Coffee Constituents by Adriana Farah (2012) [2]

 

 

 2.4 INCIDENTAL COFFEE CONSTITUENTS

 

 2.4.1 Incidental nonvolatile compounds in coffee

• 커피 생두는 추출액의 플레이버와 생리활성 모두에 있어 바람직하지 못할 수 있는 마이너 성분들을 가지고 있을 수 있다. 
• 대부분의 이 화합물들은 
      부적절한 수확, 
      주요 프로세싱 동안의 날씨 조건, 또는 
      부적합한 보관 때문에 발생할 수 있는 미생물의 부산물들이다. 
• 그런 부수적 화합물들의 예로는
      ochratoxin A (OTA)와 특정한 생화학적 아민류(biogenic amines)가 있다. 
• 다른 마이너한 좋지 못한 화합물들, 특히 건강에 좋지 못한 것들은
     고온의 로스팅 온도에서 형성되는 아크릴아미드(acrylamide )와,
     다환성 방향족 탄화수소들(polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs))이다.
• 비록, 이러한 β-carbolines의 건강 효과들에 관하여 연구들이  결론에 이르지는 못하지만, 유익한 것으로 보인다. 
•  이들 부수적 커피 성분들 각각에 대한 간략한 설명이 이어진다. 

 

2.4.1.1  Ochratoxin A 

 

• 오크라톡신 A (OTA)는   
  ⇒ 아열대 기후 및 온대기후의 
      몇몇 Aspergillus and Penicillium species에 의해 만들어지는
      곰팡이 독소(mycotoxin)이다. 
  ⇒ A. ochraceus 종에 포함되는 A. westerdijkiae가 그 주요 생산자이다. 
• OTA는
  ⇒ 그것의 7-carboxy group를 거쳐 펩티드 결합(a peptide bond)에 의해
       L-phenylalanine로 연결된 a dihydroisocoumarin moiety를 가지고 있다. 

 

 

• OTA는 극소 레벨이라도 [6,7,148].
             teratogenic (기형발생),
             mutagenic (돌연변이유발), 
             carcinogenic (발암), 그리고
             immunosuppressive (면역억제) 효과들을 발휘하는
  ⇒ 강력한 신장세포독소 및 간세포독소(a potent nephrotoxin and hepatotoxin)이다.
•  OTA에 오염된 음식을 소비하는 것은
      ⇒ 심각한 신장 손상(kidney damage)이 특징인 질환
          발칸 풍토성 신장병(Balkan endemic nephropathy)에 연관된다. 
• 1993년 국제암연구기관(the International Agency for Research on Cancer)은 OTA를
  ⇒ possibly carcinogenic for humans (i.e., Group 2B carcinogen)으로 분류했다[148,149].
•  이 톡신은
  ⇒ 일반적으로 보통의 조리 온도에서 안정적이지만
  ⇒ 커피 로스팅의 고온에서는 견디지 못한다.
  ⇒ 그러므로, 미디엄-다크 로스트 커피들은 
      종자에서의 처음의 농도가 극히 높지 않는 한 보통 OTA에 오염되지 않는다. 
• 커피에서의 OTA 파괴는   
  ⇒ 시간-의존적이며  온도-의존적인데 
  ⇒ 클로로제닉산류와 유사하게 the Arrhenius equation에 따라서
      1차적 반응역학(first-order reaction kinetics)을 따른다 [7].
  ⇒ 그러나, 다양한 로스팅 방법들과 정도들이 전세계에서 사용되고 있기 때문에
      일부 커피들에서는 아직 OTA에 검출되기도 한다.
• 사실, 유럽에서의 높은 커피 소비 때문에, 커피는 전체 OTA 섭취의 약 7%를 차지한다 [150]. 
• Miraglia and Brera [151]는
  ⇒ 인간의 OTA 섭취의 1위가 시리얼(44%), 2위가 와인(10%) 그리고
  ⇒ 그 다음으로 커피가 9%를 차지한다고 추정했다 [121, 152]. 
• Romani et al. [153]은 
  ⇒ 다양한 국가들에서 생산된 커피 생두 샘플 162가지를 분석하여
  ⇒ 106가지가 OTA에서 양성반응이었고, 농도는 48g/kg까지였음을 보고했다 [148]. 
• 나아가, 배전된 커피내의 OTA는
  ⇒ 거의 100%가 일반적으로 채택되는 블루잉 방법들을 사용하여
       추출액 속으로 들어간다 [154, 155].
• 세계보건기구(The World Health Organization)는
  ⇒ OTA의 잠정적인 일일섭취허용량(provisional tolerable daily intake)을
       14 ng/kg body weight으로 정했다 [156].
• 유럽식품과학위원회(Scientific Committee on Food of the European Commission)는
  ⇒ 훨씬 더 낮은 기준을 제시했다. 5 ng/kg body weight/day [157].

