Традиции кофе варения. Значение кофе для организма

Вода

Показатель  влажности сырого кофе имеет существенное значение для оценки качества. Содержание влаги в сыром кофе играет важную роль при его экспорте и импорте, так как все расчеты между  поставщиками и покупателями кофе производятся на основе показателя влажности, выраженного в процентах. Сырые зерна кофе относятся к группе продуктов, обладающих капиллярно-пористой коллоидной структурой. Для них характерны различные формы связи воды с материалом (свободная, связанная, прочносвязанная). Содержание воды в сырых зернах кофе по норме, принятой Международной организацией кофе (МОК), должно составлять 12±1%. Однако в зависимости от условий хранения и транспортирования влажность сырого кофе колеблется в пределах 9-14%. Скорость сорбции и десорбции водяных паров зернами кофе относительно высока. Особенно интенсивно абсорбируют влагу кофейные зерна при повышенных значениях относительной влажности воздуха и температуры хранения. Сырой кофе - биологический объект, содержащаяся в нем вода играет активную роль в биохимических и физико-химических процессах, которые протекают в клетках и тканях зерен.

Экстрактивные вещества

Содержание  водорастворимых экстрактивных  веществ в различных видах  и сортах сырого кофе неодинаково  и составляет примерно 20-29%. Наименьшее количество (19-20%) содержится в высшем сорте кофе вида Арабика. В 1-м сорте  вида Арабика - 21-23%, а вида Каниформа (Робуста) - 24-27%, во 2-м сорте кофе вида Каниформа - 27-29%.В состав экстрактивных веществ сырого кофе входят алкалоиды, белки, фенольные соединения, моно- и дисахара, липиды, органические кислоты, аминокислоты, минеральные элементы и ряд других веществ, содержащихся в небольшом количестве.

Кофеин

Кофеин (C8H10N4O2) - важнейший алкалоид кофейных зерен, известный под названием 2,6-диокси-1,3,7-триметилпурин, или 1,3,7-триметилксантин. Это вещество без цвета и запаха, в одном растворе дает горький привкус. Кофеин кристаллизуется из водных растворов в виде кристаллогидрата, имеющего форму хрупких шелковистых игл. Безводный кофеин плавится при 236,5ºC, при осторожном нагревании может возгоняться. Он легко растворяется хлороформе, метиленхлориде, ди- и трихлорэтилене. Водные растворы кофеина имеют нейтральную реакцию, с кислотами он образует соли. Кофеин в сыром кофе находится в свободном и связанном с хлорогеновокислым калием состояниях.

Различные виды кофе характеризуются следующим  содержанием кофеина (% в пересчете на сухое вещество):

Аравийский - 0,6-1,2

Робуста - 1,8-3

Либерийский - 1,2-1,5.

Количество  кофеина в зернах в значительной степени изменяется и в зависимости  от сорта кофе. Содержание Кофеина  в зернах играет очень важную роль при оценке качества сырья и установлении технических требований на него.

Тригонеллин

Тригонеллин (C7H7O2N), или метилбетаинникотиновая кислота, в растениях образуется путем метиллирования никотиновой  кислоты.Этот алкалоид в относительно большом количестве содержится в  сортах кофе вида Арабика (1-1,2%). В сортах вида Каниформа (Робуста) его несколько  меньше (0,6-0,74%), а в сортах вида Либерика - всего 0,2-0,3%. Тригонеллин хорошо растворяется в воде, но термически нестабилен. При  обработке кофеных зерен легко  превращается в никотиновую кислоту (витамин РР), поэтому его считают  основным предшественником образования  никотиновой кислоты в кофеных  зернах.

Теобромин

Теобромин является диметилксантином (C7H8O2N4), так  как при окислении образует монометилаллоксан  и монометилмочевину. Это бесцветный мелкокристаллический порошок, труднорастворимый в воде. Теобромин плавится при 351ºC, способен возгоняться, легко растворяется в едких щелочах, давая, например, натриевую соль. Содержание теобромина в сырых зернах кофе незначительное - 1,5-2,5 мг%.

