KR20190056007A - Sensor for coffee analysis and coffee analysis system containing the same - Google Patents

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KR20190056007A
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Abstract

The present invention relates to a coffee analysis sensor. According to the present invention, the coffee analysis sensor comprises: a substrate (10); and a sensing part (20) including a dye (21) whose color changes due to a chemical reaction with a volatile flavor component of a coffee sample, and arranged on the substrate (10). Therefore, an objective of the present invention is to provide a coffee analysis sensor capable of analyzing coffee easily and quickly by arranging the dye which is discolored in response to the volatile flavor component of the coffee on a substrate.

Description

커피 분석 센서 및 이를 포함하는 커피 분석 시스템{SENSOR FOR COFFEE ANALYSIS AND COFFEE ANALYSIS SYSTEM CONTAINING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a coffee analyzing sensor and a coffee analyzing system including the analyzing system.

본 발명은 커피 분석 센서 및 이를 포함하는 커피 분석 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 커피의 특징적인 향미성분과 화학반응하여 컬러가 변하는 염료를 사용하여 커피를 분석하는 센서 및 그 센서를 이용한 커피 분석 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a coffee analysis sensor and a coffee analysis system including the same. More particularly, the present invention relates to a sensor for analyzing coffee using a dye whose color changes due to a chemical reaction with a characteristic flavor component of coffee, ≪ / RTI >

현대인들이 가장 많이 음용하는 작물 음료 중 하나가 커피이다. 최근 커피전문점의 증가와 생활패턴 변화에 따라 커피에 대한 관심이 증대되면서, 개개인의 기호에 맞는 다양한 커피가 선보이고 있다. 커피는 꼭두서니과(Rubiaceae) 코페아속(Coffea)에 속하는 상록수로 크게 아라비카(Arabica), 로부스타(RobustaCanephora), 리베리카(Reverica) 3대 품종으로 나뉜다. 커피는 수용성 성분과 함께 불용성 성분도 함유하고 있다. 수용성 성분은 다시 고형분과 휘발성 성분으로 나뉘는데, 고형분은 주로 맛에 영향을 주고, 휘발되는 기체성분은 커피의 향(aroma)에 영향을 준다. 휘발성 향미성분에는 주요 성분으로 bases 216종류, furans 126종류, carbonyls 및 aldehyde 102종류, sulfur compounds 97종류, hydrocarbons 74종류, phenols 48종류, oxalzoles 35종류, esters 31종류, acids 25종류, alcohols 20종류 등이며, 그 외에 acetals, nitrils, amides, ethers, epoxides, pyrans 등이 존재하는 것으로 확인되고 있다.Coffee is one of the most popular crops drinked by modern people. Recently, with the increase of coffee shops and changes in living patterns, interest in coffee has been increasing, and various coffees have been introduced to suit individual tastes. Coffee is an evergreen belonging to Rubiaceae and Coffea. It is divided into three major varieties, Arabica, RobustaCanephora and Reverica. Coffee contains insoluble components along with water-soluble components. The water-soluble component is again divided into a solid and a volatile component. The solid component mainly affects the taste and the volatile gas component affects the coffee aroma. Volatile flavors include 216 bases, 126 furans, 102 carbonyls and aldehyde, 97 sulfur compounds, 74 hydrocarbons, 48 phenols, 35 oxalzoles, 31 esters, 25 acids, 20 alcohols Acetals, nitrils, amides, ethers, epoxides, and pyrans.

이러한 성분에 의해 커피는 쓴맛, 신맛, 떫은 맛 및 구수한 맛 등이 조화를 이루고, 꽃향, 과일향, 채소향, 견과류향 등 독특한 나름의 향을 지닌다. 이러한 커피의 맛과 향은 생두의 산지 기후 및 특성, 로스팅(roasting) 방법 등에 의해 결정된다. 이에 소비자가 선호하는 커피를 연구하고 이를 가공·공급하기 위해, 커피의 맛과 향을 분석할 필요가 있다.With these ingredients, coffee is harmonized with bitter, sour, bitter and savory flavors, and has a unique aroma such as floral, fruit, vegetable, and nuts. The taste and aroma of such coffee are determined by the climatic conditions and roasting characteristics of green beans. Therefore, it is necessary to analyze the taste and aroma of coffee in order to research and process and supply the coffee preferred by consumers.

식품 성분을 분석하는 방법으로는, 식품을 분쇄·추출하여 질량 분석기(MS)를 사용하거나, 하기 선행기술문헌의 특허문헌에 개시된 바와 같이, 고체상 미세 추출(solid-phase microextraction, SPME), 및 가스 크로마토그래피(GC) 기술을 적용하는 방법이 있다. 그러나 이러한 종래 방법은 성분별 분석에 제한이 많고, 숙련된 운영자에 의해서만 분석이 이루어진다. 또한, 분석 작업이 번거롭고 분석에 많은 시간이 소요되는 문제가 있다.Examples of methods for analyzing food components include grinding and extracting food and using a mass spectrometer (MS), solid-phase microextraction (SPME), and gas analysis as described in the following prior art documents: There is a method of applying a chromatography (GC) technique. However, this conventional method has many limitations in component analysis, and is analyzed only by a skilled operator. Also, there is a problem that the analysis work is troublesome and the analysis takes a lot of time.

이에 종래 커피 분석 방법에 대한 문제점을 해결하기 위한 방안이 절실히 요구되고 있는 상황이다.Accordingly, there is a desperate need for a solution to the problem of the conventional coffee analysis method.

KRKR 10-2017-000028010-2017-0000280 AA

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 커피의 휘발성 향미성분과 특징적으로 반응하여 변색되는 염료를 기판 상에 배열함으로써, 간단하고 빠르게 커피를 분석할 수 있는 커피 분석 센서를 제공하는 데 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method for analyzing coffee by simply and quickly analyzing coffee by arranging dyes, which characteristically react with volatile flavor components of coffee, Coffee analysis sensor.

또한, 본 발명의 다른 측면은 커피 분석 센서를 이용하여 커피를 분석할 수 있는 시스템을 구성하되, 나아가 커피시료를 실시간으로 로스팅할 수 있도록 하여 로스팅 온도, 로스팅 시간, 로스팅 방법 등의 화학적 변화에 따른 성분별 특성을 효과적으로 분석할 수 있는 커피 분석 시스템을 제공하고자 한다.Another aspect of the present invention is to provide a system for analyzing coffee using a coffee analyzing sensor, which can further roast the coffee sample in real time, and can control the roasting of coffee samples according to chemical changes such as roasting temperature, roasting time, And to provide a coffee analysis system capable of effectively analyzing the characteristics of each component.

본 발명에 따른 커피 분석 센서는 기판; 및 커피시료의 휘발성 향미성분과 화학 반응하여 컬러(color)가 변하는 염료를 포함하고, 상기 기판 상(on)에 배치되는 센싱부;를 포함한다.A coffee analysis sensor according to the present invention comprises a substrate; And a sensing part including a dye which is chemically reacted with the volatile flavor component of the coffee sample to change its color and is disposed on the substrate.

또한, 본 발명에 따른 커피 분석 센서에 있어서, 상기 기판은 고분자 물질로 이루어진 멤브레인(membrane)이다.Further, in the coffee analysis sensor according to the present invention, the substrate is a membrane made of a polymer material.