 

2.4.1.2  Biogenic amines 

 

• Biogenic amines (생원성 아민류)는
  ⇒ 식물, 미생물, 그리고 동물들의 보통의 대사 과정들에 참여하는
      저분자량을 가진
      aliphatic(지방족의), alicyclic(지환식의),  또는 heterocyclic(이종고리식의)
      유기염기(organic bases)이다.
• Biogenic amines는
  ⇒ 특정한 아미노산들의 탈카르복시화(decarboxylation)에 의해 만들어지며
  ⇒ 그들의 전구물질 다음에 이름이 붙는다.
  ⇒ 예를 들어, histamine (from histidine),
                      tyramine (from tyrosine), and
                      tryptamine (from tryptophan).
  ⇒ 그러나, Cadaverine과 putrescine은
                 처음 발견된 부패된 식재료 다음에 이름이 붙었고
  ⇒ spermine과 spermidine은
      처음으로 분리되었던 정액(seminal fluids) 다음에 이름이 붙은 경우이다 [158, 159]
• 육류와 생선에 biogenic amines의 고농도는 ⇒ 부패를 가리킨다.
• 커피에서 biogenic amines는
  ⇒ 발효적 과정들 동안에 아미노산들에 대한
      미생물들의 탈탄산효소들(microbial decarboxylases)의 작용으로부터 생긴다.
  ⇒ 이는 부적절한 보관이나
              저품질의 결함적 발효두들을 의미한다 [160].
• 또한, 로스팅 동안에
  ⇒ 아미노산류의 탈카르복시화(decarboxylation of amino acids) 또는
  ⇒ 복합적 아민들의 가수분해(hydrolysis of conjugated amines)가 발생하여
      유리 생체 아민들의 함량을 증가시킬 수도 있다.
• 커피 생두와 배전두에 대해 보고된 바이오제닉 아민들의 프로파일들과 레벨들은 문헌마다 크게 다르다.
  이는 아마 분석 방법들의 차이, 샘플의 원천과 미생물학적 품질의 차이, 로스팅 방법들의 차이 때문일 것이다. 
  
  
• 일반적으로 커피 내의 주요한 생체 아민들은 (많은 순서대로)
  ⇒ putrescine (푸트레신), spermidine (스퍼미딘), and spermine(스퍼민)이다 [Figure 2.8].  
       뒤의 두 가지는 첫 번째 것에서 생길 수 있다. 
• 마이너 아민들로는 
  ⇒ serotonin (세로토닌), agmatine (아그마틴), 
      cadaverine (카다베린), and tyramine (티라핀)이 파악되었다. 

 

 

• 아라비카와 로부스타 커피들의 총 생원성 아민 함량은
    ⇒ 0.46 mg/100g에서부터 검출불능한 량까지 다양하다 [8, 161-164]. 
• 추출액과 인스턴트 커피의 아민 함량은
    ⇒ 생두와 분쇄커피 사이의 중간 정도인 것으로 보고되었다 [158].
• 생원성 아민들의 생리적 효과들은 다양하지만 완전히 이해되지는 않고 있다.
  ⇒ Histidine (히스티딘)과 tyramine (티라민)이 가장 유독한데(특히 히스티딘)
       혈압상승, 심한 두통(특히 티라민)에 연관된다 ;
• 그러나, 커피의 주요 생체아민들의 생리효과들은 분명하지 않다 [165].
• Putrescine, cadaverine, 그리고 tyramine이 다량 투여시에서만 유독하다.
    ⇒ 이 화합물들은 쥐 실험에서 [166]
    ⇒ 상당히 낮은 경구 독성(oral toxicity)을 보인 반면 (2000mg/kg body weight),
    ⇒ spermine and spermidine은 600 mg/kg weight의 급성경구독성(acute oral toxicity)으로
         약간 더 많은 독성을 보였다.
• 그러나, 사람에 있어서의 이 화합물들의 유독성은 잘 이해되지 않고 있다. 
• putrescine and cadaverine의 소비는 
    ⇒ intestine 내에서 그것을 분해하는 효소들을 억제함으로써
         histamine의 흡수(uptake)와 수송(transport)을 증가시키는 것으로 보인다.
• 이 화합물들에 대한 개인적 민감도는 상당히 다르며 여러 반응들을 유발한다 [165]. 