Теофиллин

Теофиллин представляет собой 1,3-диметилксантин (C7H8O2N4), который образует бесцветные шелковистые иголочки, содержащие одну молекулу кристаллизационной воды. Теофиллин  труднорастворим в холодной воде, плавится при 269-272ºC. Общее количество его в зернах дикорастущих кофейных растений 1-4 мгХлорогеновые кислотыХлорогеновые кислоты составляют основную часть фенольных соединений. Хлорогеновые кислоты представляют собой моно- и диэфиры коричной и хинной кислот. В кофейных зернах обнаружены также эфиры хинной кислоты с кофейной и феруловой кислотами.

Хлорогеновая  кислота.

В кристаллическом  виде она была впервые выделена из кофейных зерен Гортером. Ее структура  была установлена как кофеил-3-хинная кислота. Хлорогеновые кислоты включают в себя около 10 соединений, содержащихся в кофе, а подобные им соединения обнаружены и в других соединениях. Изохлорогеновая кислота. Фактически является смесью дикофеилхинной кислоты. Она состоит в основном из трех фракций дикофеилхинной кислоты и существует в виде ее изомеров.Зерна сырого кофе содержат примерно 7-10% хлорогеновых кислотСнижение содержания хлорогеновых кислот происходит за счет их теплового разрушения (заметно возрастает доля кофейной и хинной кислот) и участия в реакциях с аминокислотами, белками с образованием темноокрашенных продуктов. Роль хлорогеновых  кислот в формировании цвета кофе во время обжаривания очевидна.

Таннин

В сырых  зернах кофе содержание таннина варьируется  в широких пределах - от 3,6 до 7,7%. В  процессе обжаривания (особенно при  температуре 175-205°С) количество таннина резко уменьшается и в готовом продукте его остается 0,5-1,0%. Это весьма лабильный компонент кофе, который интенсивно окисляется за 5-8 минут тепловой обработки при температуре 80-125°C. Снижение содержания таннина во время обжаривания не считается отрицательным фактором, так как способствует формированию вкуса и цвета кофе.Однако при чрезмерном нагревании таннин полностью разлагается. Пустой или плоский вкус обжаренного кофе иногда можно частично объяснить исчезновением таннина.

Углеводы

На долю углеводов приходится 50-60% общей  массы сырых кофеных зерен. В  состав углеводов кофе входят сахароза (6-10%), целлюлоза (5-12%), пектиновые вещества (2-3%) и высокомолекулярные полисахариды (клетчатка, лигнин и др.). Установлено, что основным водорастворимым компонентом  высокомолекулярных полисахаридов  сырого кофе является арабиногалактан (2-5%). Кроме того, из кофейных зерен  выделены глюкогалактоманнан, галактоза, манноза и арабиноза. Долгое время считалось, что в сыром кофе отсутствуют свободные моносахара (глюкоза и фруктоза), однако исследованиями установлено, что в зернах кофе вида Арабика преобладает сахароза, а вида Каниформа (Робуста) - редуцирующие сахара. При жидкостной хроматографии в 80%-ных водных растворах этилового спирта сырых зерен кофе Арабика из Эфиопии и Бразилии наряду с сахарозой обнаружены и количественно определены фруктоза, α-глюкоза, β-глюкоза и два сахара не идентифицированны. В целом общее количество редуцирующих сахаров в зернах кофе достигает 0,7-1%.В процессе обжаривания происходят глубокие изменения в составе углеводного комплекса кофе. Например, сахароза, являющаяся основным компонентом этого комплекса, практически полностью исчезает (ее остается 0,56%). В начале обжаривания также резко падает содержание моносахаридов, но к концу процесса оно существенно возрастает: 1,25% глюкозы, 1,1% фруктозы, 0,15% арабинозы и 0,1% галактозы. Колебания в составе и количестве моносахаров в кофе при его тепловой обработке объясняются расходом некоторой их части на процессы карамелизации и меланоидинообразования (в начальной и средней стадиях обжаривания), а затем, при достижении температуры 205-220°C, увеличением их концентрации за счет гидролиза клетчатки, пентозанов и других полисахаридов.

