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클로로겐산류 (chlorogenic acids)와 탄닌 (tannins)




커피에 함유되어있다고 하는 「탄닌」. 클로로겐산류와 탄닌, 어느쪽이 맞는 것일까.
● 탄닌이란
● 카페인의 성질과 상태
● 카페인의 약리작용
● 카페인의 부작용, 독성
● 섭취에 주의가 필요한 사람

● 커피 중의 카페인 농도
● 카페인의 맛
● 카페인레스 커피

「탄닌」이라는 말을 들어도 감이 잘 오지않는 사람도 많을지 모르겠습니다. 그러나 여러 가지 커피에 관한 책을 읽어보면 반드시 라고 말해도 좋을 정도로 「탄닌」이라는 말을 접합니다.

예를 들면 「커피에 함유되어있는 탄닌은 떫은맛이나 탁함의 원인이 된다」라든지 「카페인 보다도 탄닌이 위를 손상시킨다」등 여러 가지가 있어서 혼란스러워져 버리는 것 같습니다. 그러면 「탄닌」이란 무엇일까? 그리고 그것이 정말로 커피에 어느 정도 함유되어 있는지를 조사해 가는 중에 재미있는 것을 알게 되었습니다.

결론부터 말하면 「커피에 많이 함유되어있는 클로로겐산류는 엄밀하게는 탄닌이라고 하기 어렵고, 커피에는 탄닌이 별로 함유되어있지 않다」라는 것이 되는데, 순서에 따라서 설명을 하겠습니다.

탄닌이란

탄닌이란 식물에 함유되어있는 수용성 성분 중에 단백질 ∙ 알칼로이드 (식물에 함유된 염기성 질소 화합물. 니코틴 ∙ 모르히네 ∙ 카페인 등) ∙ 금속 이온과 강하게 결합하고, 난용성 염을 만드는 성질을 가지는 화합물의 총칭입니다.

예를 들면 붉나무 등의 수목에 벌레가 기생해서 만들어지는, 벌레혹 (gall)이라고 불리는 것이 있는데, 이 부분을 모아서 물로 추출한 것에 단백질이나 금속 등의 수용액을 더하면, 모두 투명했던 용액이 순간 탁해지는 –난용성 염을 만들어 침전을 생기게 한다- 것을 볼 수 있습니다. 이 때 벌레혹의 추출 액에 함유되어있던 것, 그것이 탄닌이라고 불립니다.

상당히 많은 화합물이 탄닌으로 알려져 있는데, 주로 두 종류로 크게 나눌 수 있고, 각각 가수분해성 탄닌 ∙ 축합형 탄닌으로 불리고 있습니다.

가수분해성 탄닌은 이름 그대로, 산가수분해 (희염산과 함께 가열하면 분해)되는 성질을 가지는 것입니다. 
이 군의 탄닌은 포도당 등 (환상 다가 알코올)에 복수의 몰식자산으로 대표되는 다가 페놀칼본산이 결합 (에스테르 결합)한 구조를 갖는 것이 많이 알려져 있습니다. 이 대표적인 예로서는 탄닌산 (붉나무 등의 벌레혹에서 얻을 수 있는, 복수의 가수분해성 탄닌의 혼합물)이 있고, 약용이나 가죽 무두질 약으로 사용됩니다. 반면 축합형 탄닌은 카테킨이나 에피카테킨 (차 등에 많이 함유된 화합물의 하나. 카테킨류) 등이 복수로 결합 (축합)된 구조를 가지고, 산가수분해를 받지 않습니다. 이쪽의 대표 예는 홍차에 함유된 테아플라빈, 테아루비진 등입니다.

 이들은 녹차에는 들어있지 않고, 발효의 과정에서 녹차의 카테킨류에서 만들어집니다. 가수분해성 탄닌도 축합형 탄닌도, 분자내에 다가 페놀성 수산기를 가지는, 폴리페놀 화합물에 포함됩니다. 