또한, 본 발명에 따른 커피 분석 센서에 있어서, 상기 염료는 2,4-디니트로페닐히드라진(2,4-dinitrophenylhydrazine, DNPH), 및 5,5'-디티오스 2-니트로벤조산(5,5′-dithiobis(2-nitrobenzoic acid), DTNB)으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 센서시약; 및 pH 지시약;을 포함한다.Further, in the coffee analysis sensor according to the present invention, the dye may be 2,4-dinitrophenylhydrazine (DNPH), and 5,5'-dithio 2-nitrobenzoic acid (5,5 ' -dithiobis (2-nitrobenzoic acid), DTNB); And a pH indicator.

또한, 본 발명에 따른 커피 분석 센서에 있어서, 상기 pH 지시약은 Thymol blue, Bromothymol blue, Bromocresol green, Cresol red, Bromocresol purple, Neutral red, Bromoxylenol blue, Nitrazine yellow, Malachite green chloride, Brilliant yellow, Indigo carmine, Phenol red, Alizarin Red S, Methyl violet, Metanil yellow, Bromophenol blue, Chlorophenol red, 및 Congo red로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함한다.In the coffee analysis sensor according to the present invention, the pH indicator may be selected from the group consisting of Thymol blue, Bromothymol blue, Bromocresol green, Cresol red, Bromocresol purple, Neutral red, Bromoxylenol blue, Nitrazine yellow, Malachite green chloride, Brilliant yellow, Indigo carmine, Phenol red, Alizarin Red S, Methyl violet, Metanil yellow, Bromophenol blue, Chlorophenol red, and Congo red.

또한, 본 발명에 따른 커피 분석 센서에 있어서, 상기 센싱부는 다수 개의 상기 염료가 소정의 패턴으로 배열되고, 상기 염료 중, 2,4-디니트로페닐히드라진(2,4-dinitrophenylhydrazine, DNPH)을 포함하는 제1 염료에 포함되는 제1 pH 지시약은 Thymol blue, Cresol red, Bromocresol purple, Neutral red, Bromoxylenol blue, 및 Metanil yellow로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하며, 5,5'-디티오스 2-니트로벤조산(5,5′-dithiobis(2-nitrobenzoic acid), DTNB)을 포함하는 제2 염료에 포함되는 제2 pH 지시약은 Bromothymol blue, Cresol red, Bromoxylenol blue, Bromophenol blue, Chlorophenol red, 및 Metanil yellow로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함한다.In the coffee analysis sensor according to the present invention, the sensing unit may include a plurality of the dyes arranged in a predetermined pattern, and may include 2,4-dinitrophenylhydrazine (DNPH) The first pH indicator included in the first dye includes at least one selected from the group consisting of Thymol blue, Cresol red, Bromocresol purple, Neutral red, Bromoxylenol blue, and Metanil yellow, and 5,5'- The second pH indicator included in the second dye including 2-nitrobenzoic acid (DTNB) is Bromothymol blue, Cresol red, Bromoxylenol blue, Bromophenol blue, Chlorophenol red, and Methanil yellow, and the like.

또한, 본 발명에 따른 커피 분석 센서에 있어서, 상기 염료는 상기 커피시료의 화학적 변화에 따라 서로 다른 컬러로 변한다.Further, in the coffee analysis sensor according to the present invention, the dye changes into different colors depending on the chemical change of the coffee sample.

한편, 본 발명에 따른 커피 분석 시스템은 상기 커피 분석 센서; 상기 커피 분석 센서가 배치되는 반응챔버; 커피시료가 배치되고, 상기 커피시료의 휘발성 향미성분을 상기 반응챔버 내부로 공급하는 시료공급부; 상기 커피 분석 센서의 컬러를 촬영하는 카메라; 및 상기 카메라에서 촬영된 컬러 이미지의 RGB값을 산출하되, 상기 향미성분 공급 전후의 RGB값의 차이를 이용하여 상기 향미성분을 분석하는 분석부;를 포함한다.Meanwhile, the coffee analysis system according to the present invention includes the coffee analysis sensor; A reaction chamber in which the coffee analysis sensor is disposed; A sample supply unit in which a coffee sample is placed and a volatile flavor component of the coffee sample is supplied into the reaction chamber; A camera for photographing the color of the coffee analysis sensor; And an analyzer for calculating the RGB value of the color image photographed by the camera, and analyzing the flavor component using the difference between RGB values before and after the flavor component supply.

또한, 본 발명에 따른 커피 분석 시스템에 있어서, 상기 커피 분석 센서를 사이에 두고, 상기 카메라와 마주보도록 배치되어 광을 조사하는 광원;을 더 포함한다.Further, in the coffee analysis system according to the present invention, a light source is disposed to face the camera with the coffee analysis sensor interposed therebetween to irradiate light.

또한, 본 발명에 따른 커피 분석 시스템에 있어서, 상기 시료공급부는 상기 커피시료가 배치되는 시료챔버; 상기 시료챔버 내로 주입되어 상기 향미성분을 상기 반응챔버 내로 공급하는 공급가스를 저장하는 가스저장부; 및 상기 가스저장부와 상기 시료챔버를 연결하는 제1 관로, 및 상기 시료챔버와 상기 반응챔버를 연결하는 제2 관로를 포함하는 관로부;를 포함한다.Further, in the coffee analysis system according to the present invention, the sample supply unit may include a sample chamber in which the coffee sample is disposed; A gas storage part for storing a supply gas injected into the sample chamber to supply the flavor component into the reaction chamber; And a conduit including a first conduit connecting the gas storage unit and the sample chamber, and a second conduit connecting the sample chamber and the reaction chamber.

또한, 본 발명에 따른 커피 분석 시스템에 있어서, 상기 관로부는 상기 제1 관로와 상기 제2 관로를 연결하는 제3 관로; 및 상기 제1 관로와 상기 제3 관로가 연결되는 영역, 및 상기 제2 관로와 상기 제3 관로가 연결되는 영역에 각각 장착되어, 상기 공급가스의 흐름 방향을 제어하는 밸브;를 더 포함한다.Further, in the coffee analysis system according to the present invention, the conduit portion may include: a third conduit connecting the first conduit and the second conduit; And a valve mounted in the region where the first conduit and the third conduit are connected and the region in which the second conduit and the third conduit are connected to each other to control the flow direction of the supply gas.

또한, 본 발명에 따른 커피 분석 시스템에 있어서, 상기 시료공급부는 상기 커피시료를 로스팅(roasting)하는 로스팅부;를 더 포함한다.Further, in the coffee analysis system according to the present invention, the sample supply unit further includes a roasting unit for roasting the coffee sample.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to that, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best explain its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명에 따르면, 커피의 휘발성 향미성분과 특징적으로 반응하여 변색되는 염료를 기반으로 커피 분석 센서 및 시스템을 구현하여, 민감성과 선택성을 향상시킴으로써, 매우 짧은 시간 내에 커피를 분석하여 효과적으로 커피의 진위 여부를 판별하고 커피의 품질을 관리할 수 있다.According to the present invention, a coffee analysis sensor and system are implemented based on dyes that characteristically react with volatile flavor components of coffee to change color, thereby improving the sensitivity and selectivity, thereby analyzing coffee in a very short time period, And manage the quality of the coffee.