Белковые  вещества

В сыром  кофе трех основных разновидностей (Арабика, Робуста и Либерика) белковые вещества содержатся почти в одинаковом количестве (аминный азот – 1,55-1,63%, общее содержание белка – 9,69-10,19%).Аминокислотный состав сырого кофе исследуется с помощью  жидкостной ионообменной хроматографии, а их количество определяют путем  сравнения площадей пиков на хроматограмме  исследуемых образцов, а также  площадей пиков калибровочной смеси  аминокислот. Разделение и идентификацию  аминокислот кофе проводят также  при помощи электрофореза и тонкослойной хроматографии. В состав белков кофе входит 20 аминокислот, в числе которых  глутаминовая, аспарагиновая, глицин и  лейцин.В зернах кофе обнаружена также  γ-аминомасляная кислота, а в сырых  зернах кофе вида Арабика и гибрида  Арабики с Робустой найдена пипеколиновая  кислота, которая в сыром кофе других разновидностей не была выявлена. Кофейные зерна вида Либерика по аминокислотному  составу не отличается от других разновидностей кофе. В целом установлено, что  по составу аминокислот кофе видов  Арабика, Канифора и Либерика практически  одинаков, а по содержанию заметно  различается, что объясняется условиями произрастания.В обжаренном кофе белки содержат тот же самый состав аминокислот, но количество многих из них существенно уменьшается (серина – в 3 раза, глицина – в 2 раза и т.д.). Общее содержание белков снижается примерно на 15%. Скорее всего, после обжаривания в кофе содержатся не белки, а белковоподобные вещества, являющиеся продуктами взаимодействия белков или их фрагментов с углеводами, фенольными соединениями и т.п.В сырых зернах кофе обнаружено высокое содержание свободных аминокислот. Найдено свыше 1% фенилаланина, более 0,6% глутаминовой кислоты. Но в процессе обжаривания свободные аминокислоты исчезают фактически полностью, обнаруживаются, только если следы аспарагиновой и глутаминовой кислот, треонина, серина, валина. Очевидно, что свободные аминокислоты в первую очередь вступают в сахароаминные и хинониминные реакции, участвуя в образовании цвета и формировании аромата кофе.Немецкий ученый Клечкус, проанализировав водорастворимые меланоидины кофе с помощью жидкостной хроматографии, установил, что их молекулярная масса колеблется от 3500 до 100 000. Причем доля высокомолекулярных продуктов меланоидинообразования возрастала с увеличением степени обжаривания.

Липиды

В сыром  кофе трех основных разновидностей (Арабика, Робуста и Либерика) белковые вещества содержатся почти в одинаковом количестве (аминный азот – 1,55-1,63%, общее содержание белка – 9,69-10,19%).Аминокислотный состав сырого кофе исследуется с помощью  жидкостной ионообменной хроматографии, а их количество определяют путем  сравнения площадей пиков на хроматограмме  исследуемых образцов, а также  площадей пиков калибровочной смеси  аминокислот. Разделение и идентификацию  аминокислот кофе проводят также  при помощи электрофореза и тонкослойной хроматографии. В состав белков кофе входит 20 аминокислот, в числе которых глутаминовая, аспарагиновая, глицин и лейцин.кофе вида Арабика и гибрида Арабики с Робустой найдена пипеколиновая кислота, которая в сыром кофе других разновидностей не была выявлена. Кофейные зерна вида Либерика по аминокислотному составу не отличается от других разновидностей кофе. В целом установлено, что по составу аминокислот кофе видов Арабика, Канифора и Либерика практически одинаков, а по содержанию заметно различается, что объясняется условиями произрастания.В обжаренном кофе белки содержат тот же самый состав аминокислот, но количество многих из них существенно уменьшается (серина – в 3 раза, глицина – в 2 раза и т.д.). Общее содержание белков снижается примерно на 15%. Скорее всего, после обжаривания в кофе содержатся не белки, а белковоподобные вещества, являющиеся продуктами взаимодействия белков или их фрагментов с углеводами, фенольными соединениями и т.п.В сырых зернах кофе обнаружено высокое содержание свободных аминокислот. Найдено свыше 1% фенилаланина, более 0,6% глутаминовой кислоты. Но в процессе обжаривания свободные аминокислоты исчезают фактически полностью, обнаруживаются, только если следы аспарагиновой и глутаминовой кислот, треонина, серина, валина. Очевидно, что свободные аминокислоты в первую очередь вступают в сахароаминные и хинониминные реакции, участвуя в образовании цвета и формировании аромата кофе.