●탄닌의 성질 탄닌의 가장 중요한 성질은, 그 정의이기도 한 「단백질 ∙ 알칼로이드 ∙ 금속이온과 결합하여 난용성 염을 만든다」는 것입니다. 이 때문에 탄닌의 수용액과 단백질 등의 수용액을 혼합하면, 단독으로는 다 녹았던 것이 불용화 되어, 침전 ∙ 탁함을 만들어 냅니다. 이것을 「탄닌 활성」이라고 합니다. 이것은 탄닌이 공통적으로 갖고 있는 것이지만 (이 성질이 없으면 탄닌이라고 부를 수 없기 때문에), 그 힘은 화합물의 분자구조에 따라 달라집니다.

이 성질은 가죽 무두질 (원피의 단백질을 변성시켜서 가죽으로 만들고 오래가게 만든다.), 염색 (수용성 색소를 천에 스며들게 한 뒤, 불용성 침전을 만든다) 등에 공업적으로 이용됩니다. 또한 그것 뿐만 아니라, 약으로서도 부분적으로 단백질과 결합해서 피막을 만들고 점액의 분비를 억제해서 소화 ∙ 지사작용을 갖기 때문에 탄닌을 많이 함유한 식물에는 약용으로 쓰이는 것도 많이 있습니다. 이 탄닌의 약리작용은 수렴작용이라고 불리고 있습니다. 다만 탄닌을 약용으로 복용하는 데에는 하나의 문제가 있습니다. 그것은 탄닌이 모두 대단히 떫다는 점입니다. 이 떫은맛이야말로 탄닌의 약효의 본체라고도 할 수 있는데, 그대로는 차마 먹을 수 없을 정도의 떫은맛이 있습니다. 떫은 감을 먹은 적이 있는 사람이라면, 그 맛을 떠올려 주십시오. 그러나 떫은 감을 말려서 달게 만드는 것과 같이, 탄닌의 떫은맛을 약하게 하는 방법은 존재합니다.

 탄닌은 물에 녹아서 그 떫은맛을 생기게 하는 것이기 때문에, 물에 녹지 않게 하면 되는 것입니다. 그것에는 탄닌의 기본 성질인 여러 가지 것과 결합해서 난용성이 되는 것을 이용할 수 있습니다. 실제로 가수분해성 탄닌의 하나인 탄닌산과 알부민이라는 단백질을 결합시킨 탄닌산 알부민 (=타날빈), 살균 작용을 가진 알칼로이드의 하나인 베르베린과 결합시킨 탄닌산 베르베린 (베르베린의 강한 쓴맛도 동시에 사라진다) 등이 수렴 ∙ 지사제로써 인정되고 있습니다. 이것들은 탄닌산제제라고 불립니다. 이 약들은 입에 들어갔을 때는 결합된 상태 그대로이기 때문에 떫은맛을 느끼지 못하지만, 장에 도달된 시점에서 대사 되어 약효를 나타내게 됩니다. 탄닌은 위를 자극하는 부작용을 가지지만, 탄닌산제제의 상태에서는 결합된 상태 그대로 위를 통과하기 때문에 이 부작용도 경감됩니다. 

●차, 홍차의 탄닌 홍차에는 예로 들었던 테아프라빈 ∙ 테알비진이라고 불리는 축합형 탄닌이 많이 함유되어있습니다.
또한 이들 탄닌의 원료가 되는 카테킨류의 몰식자산이 결합된 에피카테킨갈레이트, 에피갈로카테킨칼레이트라는 저분자화합물 등이 홍차 뿐만 아니라 녹차에도 많이 함유되어있는 것이 알려져 있는데, 이들 화합물은 탄닌의 활성이 대단히 강한 것이 밝혀져있습니다. 대체로 홍차, 차는 탄닌 활성이 강한 화합물을 많이 함유하고 있는 것 같습니다.