 

 

2.4.1.3  β-carbolines 

 

• Norharman (노르하만)과 harman (하만) (Figure 2.9)
  ⇒ 많은 열처리되는 음식에서 발견되는
      2가지 헤테로사이클릭 베타-카르볼린 알카로이드들이다.
               (heterocyclic  β-carboline alkaloids) 

 

 

• 이들은 커피 로스팅 동안에
  ⇒ 인돌에틸아민들(indolethylamines) (ι-tryptophan으로서) 그리고
       카르보닐 화합물들(carbonylic compounds) (예, acetaldehyde 또는 formaldehyde)의
          Pictet–Spengler condensation (피쳇-슈펭글러 응축)과
       이어서 산화와 탈카르복시화(oxidation and decarboxylation)를 통하여 만들어진다.
  ⇒ 이들의 형성은 온도와 로스팅 시간에 종속적이다 [167, 168].
• 인간의 신체는 
  ⇒ 생체 아민들로, 자연적으로 어떤 베타-카르볼린들(β-carbolines)를 만들어내는데,
  ⇒ 신경전달물질들(neurotransmitters)을 조절하는
      모노아민 산화효소 억제제(monoamine oxidase inhibitors)로서 자주 작용한다 [169]. 
• 그러나 인체에서 만들어지는 대부분의 베타-카르볼린들은
  ⇒ 외생적 β-carbolines과는 다르며
  ⇒ norharman과 harman과 같은 exogenous carbolines의 레귤러 섭취가
     건강이 유익한지 해로운지에 관해 연구 결과들도 결론적이지 않다. 
• Herraiz and Chaparro [169]은
  ⇒ ready-to-drink coffee로부터 분리되어진 β-carbolines가
      모노아민 산화효소(monoamine oxidase)의
      경쟁적 및 가역적 억제제(competitive and reversible inhibitors)였다고 보고했다.
• 커피에 의한 모노아민 옥시다아제 효소들의 억제는
  ⇒ 파킨슨 병의 예방을 포함하여
      신경자극 효과들(neuroactive effects)에서 어떤 역할을 할 수도 있다.
• Harman의 또 다른 효과들에는 다음과 같은 것들이 포함된다 ;
  🔹 쥐에서의 항우울 및 항불안 작용(antidepressant and antianxiety actions) ;
  🔹 H9 임파세포 복제의 억제( inhibition of H9 lymphocyte cells replication)에 의한
       혈관이완작용 및 항-에이즈 바이러스 작용(vasorelaxant and anti-HIV-1 activity) ;
  🔹 쥐에서에 단순신경병통증(mononeuropathic pain)과
      모르핀-의존적 쥐에서의 
      낼럭손-촉진 금단증상(naloxone-precipitated withdrawal syndrome)에 대한 가능한 유익한 효과들; 그리고
  🔹 분리해낸 사람의 랑게르한스섬(腺)으로부터의 인슐린 분비(insulin secretion)의 자극.
  
• 한편, comutagenicity (공통돌연변이 효과),
          in vivo genotoxicity (생체내 유전독성), 그리고
          involvement in addictions (중독몰입)과 같은
          바람직하지 못한 효과들도 제시된 바 있다 [148,167,168,170].
  