Органические кислоты и минеральные вещества

Из органических кислот в сырых кофейных зернах обнаружены лимонная, яблочная, малеиновая, уксусная и щавелевая. Причем для разных видов  и сортов их состав и содержание различны. Кислотность сырого кофе различных ботанических видов и  сортов изменяется от 2,4 до 4°T. При длительном (3-5 лет) хранении сырого кофе в нормальных условиях кислотность возрастает незначительно.Содержание свободных жирных кислот в сырых кофейных зернах высших сортов составляет 0,5-3%, в зернах более низкого качества - до 20%. Преобладающими являются линолевая, пальмитиновая и олеиновая кислоты.Сырые кофейные зерна содержат минеральные вещества. Содержание отдельных минеральных элементов зависит от сорта кофе, района произростания, способа обработки, вида вносимых в почву минеральных удобрений, а также применяемых средств защиты растений. Определенной зависимости между количеством минеральных веществ и качеством напитка из кофе не существует. Однако считается, что содержание цинка, марганца и рубидия в сырых зернах обусловливает лучшие свойства готового кофе.В сырых кофейных зернах содержание минеральных веществ составляет 3-4,5%. Преобладающим элементом является калий (около половины), затем следуют магний и кальций (примерно в 10 раз меньше), натрий, железо, марганец и др. Считается, что повышенное содержание цинка, марганца и рубидия способствует улучшению свойств напитка. Например, описано применение атомно-эмиссионной спекроскопии с индукционной плазмой для исследования кинетики водной экстракции калия, магния, марганца и фосфора из образцов кофе.Во время обжаривания кофе содержание минеральных веществ повышается до 5-7%, что связано с большими потерями сухого вещества.

Значение кофе для организма

Натуральный кофе - это семена (зерна) плодов тропического кофейного дерева. Напитки из кофе обладают тонким ароматом и приятным вкусом. В то время как многие спорят о пользе и вреде кофе, ученые доказали, что умеренное потребление этого напитка способствует усилению мыслительных способностей, повышает  реакцию и устойчивость к стрессам.

Растворимый кофе — это напиток из зёрен  кофейного дерева, которые при  помощи различных технологических  процессов превращается в порошок  или гранулы. После добавления горячей  воды получается напиток, близкий по вкусу к натуральному кофе. В некоторых  марках растворимого кофе, кроме собственно дегидратации, осуществляется ещё и  декофеинизация — уменьшение содержания кофеина.

Например, если рассматривать бодрящий и возбуждающий эффект кофе, то более сильное влияние  кофе на здоровье оказывается, если этот кофе растворимый. Хотя тут нужны  поправки на возбудимость своей нервной  системы. На некоторых и "лошадиная" доза кофе не оказывает никакого активизирующего  влияния.

Наибольшим  стимулирующим действием обладает кофеин. Содержание этого алкалоида  в стакане кофе при обычной  норме заварки (3 чайных ложки порошка  на стакан) составляет 0,07...0,15 г, в раствор  переходит 0,05... 0,1 г кофеина.

По данным фармакологии, 0,05 г кофеина воздействует на мозг и сосуды, 0,2 г сильно возбуждает сердечную деятельность, 0,3 г отравляет организм. Таким образом, содержание кофеина в стакане (0,05...0,1 г) является пороговой концентрацией. Действие кофеина на организм очень индивидуально. Поэтому ощущение сердцебиения - показатель того, что превышена нормальная доза кофеина. Дубильные вещества придают кофе вяжущий и терпкий вкус. При обжаривании зерен образуется кафеоль -остро пахнущее маслянистое вещество, обусловливающее соответствующий аромат кофе.

Влияние кофе на здоровье - это любимая тема споров любителей и ненавистников  кофе. Он идет испокон веков и  вряд ли когда-нибудь завершится. Ведь и та, и другая сторона рассматривает  влияние кофе на здоровье, основываясь  на результатах научных исследований. Именно так - оперируя фактами! А надо сказать, что учеными всего мира произведено более 19 тысяч исследований про влияние кофе на здоровье. И  их результаты пока что не дают возможности  объективно склониться на ту или на другую сторону. То выяснят, что кофе вызывает рак, то обнаружат, что он избавляет  от диабета. Как тут определиться, каково действительное влияние кофе на здоровье?

Кофе  есть только лекарственное вещество.