원산지별 카페인 및 디카페인 커피 추출물의 HPLC 주요 성분 분석 및 항산화 활성 비교 = Comparison of Major HPLC Components and Antioxidant Activity of Medium-roasted Caffeinated and Decaffeinated Coffee Extracts by Country of Origin

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 원산지별 카페인 및 디카페인 커피 추출물의 HPLC 주요 성분 함량과 항산화 성분 및 활성을 비교하여, 원산지와 디카페인 처리 여부에 따른 커피 추출물의 성분 특성을 평가하고자 하였다. 커피 시료는 에티오피아, 콜롬비아, 브라질 및 과테말라산 카페인 커피를 각각 ET-C, CO-C, BR-C 및 GU-C로, 동일 원산지의 디카페인 커피를 각각 ET-D, CO-D, BR-D 및 GU-D로 명명하였다. 각 커피 생원두는 medium roasting 조건으로 로스팅한 후 70 % ethanol로 환류 추출하여 시료를 제조하였다. HPLC를 이용하여 caffeine 및 chlorogenic acid 함량을 분석하였으며, 항산화 성분으로 총 폴리페놀 함량(TPC), 총 플라보노이드 함량(TFC) 및 총 탄닌 함량(TTC)을 측정하였다. 항산화 활성은 DPPH, ABTS, hydroxyl 자유라디칼 소거 활성, 아질산염 소거 활성, SOD 유사 활성, FRAP 활성 및 환원력을 통해 평가하였다. HPLC 분석 결과, caffeine 함량은 카페인 커피 추출물에서 41.75‒45.67 mg/g, 디카페인 커피 추출물에서 1.09‒1.24 mg/g으로 분석되었으며, 동일 원산지에서 카페인 커피 추출물이 디카페인 커피 추출물보다 유의적으로 높은 함량을 나타냈다(p<0.05). Chlorogenic acid 함량은 ET-D가 20.84±0.11 mg/g으로 가장 높은 값을 보였으며, 동일 원산지에서는 디카페인 커피 추출물이 카페인 커피 추출물보다 유의적으로 높은 함량을 나타냈다(p<0.05). Caffeine과 chlorogenic acid의 총함량은 BR-C가 63.42±0.28 mg/g으로 가장 높았고, GU-D가 16.24±0.08 mg/g으로 가장 낮았다. TPC, TFC 및 TTC는 ET-C에서 각각 175.70±2.75 mg GAE/g, 43.41± 0.49 mg QE/g 및 7.98±0.15 mg TAE/g으로 가장 높은 함량을 보였으며, GU-D에서 각각 104.45±1.36 mg GAE/g, 25.42±0.41 mg QE/g 및 4.77±0.06 mg TAE/g으로 가장 낮은 함량을 나타냈다. DPPH, ABTS, hydroxyl 자유라디칼 소거 활성, 아질산염 소거 활성 및 SOD 유사활성에서는 ET-C가 가장 낮은 IC50을 보였고, GU-D가 가장 높은 IC50을 나타냈다. FRAP 활성과 환원력에서도 ET-C가 각각 1,124.66±20.08 μmol Fe2+ eq/g 및 34.28±0.48 mg AAE/g으로 가장 높은 값을 보였으며, GU-D가 각각 713.37±6.40 μmol Fe2+ eq/g 및 21.11±0.26 mg AAE/g으로 가장 낮은 값을 나타냈다. 동일 원산지 비교에서 카페인 커피 추출물은 디카페인 커피 추출물보다 TPC, TFC, TTC, FRAP 활성 및 환원력이 유의적으로 높았고, IC50 기반 항산화 활성에서는 유의적으로 낮은 값을 나타냈다(p<0.05). 이러한 결과는 원산지와 디카페인 처리 여부가 커피 추출물의 caffeine, chlorogenic acid 함량과 항산화 성분 및 활성 차이에 영향을 줄 수 있음을 시사한다. 또한 커피 추출물의 항산화 특성은 총 페놀성 성분 함량과 관련될 수 있으며, 원산지별 커피 원료의 성분 기반 품질 평가를 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study compared HPLC-determined major components, antioxidant-related components, and antioxidant activities of caffeinated and decaffeinated coffee extracts from different origins. Caffeinated coffee beans from Ethiopia, Colombia, Brazil, and Guatemala were designated ET-C, CO-C, BR-C, and GU-C, respectively, and decaffeinated coffee beans from the same origins were designated ET-D, CO-D, BR-D, and GU-D, respectively. Green coffee beans were roasted under medium conditions and extracted with 70% ethanol under reflux. Caffeine and chlorogenic acid contents were analyzed by HPLC, while total polyphenol content (TPC), total flavonoid content (TFC), and total tannin content (TTC) were measured as antioxidant-related components. Antioxidant activities were evaluated using DPPH, ABTS, hydroxyl free radical scavenging, nitrite scavenging, SOD-like activity, FRAP activity, and reducing power assays. HPLC analysis showed that caffeine contents were significantly higher in caffeinated coffee extracts than in decaffeinated coffee extracts of the same origin, whereas chlorogenic acid contents were significantly higher in decaffeinated coffee extracts. The total content of caffeine and chlorogenic acid was highest in BR-C and lowest in GU-D. Among all samples, ET-C showed the highest TPC, TFC, TTC, FRAP activity, and reducing power and the lowest IC50 values in DPPH, ABTS, hydroxyl free radical scavenging, nitrite scavenging, and SOD-like activity assays. In contrast, GU-D generally showed the lowest antioxidant-related component content and activity. These results suggest that coffees’ origin and decaffeination status affect the composition of major components and the antioxidant characteristics of coffee extracts.