그 때문에, 예를 들면 철분을 보충하기 위해 철분제를 차와 함께 먹으면 흡수가 떨어진다든지, 칼슘이나 마그네슘 농도가 높은 경수로 홍차를 내리면 즉각 뿌옇게 흐려지는 등의 현상이 나타납니다. 벌꿀을 홍차에 넣으면 검게 되는 것도 벌꿀의 철분이 탄닌과 반응하는 것이 원인이라고 합니다.
게다가 홍차를 천천히 식히면 크림다운이라고 하는 백탁이 생기는데 이것은 홍차에 함유되어있는 카페인 (알칼로이드의 일종이기 때문에)과 테아프라빈 ∙ 테알비진이 결합된 것이 다시 단백질과 다당류와 함께 시간이 지나며 응집되어 크게 성장하면서 석출되기 때문이라고 합니다

. 이 현상은 빨리 식히면 크게 응집 되는 시간이 없어지기 때문에, 방지할 수 있습니다. 또 한편으로는 카페인과 결합하는 것으로 카페인의 약리작용을 약하게 하는 것은 아닐까라고도 생각됩니다. 

●커피의 탄닌 (?) 커피에는 클로로겐산류라고 불리는, 가수분해성 탄닌과 상당히 닮은 구조의 화합물이 많이 함유되어있습니다. 이것은 당을 대신해서 키나산, 몰식자산 대신에 커피산이라는 물질과 에스테르결합을 하고 있는 것으로 클로로겐산, 네오클로로겐산, 크립트클로로겐산, 이소클로로겐산으로 이루어진 일련의 화합물입니다.

이들 클로로겐산류는 구조도 탄닌과 비슷하고, 다가페놀성 수산기도 많이 갖고있기 때문에, 어느 종류의 탄닌의 정량시험에 대응하는 것 등에서 「카페탄닌」이라고 불렸던 적이 있습니다. 그러나 이들 클로로겐산류는 대체로 탄닌활성이 대단히 낮고, 현재 탄닌으로 취급되는 것은 부적당하다고 여겨집니다. 다만 이소클로로겐산에는 약간 탄닌활성이 보입니다. 이 사실에서 커피는 홍차에 비해서 탄닌활성이 낮다고 생각됩니다. 이것은 커피와 홍차의 차이를 생각할 때에 많은 힌트를 줍니다.

 예를 들면, 커피는 홍차와 비교하면 물의 경도에 영향을 잘 받지 않는다고 하는데, 이것에는 탄닌활성이 낮고 탁해지기 어려운 것이 한 원인 (다른 것에도 원래의 물빛의 농도나 풍미의 강도가 있지만)은 아닐까라는 가설이 세워져 있고,

카페인과의 반응도 홍차의 탄닌 만큼 강하지 않다면, 카페인의 쓴맛이나 약효가 더 강하게 나타나는 것의 설명이 될지도 모르겠습니다. 또한 커피만으로 한정 지어서 생각한 경우, 클로로겐산류의 양이 늘어서 조금이라도 탄닌활성이 올라갔다면 카페인의 쓴맛을 억제해 마일드하게 할 수 있다고 생각됩니다. 이것은 쓴맛에 질적인 폭을 주고, 맛에 입체감과 감칠맛을 주는 것에 연결될지도 모르겠습니다.

한편으로는 떫은 맛이 증가하기 때문에, 너무 늘어나면 오히려 맛없는 결과가 되겠습니다만. 커피도 홍차와 마찬가지로 천천히 식히면 탁해집니다. 이 탁해지는 현상은 카페인-클로로겐산류 복합체와 소량의 단백질이나 다당으로 이루어진 것이 조사되고 있고 (이 것에서도 카페인과 클로로겐산류가 조금이나마 반응하고 있는 것은 시사되지만) 홍차와 마찬가지로 급냉하는 것으로 방지 할 수 있습니다. 또한 커피의 추출시에 나오는 거품과의 관계도 간과할 수 없습니다.


커피의 거품에는 떫은맛이 응축되어있기 때문에 아마도 이 부분에 클로로겐산류 처럼 약하지만 탄닌활성을 가지는 성분이 모여있을 가능성은 생각할 수 있습니다. 거품의 형성에는 계면활성작용을 가진 물질 (비누 분자 등)이 필요한데, 아마도 클로로겐산류에 이러한 작용이 있는 것은 아닐까 생각합니다.

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