또한, 본 발명에 따르면, 커피 로스팅이 가능하도록 커피 분석 시스템을 구축하여, 분석 전 별도의 전처리 없이도 연속적으로 커피시료를 분석하고, 특히 로스팅 온도, 로스팅 시간, 로스팅 방법 등의 화학적 변화에 따른 향미성분의 특성을 파악할 수 있다.In addition, according to the present invention, a coffee analysis system is constructed so that coffee roasting is possible, and the coffee sample is continuously analyzed without further pretreatment before analysis. Especially, the flavor component according to chemical changes such as roasting temperature, roasting time, Can be understood.

도 1은 본 발명에 따른 커피 분석 센서의 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 커피 분석 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 커피 분석 센서의 로스팅 온도에 따른 감산 이미지이다.1 is a top view of a coffee analysis sensor according to the present invention.
2 is a configuration diagram of a coffee analysis system according to the present invention.
3 is a subtraction image according to the roasting temperature of the coffee analysis sensor according to the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of related arts which may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 커피 분석 센서의 평면도이다.1 is a top view of a coffee analysis sensor according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 커피 분석 센서는 기판(10), 및 커피시료의 휘발성 향미성분과 화학 반응하여 컬러(color)가 변하는 염료(21)를 포함하고, 기판(10) 상(on)에 배치되는 센싱부(20)를 포함한다.1, a coffee analysis sensor according to the present invention comprises a substrate 10 and a dye 21 which is chemically reacted with the volatile flavor components of the coffee sample to change its color, And a sensing unit 20 disposed on the sensor.

본 발명에 따른 커피 분석 센서는 커피 성분, 특히 향미성분을 분석하기 위한 센서이다. 종래에 식품 성분을 분석하기 위해서는 식품을 분쇄하고 구성 성분을 추출한 다음에 질량 분석기(MS), 또는 고체상 미세 추출(solid-phase microextraction, SPME), 및 가스 크로마토그래피(GC) 기술을 사용하였으나, 이에 의하면 구성 성분별 분석에 제한이 많고, 숙련된 운영자에 의해서만 분석이 이루어지며, 분석 작업이 번거롭고 분석에 많은 시간이 소요되는 문제가 발생하는바, 그 문제점을 해결하기 위한 방안으로서 본 발명에 따른 커피 분석 센서가 안출되었다.The coffee analysis sensor according to the present invention is a sensor for analyzing coffee components, especially flavor components. Conventionally, in order to analyze a food component, a mass spectrometer (MS), a solid-phase microextraction (SPME), and a gas chromatography (GC) technique were used after the food was ground and components were extracted. There are many limitations in the analysis of the constituent components, the analysis is performed only by a skilled operator, the analysis is troublesome and the analysis takes a long time. In order to solve the problem, An analytical sensor has emerged.

구체적으로, 본 발명에 따른 커피 분석 센서는 기판(10), 및 센싱부(20)를 포함한다.Specifically, the coffee analysis sensor according to the present invention includes a substrate 10 and a sensing unit 20. [

기판(10)은 센싱부(20)를 지지하는 지지체로서, 커피시료의 향미성분과 반응하지 않는 비활성 재료로 형성될 수 있다. 이러한 기판(10)은 고분자 물질로 이루어진 멤브레인(membrane)일 수 있다. 여기서, 고분자 물질은 예를 들어, PVDF, PVDF-HFP, PSf PAN 등을 사용할 수 있고, 멤브레인은 후술할 센싱부(20)의 염료(21)의 형태가 퍼지지 않고, 표면에 안정적으로 배치되도록, 다공성으로 이루어질 수 있다. 다만, 기판(10)은 고분자 물질로 이루어진 멤브레인에 한정되는 것은 아니므로, 중성지(acid-free paper), 역상 실리카 겔 플레이트(reverse-phase silica gel plates) 등 다양한 소재로 이루어질 수도 있다.The substrate 10 can be formed of an inert material that does not react with the flavor component of the coffee sample, as a support for supporting the sensing portion 20. [ The substrate 10 may be a membrane made of a polymer material. Here, the polymer material may be PVDF, PVDF-HFP, PSf PAN, or the like, and the membrane may be formed in a manner such that the shape of the dye 21 of the sensing unit 20, which will be described later, It can be made porous. However, the substrate 10 is not limited to a membrane made of a polymer material, and may be made of various materials such as acid-free paper, reverse-phase silica gel plates, and the like.

센싱부(20)는 적어도 하나 이상의 염료(21)를 포함한다. 여기서, 염료(21)는 커피시료의 휘발성 향미성분과 화학 반응하여 그 자체의 컬러가 변하는 성분으로 이루어진다. 이때, 커피시료는 분석대상이 되는 시료로서, 생두와 원두, 그리고 원두를 이용하여 추출한 커피를 통칭하는 것으로, 고형, 액상, 분말 등이어도 무방하고, 나아가 커피 추출 후 생성된 커피 찌꺼기 등도 포함할 수 있다.The sensing unit 20 includes at least one dye 21. Here, the dye (21) is composed of a component whose color changes by chemical reaction with the volatile flavor component of the coffee sample. In this case, the coffee sample is a sample to be analyzed, collectively refers to coffee extracted from beans, beans, beans, and beans, and it may be solid, liquid, or powder, and may further include coffee residue have.

한편, 커피의 휘발성 향미성분으로는, 주요 성분으로 bases 216종류, furans 126종류, carbonyls 및 aldehyde 102종류, sulfur compounds 97종류, hydrocarbons 74종류, phenols 48종류, oxalzoles 35종류, esters 31종류, acids 25종류, alcohols 20종류 등이며, 그 외에 acetals, nitrils, amides, ethers, epoxides, pyrans 등이 존재하는 것으로 알려져 있다. 이러한 향미성분 중 특정 성분은 Bronsted, Lewis acid-base, 수소결합, 쌍극성, л-л 상호작용 등 강한 화학적 상호작용에 의해 염료(21)와 화학 반응한다. 이때, 염료(21)의 컬러(color)는 반응하는 향미성분에 따라 다양하게 변한다. On the other hand, volatile flavor components of coffee include 216 bases, 126 furans, 102 carbonyls and aldehyde, 97 sulfur compounds, 74 hydrocarbons, 48 phenols, 35 oxalzoles, 31 esters, acids And 20 kinds of alcohols. In addition, acetals, nitrils, amides, ethers, epoxides, and pyrans are known to exist. Certain of these flavor components chemically react with the dye (21) by strong chemical interactions such as Bronsted, Lewis acid-base, hydrogen bonding, bipolarity, and л-л interaction. At this time, the color of the dye 21 varies depending on the flavor component to be reacted.

이러한 특성을 가지는 염료(21)는 센서시약, 및 pH 지시약을 포함할 수 있다. 이때, 염료(21)는 알데하이드와 케톤기, 또는 티올과 황화물에 매우 특징적으로 반응하는 성분으로 구성될 수 있다. 따라서, 커피의 휘발성 향미성분을 감지하는 민감성과 선택성이 향상될 수 있다.The dye (21) having such characteristics may include a sensor reagent, and a pH indicator. At this time, the dye (21) may consist of a component that reacts very characteristic to aldehyde and ketone groups, or thiol and sulfide. Thus, the sensitivity and selectivity to sense volatile flavor components of coffee can be improved.