  
• 커피 추출액 속의 전형적인 β-carbolines의농도는 4~20g/100mL에 이른다.
  따라서, 커피는 흡연 이외에 가장 중요한 harman과 norharman의 외생적 원천이다 [169,171].
• 추출액 속의 norharman 함량은
  보통 harman의 함량보다 더 높고
  두 가지 모두 커피의 종, 커피 준비 방법들에 따라 다르다. 
• 로스팅 정도는 최종적인 β–carbolines 함량에는 강하게 영향 미치지 않는 것으로 나타났다 [139].
• Alves et al. [170]은
  ⇒ 레귤러 아라비카 에스프레소 커피 추출액에서 
       norharman의 경우 약 14g/100mL 그리고
       harman의 경우 약 5g/100mL을 검출하였다. 
  ⇒ (아라비카와 로부스타 종들이 모두 함유된) 상업용 블렌드들로 준비된 추출액에서 그 함량은
       norharman의 경우 14~34g/100mL,
       harman의 경우 5~15g/100mL으로 더 높았다.
  ⇒ 모카팟과 에스프레소 커피들로 준비된 이탈리안 커피는
      필터 커피 및 프레스 팟 커피들보다 더 많은 β–carbolines를 함유했다. 

 

2.4.1.4  Acrylamide 

 

• 조리되는 음식에서의 아크릴아미드의 형성 메커니즘은 
  ⇒ 비록 완전히 해명되지는 않았지만,
  ⇒ sugar-asparagine adduct(부가생성물)인 N-glycosyl-asparagine에 의한
      다량의 아크릴아미드의 생성은
  ⇒ Maillard reaction이 아크릴아미드의 주요 원천임을 제시한다 [172].
• 또 다른 가능한 경로들에는
  ⇒ 환원당(reducing sugars) 부재 시에 가열하는 동안
      asparagine이 탈카르복시화(decarboxylation)되어
      3-aminopropionamide으로 되는 것 [173]
  ⇒ 직접적 중간물질(direct intermediate)로서 Strecker aldehyde와의
       asparagine의 Strecker reaction [174]. 
  
  
• Acrylamide는
  ■ 실험용 설치류에게 있어 발암물질이며(carcinogenic)
  ■ 국제암연구기관에 의해서는  a probable carcinogen to humans으로 설명되어져 있다 [175].
• Acrylamide에 노출은
  ⇒ 사람과 동물들에게 있어 신경계를 손상시킬 수도 있다 [176, 177]

 

 

• 아크릴아미드의 일일 식이섭취 공헌은  ⇒ 커피소비국들에서 높다.
• Granby and Fagt [178]은
  ⇒ Denmark의 커피로부터의 아크릴아미드 일일섭취량 평균을
      35-45세 남성의 경우 10 μg/day, 
                   여성의 경우  9 μg/day로 추정한 바 있다.
• 아크릴아미드 섭취에 관한 영양섭생의 효과에 관한 연구들에 따르면
  ⇒ 커피는 덴마크의 경우 총 아크릴아미드 노출의 약 20%에 기여하며
                 노르웨이와 스웨덴의 경우는 30%
                 스위스의 경우는 36%에 기여한다.
  ⇒ 이런 결과들은 커피가 아크릴아미드 섭취의 중요한 공헌자이며
      특히 1인당 커피 소비가 세계에서 가장 높은 북유럽국가들에서 그렇다는 것을 가리킨다 [148, 149).
  
  
• 커피의 아크릴아미드 함량은 블렌드와 로스팅 정도에 따라 다르다.
  ⇒ C. arabica 보다 C. canephora에서 더 높은 경향이 있으며
  ⇒ 약배전에서 최대값에 도달하고 로스팅이 더 길어질수록 감소한다.  
• 이 결과는 early Maillard reaction 동안의 형성이라는 가설과 일치적이다. 
• Granby and Fagt [178]는
  ⇒ medium roasted coffee에서 아크릴아미드 1 μg/100g를
       dark roasted coffee에서 0.5 μg/100를 보고했다. 
• Alves et al. [180]의 연구에서는
  ⇒ 에스프레소 커피에서 아크릴아미드의 80%~99%가 추출되며
      평균 농도는 아라비카 커피의 경우에는 3.9 μg/100 mL, 
                        로부스타 커피의 경우에는 7.7 μg/100 mL였다.
  ⇒ 상업용 블렌드들로 마련된 에스프레소들에서는 평균 레벨이 4.2 μg/100 mL이었다. 
• Granby and Fagt [178]의 연구에서는
  ⇒ 25가지 커피 샘플들에서 비슷한 아크릴아미드 농도들이 발견되었는데
  ⇒ 전기 커피 메이커의 경우에는 0.8 μg/100 mL이었고
      프렌치 프레스의 경우에는 0.9 μg/100 mL이었다.
  ⇒ 인스턴트 커피들의 경우에도 비슷한 량이 나타났다. 

