최대 일일 8잔까지)하며, 섭취량 별로 나눌 경우, 소량 및 중량 섭취는 보호 효과가 없고 다량 섭취(평균 일일 6.2잔)시에만 보호 효과가 있다고 말한다.
인용(APA): Murcia, N., Badoui, N., Peñaloza, M., & Alba, L. H. (2023). Effect of coffee consumption on the risk of developing arterial hypertension in the general population: a review of systematic reviews of the literature. Revista Colombiana de Cardiología, 30(3), 199-206.
링크: http://www.scielo.org.co/scielo.php?pid=S0120-56332023000300199&script=sci_abstract&tlng=en
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요약: Patil팀(2023)은 마우스 실험을 통해, 커피 잎 추출물을 공급(100mg/kg, 200mg/kg)하는 경우, 탄수화물 분해 효소(알파 아밀레이스, 리페이스) 억제 효과가 있고 비만 마우스에서의 체중 증가가 유의하게 줄어들었으며, 혈당, 총 콜레스테롤, 총 트리글리세라이드, LDL수치가 유의하게 감소했고 HDL수치는 증가했으며, 간에서의 지방세포 크기도 줄어들었고 간에서의 항산화 효소 활성이 커지고 혈장에서의 간 독성 수치는 낮아졌고 지방 생성 관련 전사인자 및 효소 mRNA 발현도 줄이는 등의 효과가 있어, 커피 잎 추출물이 항비만 가능성이 있다고 말한다.
인용(APA): Patil, S., Das, M., Kumar, G. S., & Murthy, P. S. (2023). Coffee leaf extract exhibits anti-obesity property and improves lipid metabolism in high-fat diet-induced C57BL6 obese mice. 3 Biotech, 13(8), 278.
링크: https://link.springer.com/article/10.1007/s13205-023-03698-6
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요약: Aswathi팀(2023)은 로부스타 커피를 허니 가공(192시간)하는 경우, 수세 가공(72시간)하는 경우, 물리적 속성은 비슷한데 비해 향미 전구체, 탄수화물, 유기산, 2차 대사물질 함량이 달라져, 휘발성 향미 물질 조성 및 농도가 향상되고 기분 좋고 달콤한 티로즈 및 초콜렛 느낌이 증진된다고 말한다.
인용(APA): Aswathi, K. N., Shirke, A., Praveen, A., Chaudhari, S. R., & Murthy, P. S. (2023). Pulped Natural/Honey Robusta Coffee Fermentation Metabolites, Physico-chemical and Sensory Profiles. Food Chemistry, 136897.
링크: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0308814623015157
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요약: Chekol팀(2023)은 발아 및 성장과 생리 반응 실험을 통해, 가뭄에 강한 커피는 종자 속성(수분 함량+, 표면적/부피 비율+, 발아 속도+, 발아 지수+), 묘목 속성(성장 성능+, 수분 함량+, 잎 수+, 기공 전도도+, 엽록소 a+)이 상대적으로 다르며, 특히 종자의 표면적/부피 비율과 묘목의 성장, 발아율은 유의한 상관 관계가 있다고 말한다.
인용(APA): Chekol, H., Bezuayehu, Y., Dullo, B. W., Shimber, T., Mierek-Adamska, A., Dąbrowska, G. B., & Degu, A. (2023). Unraveling Drought Tolerance and Sensitivity in Coffee Genotypes: Insights from Seed Traits, Germination, and Growth-Physiological Responses.
링크: https://www.preprints.org/manuscript/202307.1190/v1
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요약: Arellano & Hernández(2023)는 중미 아라비카 재배지의 탄소 발자국 (커피 열매 1kg 당)은 재래식 혼합 재배에서는 0.51kg CO2 eq/kg, 일광 노출형 단일 재배에서는 0.64 이고, 탄소 발자국의 주된 원인은 질소 비료이며, 바이오매스에 축적되는 탄소량은 재래식 재배에서는 53.6Mg/ha, 일광 노출 단일 재배에서는 9.7이라고 말한다. 저자는 탄소 발자국을 줄이는 방법으로 비료의 적절한 사용, 토양 비옥도의 주기적 감시, 기능성 나무 혼합 재배, 토양 보존 작업, 생물 비료 사용을 권장했다.
상세:
인용(APA): Arellano, C., & Hernández, C. (2023). Carbon footprint and carbon storing capacity of arabica coffee plantations of Central America: A review. Coffee Science-ISSN 1984-3909, 18, e182072-e182072.
링크: http://www.coffeescience.ufla.br/index.php/Coffeescience/article/view/2072
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요약: Antezana & Luna-Mercado(2023)는 페루에서 카티모르 커피에 대해 수확 후 가공법(수세(15시간 발효, 10시간 건조), 허니(과육 제거 후 15일 건조), 내추럴(컨디셔닝 후 열매 상태로 23일 건조), 무산소(밀봉 그레인프로 15L용기 내에서 발효 후 23일 건조), 대조군(15시간 발효, 10시간 건조로 수세와 같으나 선별 작업 없음))을 적용한 결과, 수율에 대해서는 대조군-수세-허니 / 내추럴-무산소로 나뉘고 (각각 71.17%, 75.83%, 75.24%, 44.45%, 45.70%), 관능 속성에서는 분쇄 커피의 향(fragrance)과 바디 항목만이 유의하게 다르되 점수는 대조군-수세-허니 대비 내추럴-무산소가 유의하게 더 높다고 말한다. (각각 82.50, 84.00, 82.88, 85.75, 87.38)
인용(APA): Antezana, R. N. V., & Luna-Mercado, G. I. (2023). Effect of processing methods (washed, honey, natural, anaerobic) of catimor coffee on physical and sensory quality in Alto Inambari, Peru. Coffee Science-ISSN 1984-3909, 18, e182078-e182078.