구체적으로, 센서시약은 2,4-디니트로페닐히드라진(2,4-dinitrophenylhydrazine, DNPH), 및 5,5'-디티오스 2-니트로벤조산(5,5′-dithiobis(2-nitrobenzoic acid), DTNB)으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다. 여기서, 2,4-디니트로페닐히드라진(2,4-dinitrophenylhydrazine, DNPH)는 알데하이드, 및 케톤기와 높은 반응성을 보인다. 한편, 황화물, 티올, 특히 2-furfurylthiol 등의 황화합물은 극도로 낮은 역치와 상대적으로 높은 함유량으로 커피의 맛을 좌우하는 가장 중요한 향미성분인데, 5,5'-디티오스 2-니트로벤조산(5,5′-dithiobis(2-nitrobenzoic acid), DTNB)이 이러한 티올, 및 황화물과 특히 강하게 반응한다.Specifically, the sensor reagent is 2,4-dinitrophenylhydrazine (DNPH), and 5,5'-dithiobis (2-nitrobenzoic acid) DTNB). ≪ / RTI > Here, 2,4-dinitrophenylhydrazine (DNPH) shows high reactivity with aldehyde and ketone groups. On the other hand, sulfur compounds such as sulfides, thiols, especially 2-furfurylthiol, are the most important flavor components influencing the taste of coffee with an extremely low threshold value and a relatively high content, and 5,5'-dithio 2-nitrobenzoic acid (5, 5'-dithiobis (2-nitrobenzoic acid), DTNB) reacts strongly with these thiols and sulfides.

pH 지시약은 Thymol blue, Bromothymol blue, Bromocresol green, Cresol red, Bromocresol purple, Neutral red, Bromoxylenol blue, Nitrazine yellow, Malachite green chloride, Brilliant yellow, Indigo carmine, Phenol red, Alizarin Red S, Methyl violet, Metanil yellow, Bromophenol blue, Chlorophenol red, 및 Congo red로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.The pH indicator may be selected from the group consisting of Thymol blue, Bromothymol blue, Bromocresol green, Cresol red, Bromocresol purple, Neutral red, Bromoxylenol blue, Nitrazine yellow, Malachite green chloride, Brilliant yellow, Indigo carmine, Phenol red, Bromophenol blue, Chlorophenol red, and Congo red.

한편, 센싱부(20)를 이루는 염료(21)는 다수 개가 소정의 패턴으로 기판(10) 상에 배열될 수 있다. 여기서, 다수의 염료(21) 각각에 포함되는 센서시약은 2,4-디니트로페닐히드라진(2,4-dinitrophenylhydrazine, DNPH)이거나, 또는 5,5'-디티오스 2-니트로벤조산(5,5′-dithiobis(2-nitrobenzoic acid), DTNB)일 수 있는바, 이하에서는 2,4-디니트로페닐히드라진(2,4-dinitrophenylhydrazine, DNPH)을 포함하는 염료(21)를 제1 염료(21a)라고 하고, 5,5'-디티오스 2-니트로벤조산(5,5′-dithiobis(2-nitrobenzoic acid), DTNB)을 포함하는 염료(21)를 제2 염료(21b)라고 한다. 이때, 제1 염료(21a)에 포함되는 pH 지시약은 제1 pH 지시약, 제2 염료(21b)에 포함되는 pH 지시약은 제2 pH 지시약이라고 한다.A plurality of dyes 21 constituting the sensing unit 20 may be arranged on the substrate 10 in a predetermined pattern. Here, the sensor reagent contained in each of the plurality of dyes 21 may be 2,4-dinitrophenylhydrazine (DNPH) or 5,5'-dithio 2-nitrobenzoic acid (5,5 The dye 21 including 2,4-dinitrophenylhydrazine (DNPH) may be referred to as a first dye 21a and a second dye 21b, , And the dye 21 containing 5,5'-dithiobis (2-nitrobenzoic acid), DTNB) is referred to as a second dye 21b. Here, the pH indicator included in the first dye 21a is referred to as a first pH indicator, and the pH indicator included in the second dye 21b is referred to as a second pH indicator.

여기서, 제1 pH 지시약은 Thymol blue, Cresol red, Bromocresol purple, Neutral red, Bromoxylenol blue, 및 Metanil yellow로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 제2 pH 지시약은 Bromothymol blue, Cresol red, Bromoxylenol blue, Bromophenol blue, Chlorophenol red, 및 Metanil yellow로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.Here, the first pH indicator may include one or more selected from the group consisting of Thymol blue, Cresol red, Bromocresol purple, Neutral red, Bromoxylenol blue, and Metanil yellow. The second pH indicator may include any one or more selected from the group consisting of Bromothymol blue, Cresol red, Bromoxylenol blue, Bromophenol blue, Chlorophenol red, and Metanil yellow.

이렇게 제1 염료(21a)는 2,4-디니트로페닐히드라진(2,4-dinitrophenylhydrazine, DNPH), 및 제1 pH 지시약이 혼합되어 형성되는데, 이때 양 성분이 안정적으로 혼합되도록 유화제를 더 포함할 수 있다. 여기서, 유화제는 예를 들어, 폴리에틸렌글리콜(PEG) 400, PEG 800, PEG 1000, PEG 4000 등을 사용할 수 있다. 여기서, 제1 염료(21a)는 제1 pH 지시약, 2,4-디니트로페닐히드라진(2,4-dinitrophenylhydrazine, DNPH), 및 유화제가 소정의 비율로 혼합되어 프린팅되는 방식 등으로 형성되는데, 일례로 제1 pH 지시약, 2,4-디니트로페닐히드라진(2,4-dinitrophenylhydrazine, DNPH), 및 폴리에틸렌글리콜(PEG) 400이 혼합될 때에, 중량비가 1:3:3의 비율로 배합될 수 있다.The first dye 21a is formed by mixing 2,4-dinitrophenylhydrazine (DNPH) and a first pH indicator. The first dye 21a may further include an emulsifier such that the two components are stably mixed . As the emulsifier, for example, polyethylene glycol (PEG) 400, PEG 800, PEG 1000, PEG 4000 and the like can be used. Here, the first dye 21a is formed by a method in which a first pH indicator, 2,4-dinitrophenylhydrazine (DNPH), and an emulsifier are mixed and printed at a predetermined ratio, The weight ratio can be formulated in a ratio of 1: 3: 3 when the first pH indicator, 2,4-dinitrophenylhydrazine (DNPH), and polyethylene glycol (PEG) .

또한, 제2 염료(21b)는 5,5'-디티오스 2-니트로벤조산(5,5′-dithiobis(2-nitrobenzoic acid), DTNB), 및 제2 pH 지시약이 혼합 형성되고, 여기에서도 폴리에틸렌글리콜(PEG) 400, PEG 800, PEG 1000, PEG 4000 등과 같은 유화제가 더 포함될 수 있다. 또한, 0.1N NaOH가 더 포함될 수 있다. 여기서, 0.1N NaOH는 염료의 pH를 조절한다. 이렇게 제2 염료(21b)는 제2 pH 지시약, 5,5'-디티오스 2-니트로벤조산(5,5′-dithiobis(2-nitrobenzoic acid), DTNB), 유화제, 및 0.1N NaOH가 소정의 비율로 혼합되어 프린팅되는 방식 등으로 형성될 수 있는데, 그 일례로 제2 pH 지시약, 5,5'-디티오스 2-니트로벤조산(5,5′-dithiobis(2-nitrobenzoic acid), DTNB), 폴리에틸렌글리콜(PEG) 400, 및 0.1N NaOH가 혼합될 때에, 중량비가 1:3:3:1의 비율로 배합될 수 있다.Further, the second dye 21b is a mixture of 5,5'-dithiobis (2-nitrobenzoic acid), DTNB and a second pH indicator, Such as glycol (PEG) 400, PEG 800, PEG 1000, PEG 4000, and the like. In addition, 0.1N NaOH can be further included. Here, 0.1 N NaOH controls the pH of the dye. In this way, the second dye 21b is selected from the group consisting of a second pH indicator, 5,5'-dithiobis (2-nitrobenzoic acid), DTNB, an emulsifier, (PH 5, 5'-dithiobis (2-nitrobenzoic acid), DTNB), and the like. When polyethylene glycol (PEG) 400 and 0.1 N NaOH are mixed, the weight ratio can be blended in a ratio of 1: 3: 3: 1.