 

2.4.1.5  Polycyclic Aromatic Hydrocarbons 

 

• PAHs (다환성 방향족 탄화수소들) (Figure 2.11)은
  ⇒  매우 높은 로스팅 온도들에서 형성되는
       두 개 이상의 방향족 축합링들(fused aromatic rings)을 가진
       대군의 잠재적 발암성 유기화합물들이다.
         (a large group of potentially carcinogenic organic compounds).  

 

 

• PAHs 중에서 가장 많이 연구되는 것은 ➡ 벤조피렌(benzo[a ]pyrene).
• 벤조피렌이 ➡ 발암잠재력이 가장 높다.
• 커피의 클로로제닉산류가
  ⇒ 벤조피렌의 형성과 그것의 발암적 대사물질들의 돌연변이유발성(mutagenicity) 모두를
       억제하는 것으로 보고되었지만 [79, 184]
  ⇒ 220ºC 이상에서 커피 콩 내의
         phenanthrene (페난쓰렌),
         anthracene (안쓰라센), 그리고
         benzo[a]anthracene (벤조 안쓰라센)의 형성이 관찰되었고
  ⇒ pyrene (피렌)과
      chrysene (크리센)의 형성에는 260ºC 이상이 필요하다는 것이 관찰되었다 [148].
•  PAHs의 농도들은 주로 로스팅 정도에 의존하지만,
   아크릴아미드와 달리, 이들은 로스팅이 진행됨에 따라 증가하는 경향이 있으며
   다크 로스트에서 더욱 보편적으로 검출된다 [22, 127, 185]. 
  
  
• 다른 요인들도 커피 내의 PAHs 레벨들에 영향을 미친다.
     ■ 원재료의 오염.
     ■ 로스팅 방법들.
  
• Kayali-Sayadi et al. [186]는
  ⇒ 여러 타입들의 원재료들로 마련된 추출액들을 비교하는 연구에서
  ⇒ torrefacto seeds (roasted in the presence of sugar)로부터 추출된 추출액에서
      PAH 농도가 가장 높았다 (2.9 ng/L).
• 또한, slow roasting이
  ⇒ 아크릴아미드와 마찬가지로, 더 낮은 PAH 농도들을 내는 경향이 있다 [181].
• 다행스럽게도 PAHs의 중-저 가용성(35%) 이
  ⇒ 로스트된 분쇄커피들에서 발견된 것보다는
  ⇒ 더 낮은 음료 농도들을 초래하였다 [22, 148, 185]. 
• 예를 들어, Hietaniemi et al. [187]는
  ⇒ 로스트된 분쇄커피 샘플에서의 높은 PAH 레벨들 (약 100–200 μg/kg)을 보고했지만
  ⇒ 마련된 음료에서는 이 화합물들 검출되지 않았다 [148].
• 그러나, 이 화합물들을 더 효율적으로 추출하는 방법들(비여과식 또는 에스프레소 커피)로
  마련되는 커피를 소비하는 사람들은 더 높은 PAH 레벨들의 가능성을 인식하여야 한다. 

 

 

2.4.1.6  Pesticide residues 

 

• 농약(살충제)들은
  ⇒ 다른 화학적 그룹들에 속하는 많은 화학 물질들로 이뤄져 있다. 
  ⇒ 많은 농약(살충제)들 또는 그들의 대사물질들은 인간에게 유독하다 ;
  ⇒ 그러므로, 그것들의 잔류물은 음식에서 바람직하지 못하다. 
• 음식과 물에서의 농약들의 법정 최대 잔유 레벨이
  소비자를 보호하고 환경에서의 농약 레벨들을 규제하기 위하여  대부분의 국가들에서 정해져 왔다.  
• FDA는
     ■ 미국 내 농약 잔류물의 존재와 량을 모니터하는데
      ■ 1990년대에 한 서베이를 시행한 바 있다.
          21개 주요 수출 국가들로부터 수거된 60가지의 커피 생두 샘플들로
      ■ 이 샘플들은 organochlorine/organophosphorus,
                            N-methyl carbamate, 그리고
                            benomyl 그룹 잔류물들에 대해 분석되었다 ;
      ■ 샘플들의 7%가 chlorpyrifos과
                                 pirimiphos-methyl로 오염되었었다 [148]. 
  