링크: http://www.coffeescience.ufla.br/index.php/Coffeescience/article/view/2111
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요약: Abtan팀(2023)은 2009-2010년 사이 45개국에서 5년간 추적한 관상동맥 질환 환자 연구 자료를 바탕으로, 해당 환자 중 커피 음용인(15459명)과 차 음용인(10029명)에 대해 변수 보정을 거친 결과, 커피 음용 및 차 음용은 허혈성(혈액 공급 문제로 인한 국소 괴사) 및 모든 원인으로 인한 사망과 관련성이 없다고 말한다.
인용(APA): Abtan, J., Ducrocq, G., Elbez, Y., Ferrari, R., Ford, I., Fox, K. M., ... & Steg, P. G. (2023). Association between coffee or tea consumption and cardiovascular outcomes in patients with stable coronary artery disease: Analysis from the CLARIFY registry. Archives of Cardiovascular Diseases.
링크: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1875213623001286
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요약: de Andrade팀(2023)은 냉장(15-18도, 그레인프로 사의 폴리에틸렌 대형 랩 외포장+주트 포대) 및 일반 환경(주트 포대)에서 커피콩(묶음 당 10포대 7층)을 6개월간 보관할 경우의 온도 변화를 실제 측정 및 시뮬레이션 측정한 결과, 시뮬레이션 값은 실제 값 대비 오차가 10% 미만으로서(냉장 환경에서 5.74%, 일반 환경에서 2.34%) 온도 분포 예측에 사용하기에 적합하다고 말한다. 이외, 저자는 실험에서는 냉장 보관 체제는 커피의 평균온도가 15-21도로 나와 적합성이 떨어졌으나, 이는 포장 소재가 단열 용도가 아닌 때문으로 보이며, 소재 교체 및 냉기 재활용 방식으로 에너지 효율성 및 보관 체제 효율성을 높일 수 있을 것이라고 말한다.
인용(APA): de Andrade, E. T., Rezende, R. P., Borém, F. M., da Rosa, S. D. V. F., de Oliveira, F. D. S., & Rios, P. A. (2023). Numerical simulation of the temperature distribution of coffee stored in cooled and natural environments. Ciência e Natura, 45, e12-e12.
링크: https://periodicos.ufsm.br/cienciaenatura/article/view/74111
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요약: de Sousa팀(2023)은 커피 묘목에 대한 가뭄 스트레스로서 삼투압 스트레스를 가하는 실험을 통해, 가뭄 스트레스를 가할 때 글루타치온 환원 효소(glutathione reductase, GR)와 과산소 뷸균등화효소(superoxide dismutase, SOD) 활성은 줄어들고 녹말 분해가 일어나고, 셀레늄을 엽면 살포하는 경우 과산화수소분해효소(catalase, CAT), 아스코르빈 과산화효소(ascorbic peroxidase, APX), 과산소 불균등화효소 활성이 커지는데, 셀레늄의 엽면 살포는 가뭄 스트레스 전에 있을 경우는 환경 문제를 극복하는데 효과적인데 비해 가뭄 스트레스 후에 있을 경우는 스트레스가 더 커진다고 말한다.
인용(APA): de Sousa, G. F., Silva, M. A., de Carvalho, M. R., de Morais, E. G., Benevenute, P. A. N., Van Opbergen, G. A. Z., ... & Guilherme, L. R. G. (2023). Foliar Selenium Application to Reduce the Induced-Drought Stress Effects in Coffee Seedlings: Induced Priming or Alleviation Effect?.
링크: https://www.preprints.org/manuscript/202307.1040/v1
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요약: Leal팀(2023)은 커피 묘목에 은과 산화구리의 나노 입자를 살포(0-400mg/L)하는 경우, 400mg/L 용량에서 높은 커피녹병균 억제 효과 (포자 발아 억제율 99.8%, 98.4%; 심각도 억제 97.5%, 92%)를 보였으며, 250mg/L 용량에서도, 상용 구리 기반 살균제(수산화구리)와 유사한 억제율(심각도 억제율 각각 84.2, 83.1%)을 보여 녹병 억제 잠재력이 있다고 말한다.
인용(APA): Leal, F. D. S., Santos Neto, H., Pinheiro, I. C. L., Oliveira, J. M., Pozza, A. A. A., & Pozza, E. A. (2023). Copper and silver nanoparticles control coffee rust: decrease the quantity of sprayed active ingredients and is an alternative for sustainable coffee production. European Journal of Plant Pathology, 1-13.
링크: https://link.springer.com/article/10.1007/s10658-023-02726-8
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요약: Sáenz-Segura팀(2023)은 코스타리카 웨스턴 센트럴 밸리에서의 사례 연구를통해, 마이크로 배치 마케팅의 핵심 성공 인자는 사업 관계에서의 조율, 신뢰, 정보 흐름으로서, 품질을 가격 협상의 기반으로 삼아 훈련과 인적 역량이 있으며 생산-가공-상업화를 통합적으로 진행할 수 있는 경우에 적합하다고 말한다. 저자는 마이크로 배치 마케팅은 투자와 학습이 차별화에 기여하며, 기기, 고도, 품종, 재정 상태, 의사소통, 원활한 교역을 위한 기술, 최종 소비자 - 시장 특성 - 향미에 관한 지식 모두가 성공에 기여한다고 말한다.
인용(APA): Sáenz-Segura, F., Pérez Vásquez, A., & Servín Juárez, R. (2023). Coffee from Micro-Batches as a New Form of Marketing: The Case of Producers in the Western Central Valley, Costa Rica. In Global Value Chains in Latin America: Experiences of Transformations (pp. 163-186). Cham: Springer Nature Switzerland.
링크: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-031-33103-9_8
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