한편, 센싱부(20)는 적어도 하나 이상의 제1 염료(21a)와, 적어도 하나 이상의 제2 염료(21b)가 기판(10) 상에 배열되어 형성될 수 있다. 도 1에서, 다수의 염료(21)는 3×4 형태의 패턴으로 배열되었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 형태의 패턴으로 배열될 수 있다. Meanwhile, the sensing unit 20 may be formed by arranging at least one first dye 21a and at least one second dye 21b on the substrate 10. In FIG. 1, the plurality of dyes 21 are arranged in a pattern of 3x4 patterns, but they are not necessarily limited thereto, and may be arranged in various patterns.

종합적으로, 본 발명에 따르면, 커피의 휘발성 향미성분과 특징적으로 반응하여 변색되는 염료(21)를 기반으로 커피 분석 센서 및 시스템을 구현하여, 민감성과 선택성을 향상시킴으로써, 매우 짧은 시간 내에 커피를 분석하여 효과적으로 커피의 진위 여부를 판별하고 커피의 품질을 관리할 수 있다.In general, according to the present invention, coffee analysis sensors and systems are implemented based on dyes (21) characteristically reacting with the volatile flavor components of coffee to improve sensitivity and selectivity, thereby analyzing coffee in a very short time Thereby effectively determining the authenticity of the coffee and managing the quality of the coffee.

한편, 이러한 센싱부(20)의 염료(21)는 커피시료의 휘발성 향미성분과 반응하되, 커피시료의 화학적 변화에 대해서도 특이적으로 반응할 수 있다. 여기서, 화학적 변화는 로스팅 온도, 로스팅 시간, 로스팅 방법 등과 같이 로스팅에 의한 특성 변화를 의미한다. 즉, 염료(21)는 커피시료의 로스팅 온도, 시간, 방법에 따라서도 서로 다른 컬러로 변하는 특성을 가진다. 따라서, 향미성분의 종류뿐만 아니라 로스팅 방식에 따른 분석이 가능하다.On the other hand, the dye 21 of the sensing unit 20 reacts specifically with the volatile flavor component of the coffee sample, but also with the chemical change of the coffee sample. Here, the chemical change means a change of characteristics by roasting such as roasting temperature, roasting time, roasting method and the like. That is, the dye 21 has characteristics of changing into different colors depending on the roasting temperature, time, and method of the coffee sample. Therefore, it is possible to analyze not only kinds of flavor components but also roasting methods.

이하에서는 본 발명에 따른 커피 분석 센서를 이용하여 커피시료를 분석하는 시스템에 대해 설명한다.Hereinafter, a system for analyzing coffee samples using a coffee analysis sensor according to the present invention will be described.

도 2는 본 발명에 따른 커피 분석 시스템의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a coffee analysis system according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 커피 분석 시스템은 전술한 커피 분석 센서(100), 커피 분석 센서(100)가 배치되는 반응챔버(200), 커피시료(1)가 배치되고, 커피시료(1)의 휘발성 향미성분(3)을 반응챔버(200) 내부로 공급하는 시료공급부(300), 커피 분석 센서(100)의 컬러를 촬영하는 카메라(400), 및 카메라(400)에서 촬영된 컬러 이미지의 RGB값을 산출하되, 향미성분(3) 공급 전후의 RGB값의 차이를 이용하여 향미성분(3)을 분석하는 분석부(500)를 포함한다.2, the coffee analysis system according to the present invention comprises a coffee analysis sensor 100, a reaction chamber 200 in which a coffee analysis sensor 100 is disposed, a coffee sample 1, A sample feeding section 300 for feeding the volatile flavor component 3 of the sample 1 into the reaction chamber 200, a camera 400 for photographing the color of the coffee analysis sensor 100, And an analyzer 500 for analyzing the flavor component 3 using the difference between the RGB values before and after the flavor component 3 is supplied.

본 발명에 따른 커피 분석 시스템은 전술한 커피 분석 센서(100)를 이용하여 커피의 성분을 분석하는 장비로서, 커피 분석 센서(100), 반응챔버(200), 시료공급부(300), 카메라(400), 및 분석부(500)를 포함한다.The coffee analysis system according to the present invention is an apparatus for analyzing the components of coffee using the coffee analysis sensor 100 described above and includes a coffee analysis sensor 100, a reaction chamber 200, a sample supply unit 300, a camera 400 ), And an analysis unit 500.

여기서, 커피 분석 센서(100)는 기판 및 센싱부를 포함하는데, 이에 대해서는 상술하였는바, 구체적 설명은 생략한다. 또한, 전술한 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명을 생략하거나 간단하게 기술한다.Here, the coffee analysis sensor 100 includes a substrate and a sensing unit, which has been described above, and thus a detailed description thereof will be omitted. In addition, the description of the elements overlapping with those described above will be omitted or simply described.

반응챔버(200)는 커피 분석 센서(100)가 배치되는 공간을 구비하고, 그 공간에서 커피 분석 센서(100)와 커피시료(1)의 향미성분(3)이 서로 화학 반응을 일으킨다. 이때, 향미성분(3)은 시료공급부(300)로부터 제공된다.The reaction chamber 200 has a space in which the coffee analysis sensor 100 is disposed and the coffee analysis sensor 100 and the flavor component 3 of the coffee sample 1 chemically react with each other. At this time, the flavor component (3) is provided from the sample supply part (300).

시료공급부(300)는 커피시료(1)를 수용하고, 그 커피시료(1)의 휘발성 향미성분(3)이 반응챔버(200) 내로 공급될 수 있게 형성된다.The sample supply unit 300 is configured to receive the coffee sample 1 and allow the volatile flavor component 3 of the coffee sample 1 to be supplied into the reaction chamber 200.

일례로, 시료공급부(300)는 시료챔버(310), 가스저장부(330), 및 관로부(350)로 구현될 수 있다. 여기서, 시료챔버(310)는 커피시료(1)가 배치될 수 있도록, 내부에 소정의 공간을 구비하고, 반응챔버(200)와 관로로 연결된다. 따라서, 시료챔버(310) 내부 공간에는 커피시료(1)의 휘발성 향미성분(3)이 채워지고, 그 향미성분(3)이 반응챔버(200)로 유입된다.For example, the sample supply unit 300 may be embodied as a sample chamber 310, a gas storage unit 330, and a channel unit 350. Here, the sample chamber 310 has a predetermined space therein and is connected to the reaction chamber 200 through a channel so that the coffee sample 1 can be placed. Therefore, the volatile flavor component 3 of the coffee sample 1 is filled in the space inside the sample chamber 310, and the flavor component 3 is introduced into the reaction chamber 200.