  
• Cetinkaya et al. [188]은
    ■ 11개 국가들의 19가지 커피 샘플들을 분석했다.
    ■ 2개 샘플 이외에 잔류물이 검출되지 않았다.
    ■ 생두에서 발견된 농약은 독일의 허용치 보다 상당히 더 낮은 수준이었다.
    ■ 잔류물들은 로스팅 과정 동안에 86%-100%의 분해율로 중요하지 않은 량들로 줄어들었다.
• 한편, 잎에 살충제 이미다크로프리드( insecticide imidacloprid)를 5회 살포한 커피 나무들에서 나온
           생두, 로스트된 커피, 인스턴트 커피 샘플들은
           이 물질의 잔류물을 함유하는 것으로 발견되었다 [126, 189].
• 이런 발견사항들은, 로스팅 후의 커피 속의 농약 잔류량은
      ■ 걱정할 문제가 아니며
      ■ 그 활성물질(active substance)의 고온에 대한 안정성, 그리고
          가용성, 로스팅 조건, 커피 종과 같은 요인들에 따라 다르다는 것을 말해준다.
      ■ 이 요인들은, 특히 열안정성(불내열성, thermolability)은,
          커피 나무에 사용할 농약의 선택 시에 고려되어져야 할 것이다. 

 

 

 2.4.2 Incidental volatile compounds in coffee

• 커피 내의 부수적인 휘발성 화합물들은
  고품질의 생두나 배전두에서는 전형적으로 발견되지 않는 것들이다.
• 이것들은
  ⇒ 다른 관능적 냄새들(예, 바닐라 또는 아몬드 플레이버)을 부과하기 위해
      생두 또는 배전두에 추가되어질 수 있으며
  ⇒ 사우어 빈(산화콩)과 흑두(overmature)와 같은 저품질의 결점두들에 존재한다.
• 결점두들에서 검출되는 것들은 종종
      ■ coffee berry borer (Hypothenemus hampei)와 같은 해충들의 감염이나
      ■ 미생물 발효 (microbial fermentation), 
       ■ 보관 중에 마대자루 그리고 그와 비슷한 물체들과의 접촉의 결과이다.
• 커피는 
  ⇒ 천연의 커피 아로마를 간섭할 수도 있는 냄새들로부터 떨어진
       건조하고, 바람이 잘 통하며, 해충이 없는 장소들에서 보관하는 것이 중요하다.
       (musty 플레이버를 얻기 위해 몬순풍에 정교하게 노출시키는 monsooned coffees의 경우가 아니라면). 
• 많은 과학자들이 커피 내의 불쾌한 안 좋은 플레이버(off-flavors)의 원인이 되는   화합물들을 조사하여 왔다.    
• 습한 브라질 플랜테이션들에서 보편적인 Rio off-flavor를 나타내는 생두들에서 식별되어 온 것들 [190-192].
      ■ 2-methyl-isobutanol,
      ■ 2,4,6-tricloroanisol,
      ■ geosmin and
      ■ the pyrazines 2-methoxy-3-isopropylpyrazine and
      ■ 2-metyoxy-3-isobutylpyrazine
• Toci et al. [9, 193]
  ⇒ 여러 브라질 생산자들로부터 재배된 건강한 생두들과 결점두들에 관한 연구에서
      결점두들에서만 발견된 화합물들
      ■ hexanoic acid;
       ■ 2,3,5-trimethylpyrazine;
       ■ 2,3,5,6-tetramethylpyrazine;
       ■ benzaldehyde;
       ■ butyrolactone (sour seeds);
       ■ 2-methylpyrazine (black-immature seeds);
       ■ 2-furylmethanol acetate (black-immature seeds);
       ■ 2-pentyl-furane;
       ■ 2-octenal; and
       ■ 3-octen-2-one. 
• 커피 내의 부수적인 휘발성 화합물들
       ■ pyrazine;
       ■ 2,3,5-trimethyl-6-ethyl-pyrazine (immature seeds and others);
       ■ 3,5-dimethyl-2-butylpyrazine; isoamyl-6-methylpyrazine (sour);
       ■ 3-methyl-2-butylpyrazine (sour);
       ■ 2,3 butanediol meso ; 
       ■ 4-ethylguaiacol; 
       ■ isopropyl p-cresol sulfide; 
       ■ 3-methylpiperidine (black); 
       ■ 2-pentyl-piperidine (black);
       ■ 2-pentyl-furan (black); 
       ■ 3,7-dimethyl-1,6-octadienol (β-linalool) (sour); and
       ■ 3-ethyl-2-methyl-1,3-hexadiene.
• 피라진류(Pyrazines)가
  ➡ 결점두들에서 공통적이며
      불쾌한(objectionable) 플레이버들을 내는 것으로 알려져 있다 [11].  
• 커피의 이취(off-flavors)에 연관되는 화합물들 가운데 몇 가지는
  ⇒ 발효와 산화 과정들에 전형적인 것들이다. 예를 들어,
       ■ butyrolactones (부틸로락톤즈)는 곰팡이(mold)에 의해 만들어진다 ;
       ■ 2-pentyl-furan은 Bacillus 속의 박테리아에 의해 발효 과정 동안에 형성된다 ;
       ■ aldehydes와 ketons가 발효 및 산화 과정들 동안에 만들어진다;
       ■ 일부 휘발성 산류들이 발효에 의해 만들어진다 ; 그리고
       ■ 3-ethyl-2-methyl-1,3-hexadiene과 같은 어떤 탄화수소류(hydrocarbons)는 지질 산화에서 파생된다.
• 이 화합물들의 일부는 생두와 배전두 커피의 품질을 모니터하기 위해
                                  특정 결점두들에 대한 표시로서 사용되어질 수 있다. 
• 어떤 휘발성 화합물들은
         저농도에서는 좋은 아로마를 내지만
         고농도에서는 견디기 어려운 냄새를 내는 것도 있다.
• Toci and Farah [107]는 이것은 결점두들에 있는 소수의 화합물들의 경우이며
                                                복잡한 이슈이고 더욱 연구할 부분이라고 했다.
  