가스저장부(330)는 공급가스를 저장하는 용기로서, 시료챔버(310) 내로 그 공급가스를 주입한다. 이때, 공급가스는 소정의 압력으로 추진되므로, 시료챔버(310) 내의 향미성분(3)을 반응챔버(200)로 이송시킬 수 있다. 이러한 공급가스는 향미성분(3) 및 커피 분석 센서(100)의 염료와 반응하지 않아야 하므로, 예를 들어 질소 등과 같은 불활성 가스를 사용할 수 있다. 또한, 가스저장부(330)에는 가스 유량계가 장착되어, 공급가스의 유량을 제어할 수 있도록 형성될 수 있다.The gas storage part 330 is a container for storing a supply gas, and injects the supply gas into the sample chamber 310. At this time, since the feed gas is propelled at a predetermined pressure, the flavor component 3 in the sample chamber 310 can be transferred to the reaction chamber 200. Since such a feed gas should not react with the dye of the flavor component 3 and the coffee analysis sensor 100, an inert gas such as nitrogen or the like may be used. Further, a gas flow meter may be installed in the gas storage part 330 to control the flow rate of the supplied gas.

관로부(350)는 시료챔버(310), 가스저장부(330), 및 반응챔버(200)를 서로 연결하는 다수의 관(pipe)으로 구성되는데, 그 중 어느 하나인 제1 관로(351)는 가스저장부(330)와 시료챔버(310)를 연결하여 공급가스를 시료챔버(310)로 공급하고, 다른 하나인 제2 관로(353)는 시료챔버(310)와 반응챔버(200)를 서로 연결함으로써 향미성분(3)을 반응챔버(200)로 공급할 수 있다.The channel section 350 includes a plurality of pipes connecting the sample chamber 310, the gas storage section 330 and the reaction chamber 200. The first channel 351, which is one of the pipes, And the second channel 353 which is the other channel supplies the sample chamber 310 and the reaction chamber 200 to the sample chamber 310. The second channel 353 is connected to the sample chamber 310 and the sample chamber 310, The flavor component 3 can be supplied to the reaction chamber 200 by connecting them to each other.

한편, 관로부(350)는 반응챔버(200) 내에 남아 있는 불순물을 제거하기 위하여, 제3 관로(355), 및 밸브(357)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제3 관로(355)는 제1 관로(351)와 제2 관로(353)를 연결하도록 배치되고, 밸브(357)는 제1 관로(351)와 제3 관로(355)가 연결되는 영역 및 제2 관로(353)와 제3 관로(355)가 연결되는 영역에 각각 장착되어, 제1 관로(351)를 따라 흐르는 공급가스의 흐름 방향을 제어한다.The conduit section 350 may further include a third conduit 355 and a valve 357 to remove impurities remaining in the reaction chamber 200. The third conduit 355 is disposed to connect the first conduit 351 and the second conduit 353 and the valve 357 is disposed in a region where the first conduit 351 and the third conduit 355 are connected And the second conduit 353 and the third conduit 355 to control the flow direction of the supply gas flowing along the first conduit 351.

구체적으로, 밸브(357)는, 분석대상인 커피시료(1)를 분석하기 전에, 제1 관로(351)를 따라 흐르는 공급가스가 시료챔버(310) 내로 유입되지 않고, 제3 관로(355), 및 제2 관로(353)를 순차적으로 거쳐서 반응챔버(200) 내로 유입되는 흐름 방향(A)을 유도한다. 따라서, 공급가스가 반응챔버(200) 내로 유입되어 반응챔버(200) 내에 남아있는 불순물을 제거할 수 있다. 여기서, 불순물은 커피 분석 센서(100)의 염료 또는 향미성분(3)과 반응할 수 있는 물질로서, 이전의 분석에 사용되었던 커피시료(1)의 향미성분(3)을 포함할 수 있다.Specifically, the valve 357 allows the supply of the gas flowing along the first conduit 351 to the sample chamber 310 before the analysis of the coffee sample 1 to be analyzed, the third conduit 355, And the second conduit 353 in this order to introduce the flow direction A into the reaction chamber 200. Therefore, the supply gas can be introduced into the reaction chamber 200 to remove the impurities remaining in the reaction chamber 200. Here, the impurity may be a substance capable of reacting with the dye or flavor component 3 of the coffee analysis sensor 100, and may include the flavor component 3 of the coffee sample 1 used in the previous analysis.

한편, 분석대상인 커피시료(1)를 분석하고자 하는 경우, 밸브(357)가 제3 관로(355)의 양단을 차단함으로써, 공급가스가 제1 관로(351)를 통해 시료챔버(310)로 유입되고, 시료챔버(310) 내의 향미성분(3)과 함께 제2 관로(353)를 따라 반응챔버(200)로 흐르도록 흐름 방향(B 및 B')을 제어한다. When the coffee sample 1 to be analyzed is to be analyzed, the valve 357 blocks both ends of the third conduit 355 so that the feed gas flows into the sample chamber 310 through the first conduit 351 And controls the flow directions B and B 'to flow into the reaction chamber 200 along the second channel 353 together with the flavor component 3 in the sample chamber 310.

카메라(400)는 커피 분석 센서(100)의 컬러를 촬영하는 장치로서, 예를 들어 CCD 카메라를 사용할 수 있고, 커피 분석 센서(100)의 상면과 마주보도록 배치된다. 여기서, 커피 분석 센서(100)의 상면은 기판의 판면 중, 염료가 배치되는 일면을 의미한다. The camera 400 is a device for photographing the color of the coffee analysis sensor 100 and can be, for example, a CCD camera and is arranged to face the upper surface of the coffee analysis sensor 100. Here, the upper surface of the coffee analysis sensor 100 refers to one surface of the substrate on which the dye is arranged.

한편, 카메라(400)에 의한 촬영 시 외부의 빛이 차단되어야 하므로, 차폐 구조 내에 카메라(400)와 반응챔버(200)가 배치될 수 있고, 이때 촬영에 필요한 조명이 제공되어야 하는바, 광원(600)이 커피 분석 센서(100)를 사이에 두고 카메라(400)와 서로 마주보도록, 즉 커피 분석 센서(100)의 하면을 향하도록 배치되어 광을 조사할 수 있다.The camera 400 and the reaction chamber 200 may be disposed within the shielding structure and the illumination necessary for the shooting may be provided. 600 may be arranged to face the camera 400 with the coffee analysis sensor 100 facing each other, that is, to face the lower surface of the coffee analysis sensor 100 to irradiate light.

커피 분석 센서(100)의 컬러는 향미성분(3)과의 반응 전 염료 자체의 컬러와, 향미성분(3)과 반응하여 변하는 염료의 컬러로서, 그 컬러 이미지는 분석부(500)에서 분석된다.The color of the coffee analysis sensor 100 is the color of the dye itself before reacting with the flavor ingredient 3 and the color of the dye that changes in response to the flavor ingredient 3 and the color image is analyzed in the analysis section 500 .