  
• 또 다른 커피의 부수적인 휘발성 화합물은 ➡ 푸란(Furan).
  ⇒  4개의 탄소 원자들과 1개의 산소 원자를 가진
       5원자의 발향성 고리로 이루어져 있는(a five-membered aromatic ring)
       헤테로사이클릭 유기 화합물이다.  
• Furan은
  ⇒ 여러 종들의 실험동물들의 다중의 조직들에서의
      악성 종양(malignant tumor) 형성의 증거에 기반한 사람의 발암물질인 것으로 생각되어진다. 
• Furan 유도적 발암에 대한 현재의 가설은
  ⇒ 세포 복제(cell replication)를 자극하는
      반응 및 세포독성적 중간물질(a reactive and cytotoxic intermediate)에 대한
      cytochrome P450의 대사활성화(metabolic activation)인데,
      이는 종양 유도 가능성을 증가시킨다 [194].
  ⇒ 그 가상적 반응 대사물질(reactive metabolite)은
       cis-2-butene-1,4-dial이며,
       Chen et al. 은 a furan metabolite로 최근에 특징지어졌다. [194]. 
• Furan은
  ⇒ 아미노산류,
      단순 탄수화물(simple carbohydrates), 그리고
      지방산류(fatty acids)의 열분해(pyrolysis)에 의해 커피 로스팅 동안에 형성되어질 수 있다.
  
  
• ¹³C-labeled sugars and amino acids를 사용하는 모델 시스템들이
  ⇒ 어떤 아미노산들(예, serine and cysteine)은 분해되어
      acetaldehyde와 glycolaldehyde를 만드는데
  ⇒ 이들은 cyclization과 dehydration steps 후에 furan을 만드는
                 aldol condensation을 겪을 수 있다.
• 어떤 아미노산들 (예, aspartic acid, threonine, and -alanine)은
  ⇒ acetaldehyde만 만들며
  ⇒ 따라서 furan을 생성하기 위해서는 glycolaldehyde의 원천으로서 sugars를 필요로 한다.
  