분석부(500)는 반응 전 염료의 초기 이미지(Initial image)와 반응 후 염료의 최종 이미지(Final image)를 분석하고, 그 차이를 이용해 감산 이미지(Difference image)를 생성하여 향미성분(3)을 분석한다. 이때, 이미지 분석은 RGB값을 사용하는데, 초기 이미지와 최종 이미지의 컬러를 RGB값으로 환산하여 산출하고, 그 차이를 계산하여 ΔR, ΔG, ΔB값을 얻게 된다. 이렇게 함으로써, 컬러의 변화를 수치변화로 변화시키고, 컬러 변화를 정량화하여 감산 이미지를 생성한 후 그 감산 이미지를 통해 커피시료(1)의 향미성분(3)을 분석할 수 있다. 이러한 기능을 수행하는 분석부(500)는 소정의 컴퓨터와 소프트웨어에 의해 구현될 수 있다.The analyzer 500 analyzes the initial image of the dye before reaction and the final image of the dye after the reaction and generates a difference image using the difference to generate a flavor component 3 Analyze. In this case, the image analysis uses RGB values. The color of the initial image and the final image are converted into RGB values, and the difference is calculated to obtain ΔR, ΔG, and ΔB values. By doing so, it is possible to change the color change to a numerical change, quantify the color change to generate a subtracted image, and analyze the flavor component 3 of the coffee sample 1 through the subtracted image. The analysis unit 500 performing such a function may be implemented by a predetermined computer and software.

한편, 본 발명에 따른 커피 분석 시스템은 로스팅부(370)를 더 포함할 수 있다. 로스팅부(370)는 커피를 로스팅하는 장치로서, 소정의 온도로 커피를 로스팅하여 커피시료(1)를 제공한다. 이러한 로스팅부(370)는 시료챔버(310)와 일체로 형성되거나, 또는 시료챔버(310)를 가열하는 구조로 형성될 수 있고, 나아가 별도의 공간에서 커피를 로스팅한 후에 시료챔버(310) 내로 커피시료(1)를 공급할 수 있도록 형성될 수도 있다. 따라서, 로스팅부(370)를 통해, 별도의 전처리 없이도 커피시료(1)의 로스팅 온도에 따른 향미성분(3)의 특성도 용이하게 분석할 수 있다.Meanwhile, the coffee analysis system according to the present invention may further include a roasting unit 370. The roasting unit 370 is an apparatus for roasting coffee and roasting the coffee at a predetermined temperature to provide the coffee sample 1. [ The roasting unit 370 may be integrally formed with the sample chamber 310 or may be configured to heat the sample chamber 310 and further roast the coffee in a separate space and then into the sample chamber 310 It may be formed so as to be able to supply the coffee sample 1. Therefore, the characteristic of the flavor component 3 according to the roasting temperature of the coffee sample 1 can be easily analyzed through the roasting unit 370 without any additional pretreatment.

이하에서는 구체적 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.

실시예 1: 커피 분석 센서 제작Example 1: Production of a coffee analysis sensor

Thymol blue, Cresol red, Bromocresol purple, Neutral red, Bromoxylenol blue, 및 Metanil yellow를 준비하고, 그 각각에 2,4-디니트로페닐히드라진(2,4-dinitrophenylhydrazine, DNPH)와 폴리에틸렌글리콜(PEG) 400을 1:3:3 중량비로 배합하여, 6개의 제1 염료를 생성하였다. Bromocresol purple, Neutral red, Bromoxylenol blue, and Metanil yellow were prepared, and 2,4-dinitrophenylhydrazine (DNPH) and polyethylene glycol (PEG) 400 1: 3: 3 weight ratio, thereby producing six first dyes.

또한, Bromothymol blue, Cresol red, Bromoxylenol blue, Bromophenol blue, Chlorophenol red, 및 Metanil yellow 각각에, 5,5'-디티오스 2-니트로벤조산(5,5′-dithiobis(2-nitrobenzoic acid), DTNB), 폴리에틸렌글리콜(PEG) 400, 및 0.1N NaOH를 1:3:3:1 중량비로 배합하여, 6개의 제2 염료를 생성하였다.Further, 5,5'-dithiobis (2-nitrobenzoic acid), DTNB, and the like were added to each of Bromothymol blue, Cresol red, Bromoxylenol blue, Bromophenol blue, Chlorophenol red, , Polyethylene glycol (PEG) 400, and 0.1N NaOH in a weight ratio of 1: 3: 3: 1 to produce six second dyes.

다음에, PVDF 멤브레인을 준비하고, 그 위에, 제1열과 제2열을 따라 각각 3개씩 제1 염료를 배치하고, 제3열과 제4열을 따라서도 각각 3개씩 제2 염료를 배치하여 커피 분석 센서를 제작하였다.Next, a PVDF membrane was prepared, the first dyes were arranged on each of the first and second rows along the first and second rows, and the second dyes were arranged on each of the third and fourth rows along the third and fourth columns. The sensor was fabricated.

평가예 1: 커피시료의 향미성분 분석Evaluation Example 1: Analysis of flavor components of coffee samples

실시예 1에서 제조된 커피 분석 센서를 이용하여, 커피시료의 향미성분을 분석하였다. 도 3은 본 발명에 따른 커피 분석 센서의 로스팅 온도에 따른 감산 이미지로서, 아라비카 커피 품종(멕시코, 라스치차라스)를 커피시료로 사용하고, 로스팅 온도를 187 ℃(light roast, 도 3의 (a)), 202 ℃(medium roast, 도 3의 (b)), 217 ℃(medium-dark roast, 도 3의 (c)), 225 ℃(dark roast, 도 3의 (d))로 변화시키면서 커피 분석 센서의 감산 이미지를 얻었다.Using the coffee analysis sensor prepared in Example 1, the flavor components of the coffee samples were analyzed. Fig. 3 is an image of a coffee analysis sensor according to the present invention, which is a subtraction image according to the roasting temperature. Fig. 3 (a) is a graph showing the relationship between the roasting temperature and the light roast ), 202 ° C (medium roast, Fig. 3b), 217 ° C (medium-dark roast, Fig. 3c), 225 ° C (dark roast, The subtracted image of the analytical sensor was obtained.

그 결과, 제1 염료가 배치된 제1열 및 제2열에서 알데하이드와 케톤기가 반응하되, 로스팅 온도에 따라 서로 다른 반응 양상을 보였다. 또한, 제3열과 제4열의 제2 염료는 티올과 황화물에 반응하지만 로스팅 온도에 따라 그 반응 양상이 달랐다.As a result, the aldehyde and the ketone group reacted in the first and second rows in which the first dye was disposed, and showed different reaction patterns depending on the roasting temperature. In addition, the second dye in the third column and the fourth column reacted with thiol and sulfide, but the reaction pattern was different depending on the roasting temperature.

이로써, 본 발명에 따른 커피 분석 센서를 이용하여 커피의 휘발성 향미성분을 로스팅 온도에 따라서 간단하게 정밀하게 분석할 수 있음을 알 수 있다.Thus, it can be seen that the volatile flavor components of coffee can be easily and precisely analyzed according to the roasting temperature by using the coffee analysis sensor according to the present invention.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that the modification or improvement is possible.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속한 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1: 커피시료 3: 향미성분
10: 기판 20: 센싱부
21: 염료 21a: 제1 염료
21b: 제2 염료 100: 커피 분석 센서
200: 반응챔버 300: 시료공급부
310: 시료챔버 330: 가스저장부
350: 관로부 351: 제1 관로
353: 제2 관로 355: 제3 관로
357: 밸브 370: 로스팅부
400: 카메라 500: 분석부
600: 광원 1: coffee sample 3: flavor ingredient
10: substrate 20: sensing unit
21: Dye 21a: First dye
21b: Second dye 100: Coffee analysis sensor
200: reaction chamber 300:
310: sample chamber 330: gas storage part
350: conduit part 351: first conduit
353: Second conduit 355: Third conduit
357: Valve 370: Roasting portion
400: camera 500: analysis unit
600: light source

Claims (11)

기판; 및
커피시료의 휘발성 향미성분과 화학 반응하여 컬러(color)가 변하는 염료를 포함하고, 상기 기판 상(on)에 배치되는 센싱부;
를 포함하는 커피 분석 센서.
Board; And
A sensing unit disposed on the substrate, wherein the sensing unit includes a dye that changes color by chemical reaction with a volatile flavor component of the coffee sample;
The coffee analyzer comprising:
청구항 1에 있어서,
상기 기판은
고분자 물질로 이루어진 멤브레인(membrane)인 커피 분석 센서.
The method according to claim 1,
The substrate
A coffee analysis sensor, a membrane made of a polymer material.
청구항 1에 있어서,
상기 염료는
2,4-디니트로페닐히드라진(2,4-dinitrophenylhydrazine, DNPH), 및 5,5'-디티오스 2-니트로벤조산(5,5′-dithiobis(2-nitrobenzoic acid), DTNB)으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 센서시약; 및
pH 지시약;
을 포함하는 커피 분석 센서.
The method according to claim 1,
The dye
(2,4-dinitrophenylhydrazine, DNPH), and 5,5'-dithiobis (2-nitrobenzoic acid, DTNB) Any one selected sensor reagent; And
pH indicators;
And a coffee analyzer.
청구항 3에 있어서,
상기 pH 지시약은
Thymol blue, Bromothymol blue, Bromocresol green, Cresol red, Bromocresol purple, Neutral red, Bromoxylenol blue, Nitrazine yellow, Malachite green chloride, Brilliant yellow, Indigo carmine, Phenol red, Alizarin Red S, Methyl violet, Metanil yellow, Bromophenol blue, Chlorophenol red, 및 Congo red로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 커피 분석 센서.
The method of claim 3,
The pH indicator
Thymol blue, Bromothymol blue, Bromocresol green, Cresol red, Bromocresol purple, Neutral red, Bromoxylenol blue, Nitrazine yellow, Malachite green chloride, Brilliant yellow, Indigo carmine, Phenol red, Alizarin Red S, Methyl violet, Chlorophenol red, and Congo red. ≪ Desc / Clms Page number 19 >
청구항 3에 있어서,
상기 센싱부는
다수 개의 상기 염료가 소정의 패턴으로 배열되고,
상기 염료 중, 2,4-디니트로페닐히드라진(2,4-dinitrophenylhydrazine, DNPH)을 포함하는 제1 염료에 포함되는 제1 pH 지시약은 Thymol blue, Cresol red, Bromocresol purple, Neutral red, Bromoxylenol blue, 및 Metanil yellow로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하며,
5,5'-디티오스 2-니트로벤조산(5,5′-dithiobis(2-nitrobenzoic acid), DTNB)을 포함하는 제2 염료에 포함되는 제2 pH 지시약은 Bromothymol blue, Cresol red, Bromoxylenol blue, Bromophenol blue, Chlorophenol red, 및 Metanil yellow로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 커피 분석 센서.
The method of claim 3,
The sensing unit
A plurality of the dyes are arranged in a predetermined pattern,
Among the dyes, the first pH indicator included in the first dye including 2,4-dinitrophenylhydrazine (DNPH) is Thymol blue, Cresol red, Bromocresol purple, Neutral red, Bromoxylenol blue, And Metanil yellow, and wherein the at least one compound selected from the group consisting of < RTI ID = 0.0 >
The second pH indicator included in the second dye including 5,5'-dithiobis (2-nitrobenzoic acid), DTNB is Bromothymol blue, Cresol red, Bromoxylenol blue, Bromophenol blue, Chlorophenol red, and Metanil yellow.
청구항 1에 있어서,
상기 염료는
상기 커피시료의 화학적 변화에 따라 서로 다른 컬러로 변하는 커피 분석 센서.
The method according to claim 1,
The dye
The coffee analysis sensor changes into different colors according to the chemical change of the coffee sample.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 커피 분석 센서;
상기 커피 분석 센서가 배치되는 반응챔버;
커피시료가 배치되고, 상기 커피시료의 휘발성 향미성분을 상기 반응챔버 내부로 공급하는 시료공급부;
상기 커피 분석 센서의 컬러를 촬영하는 카메라; 및
상기 카메라에서 촬영된 컬러 이미지의 RGB값을 산출하되, 상기 향미성분 공급 전후의 RGB값의 차이를 이용하여 상기 향미성분을 분석하는 분석부;
를 포함하는 커피 분석 시스템.
A coffee analysis sensor according to any one of claims 1 to 6;
A reaction chamber in which the coffee analysis sensor is disposed;
A sample supply unit in which a coffee sample is placed and a volatile flavor component of the coffee sample is supplied into the reaction chamber;
A camera for photographing the color of the coffee analysis sensor; And
An analyzer for calculating an RGB value of a color image photographed by the camera and analyzing the flavor component using a difference between RGB values before and after supplying the flavor component;
The coffee analysis system comprising:
청구항 7에 있어서,
상기 커피 분석 센서를 사이에 두고, 상기 카메라와 마주보도록 배치되어 광을 조사하는 광원;
을 더 포함하는 커피 분석 시스템.
The method of claim 7,
A light source arranged to face the camera with the coffee analysis sensor therebetween to irradiate light;
The coffee analysis system further comprising:
청구항 7에 있어서,
상기 시료공급부는
상기 커피시료가 배치되는 시료챔버;
상기 시료챔버 내로 주입되어 상기 향미성분을 상기 반응챔버 내로 공급하는 공급가스를 저장하는 가스저장부; 및
상기 가스저장부와 상기 시료챔버를 연결하는 제1 관로, 및 상기 시료챔버와 상기 반응챔버를 연결하는 제2 관로를 포함하는 관로부;
를 포함하는 커피 분석 시스템.
The method of claim 7,
The sample supply part
A sample chamber in which the coffee sample is placed;
A gas storage part for storing a supply gas injected into the sample chamber to supply the flavor component into the reaction chamber; And
A conduit part including a first conduit connecting the gas storage part and the sample chamber, and a second conduit connecting the sample chamber and the reaction chamber;
The coffee analysis system comprising:
청구항 9에 있어서,
상기 관로부는
상기 제1 관로와 상기 제2 관로를 연결하는 제3 관로; 및
상기 제1 관로와 상기 제3 관로가 연결되는 영역, 및 상기 제2 관로와 상기 제3 관로가 연결되는 영역에 각각 장착되어, 상기 공급가스의 흐름 방향을 제어하는 밸브;
를 더 포함하는 커피 분석 시스템.
The method of claim 9,
The channel portion
A third conduit connecting the first conduit and the second conduit; And
A valve mounted in the region where the first conduit and the third conduit are connected and the region in which the second conduit and the third conduit are connected to each other to control a flow direction of the supply gas;
Further comprising:
청구항 9에 있어서,
상기 시료공급부는
상기 커피시료를 로스팅(roasting)하는 로스팅부;
를 더 포함하는 커피 분석 시스템.
The method of claim 9,
The sample supply part
A roasting unit for roasting the coffee sample;
Further comprising:
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