  
• Monosaccharides (단당류)도 역시 분해(degradation)를 겪으면서
  ⇒ acetaldehyde와 glycolaldehyde 두 가지 모두를 만드는 것으로 알려져 있다 ;
  ⇒ 그러나, ¹³C-labeling 연구 결과
       6탄당의 분해(degradation of hexoses)가 주로
       the parent furan을 만드는 알도테트로스 파생물질(aldotetrose derivatives)을 초래하는 것으로 나타났다.
  ⇒ 또한, 지질 과산화(lipid peroxidation)의 분해산물인 4-hydroxy-2-butenal이
      고도불포화지방산(polyunsaturated fatty acids)으로부터
      유래되는 furan의 전구물질로 제안되었다 [195].
• Arisseto et al. [196]은 
  ⇒ 로스트된 커피에서의 푸란 함량 91–585g/100g이 보고되었는데
  ⇒ 카네포라 종과 다크 로스트 커피의 경우에 더 높은 함량을 나타냈다.
  ⇒ 추출된 커피들의 함량은 1미만에서부터 28.8㎍/100g까지 달랐다.
• Altaki et al. [197]은
  ⇒ 레귤러 커피, 디카페인 커피, 인스턴트 커피, 상업용 팩화된 캡슐 커피로 준비된 추출액들의 furan을 측정.
  ⇒ furan 형성에 대한 로스팅 조건(온도, 시간)의 효과도 연구.
  ⇒ 저온 장시간(140℃ and 20 minutes)이 최종 furan 함량을 감소시켰고
      보통의 높은 온도(200 ℃–220 ℃ for 10–15 minutes)에서 고농도가 나타났다.
          (아크릴아미드와 PAH와 유사하게).
  ⇒ 에스프레소 머신으로 준비된 레귤러 추출액에서의 Furan 농도는 4.3–14.6 ㎍/100mL으로
      홈 드립 커피 메이커의 경우(2–7.8 ㎍ /100 mL) 보다 높았다.
  ⇒ 반면, 홈드립커피 메이커로 준비된 디카페인 커피 추출액은
      레귤러 커피에서 얻어진 것과 비슷하게 1.4–6.5 ㎍ /100 mL의 농도를 나타냈다.
  ⇒ 인스턴트 커피 추출액에서는 상대적으로 낮은 농도(1.2–3.5 ㎍/100 mL)가 발견된 반면,
      상업용 팩 커피 캡슐들이 가장 높은 농도를 보였다 (11.7–24.4 ㎍/100 mL).
          (밀봉포장들이 커피가 로스트되고 분쇄된 후에 furan 분자들의 발산을 막기 때문).
  ⇒ 스페인 바르셀로나에서 커피 소비를 통한 furan의 일일섭취는
          0.03–0.38 ㎍/kg body weight로 추정되었는데,
          이는 furan 섭취의 최대 허용량(2 ㎍ / kg body weight) 보다 작은 것이다. 
  

 

 2.5 CONCLUDING REMARKS

• 커피는 추출액의 플레이버와 생리활성도에 공헌하는 많은 화합물들을 가지고 있다. 
• 복잡한 반응들이 고온에서의 로스팅 동안에 일어나며 커피의 화학적 조성들을 상당히 변화시키고,
  일부 유익한 화합물들이 분해되고 어떤 것들은 만들어진다. 
• 로스팅 동안에 소량의 유해한 화합물들도 만들어진다 ; 그러나, 유익한 화합물들이 지배적인 것으로 보인다.
• 기능적인 건강한 커피를 얻기 위해서는
  고품질의 생두를 light-medium에서 dark-medium 색도로 로스트되는 커피로 시작하여,
  low ~ medium 온도에서 로스트되는 것까지
  커피 생산의 모든 측면들을 고려하는 것이 중요하다.
• Medium-roast coffees는 다른 식품들에 비해 비교적 높은 항산화 화합물들을 가지고 있으며
                                        상당한 량의 niacin, 저-함량의 acrylamide,이 있으며
                                        전형적으로 PAHs는 없다.
• 디카페인 커피는 카페인 효과에 민감한 사람들과
                           2형 당뇨병의 위험을 줄이는 추가적인 수단으로 커피를 이용하기를 원하는 사람들에게 바람직하다.