Состав и свойства кофе

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. КОФЕ (РОД)

Комфе, также Кофемйное демрево (лат. Coffea) -- род вечнозелёных растений трибы Кофейные (Coffeeae) семейства Мареновые (Rubiaceae). В диком виде обитают в нагорьях тропической Африки, Азии и Южной Америки, культивируются в тропиках повсеместно. Большинство видов -- небольшие деревья или крупные кустарники, высотой до 8 метров. В комнатных условиях чаще принимают форму куста. Все части растений содержат кофеин, служащий отпугивающим вредителей средством, однако некоторые виды содержат его достаточно много, а другие очень мало (хотя содержат все виды).

Насчитывается более 90 видов кофейного дерева[3][4]. Некоторые виды культивируются для получения семян (в разговорной речи обычно называемых зёрнами), из которых посредством обжаривания и вываривания получается известный напиток кофе. Большой интерес в этом направлении представляют лишь два вида: аравийское и конголезское кофейные деревья, из семян которых соответственно получаются «сорта» -- арабика и робуста. В небольших количествах для получения семян также культивируются кофе камерунский и кофе бенгальский.

Цветёт кофе небольшими белыми цветками с сильным тропическим запахом. Цветок содержит как мужские, так и женские половые органы (пестики и тычинки) и способен к самоопылению.

Ягоды созревают 3--4 месяца, в зрелом состоянии представляют собой ярко-красные или бордовые (выведены сорта и с другими окрасками) эллипсоиды с 1--3 зёрнами внутри, сидящие на короткой плодоножке прямо на ветке. Под мякотью расположены семена, цвет которых до обработки -- желтовато-зеленовато-серый.

2. ВИДЫ РОДА КОФЕ

Coffea arabica -- Кофе аравийский, или Арабика L.

Coffea benghalensis -- Бенгальский кофе B.Heyne ex Schult.

Coffea canephora -- Кофе конголезский, или Робуста Pierre ex A.Froehner.

Coffea charrieriana -- Кофе камерунский Stoff. & F.Anthony.

Coffea liberica -- Кофе либерийский Hiern

и ещё около 70 видов

3. КОФЕЙНЫЕ ЯГОДА И ЗЕРНО

Кофейная ягода является косточковым плодом кофейного дерева красного (иногда желтого) цвета и состоит из нескольких слоев, выполняющих разные функции. Внешняя оболочка ягоды (кожа) называется экзокарпом. Она, будучи горькой и толстой, выполняет защитную функцию. Под ней располагается мезокарп - тонкий слой пульпы со сладким вкусом и текстурой мякоти винограда. Далее идет паранхима - совокупность клеточных элементов, обеспечивающих множество процессов синтеза в живом организме - ассимиляцию. После нее - своеобразный пергамент, в науке - эндокарпий. И только после этого перечня внутри ягоды располагаются семена, известные как кофейные зерна. Обычно они развиваются парно и разделяются дополнительной мембраной - спермодермом. Специалисты называют ее серебряной кожицей или шкуркой, следы которой иногда можно обнаружить при обжарке зерен.

Четырехлетний кофейный куст в среднем дает до полутора тысяч кофейных плодов-ягод.

На кофейном кусте можно увидеть все стадии жизни растения: цветы, зеленые ягоды, только-только начинающие вызревание и спелые красные "вишенки". Кофейные ягоды вызревают на протяжении 7-10 месяцев, в зависимости от условий окружающей среды и самого сорта кофе. По мере созревания, зеленые ягоды постепенно краснеют, пройдя все оттенки, от оливкового до бордово-красного, и вырастают до размера 1,5-2 см.

Рисунок 1.

1 -- продольный желобок;

2 -- семя (эндосперм);

3 -- семенная кожура (серебристая пленка);

4 -- эндокарпий (пергаментная оболочка);

5 -- пектиновый слой;

6 -- мезокарпий (плодовая мякоть);

7 -- экзокарпий (наружная плодовая оболочка)

4. РАЗМЕР ЗЁРЕН

Размер зёрен кофе играет важнейшую роль в определении его сортности -- считается что чем крупнее зерно -- тем спелее была ягода, из которой его получили и, соответственно, -- тем лучше настой кофе из такого зерна. Зерна кофе сортируются по размеру с помощью несколько сеток с ячейками разного размера:

- сито № 20 -- ячейка больше 8 мм -- очень большое зерно;

- сито № 19 -- ячейка 7.543 мм -- экстра большое зерно;

- сито № 18 -- ячейка 7.146 мм -- большое зерно;

- сито № 17 -- ячейка 6.749 мм -- достаточно большое зерно;

- сито № 16 -- ячейка 6.352 мм -- хорошое зерно;

- сито № 15 -- ячейка 5.955 мм -- среднее зерно;

- сито № 14 -- ячейка 5.558 мм -- малое зерно;

- сито № 13 -- ячейка 5.161 мм -- мелкое зерно;

- сито № 12 -- ячейка 4.764 мм -- мелкое зерно.

5. ЦЕЛЬНЫЕ ЗЁРНА

Обычно в кофейной ягоде находится два зерна, однако иногда при опылении развивается только одно. Цельные зёрна по форме напоминают горошину, за что их и называют «пиберри» (англ. Peaberry -- буквально «гороховая ягода»). Количество плодов с такими зёрнами составляет примерно 5% от всего урожая.

6. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КОФЕЙНОГО ЗЕРНА

кофе обжаривание кофейный зерно

Кофейные зерна содержат большое количество сложных органических веществ. Эти вещества и изменения, которые они претерпевают в процессе приготовления напитка, изучаются десятками различных научно-исследовательских лабораторий мира. Цель изучения состоит не только в познании химического состава веществ и их трансформации на различных стадиях приготовления кофейного напитка, но и в выработке технологии, поисках методов, которые обеспечили бы высшее качество кофейного напитка. Вопросы, возникающие при этом, сложны и в ряде случаев еще ждут своего решения. (27)

Природа объединила в кофе самые различные органические вещества. Новейшие методы химического анализа свидетельствуют о наличии в кофе нескольких сотен компонентов. Это сочетание и создает то, что мы называем кофейным напитком. Каждому сорту кофе присуща своя особенная комбинация веществ.

Вкус и аромат кофе зависят от способа обжаривания зерен и технологии приготовления, в процессе которых органические вещества испытывают сложные химические превращения.

Содержание влаги в сыром кофе играет важную роль при его экспорте и мипорте, т.к. все расчеты производятся на основе показателя влажности. Сырые зерна кофе относятся к группе продуктов, обладающих каппилярно-пористой коллоидной структурой. Содержание воды в сырых зернах кофе по норме, принятой Международной организацией кофе должно составлять 12±1 процент(ов). Но в зависимости от условий хранения и транспортирования влажность сырого кофе колеблется в пределах 9-14%.

Сырые кофейные зерна, в расчете на сухое вещество, содержат 32-36% экстрактивных веществ, стабильно сохраняющихся в течение семи и более лет при нормальных условиях хранения.

В состав сухого вещества сырого кофе входят следующие основные компоненты: такие алкалоиды, как кофеин - 0,7-2,5%. Это вещество без цвета и запаха, в водном растворе дает горький привкус. Количество кофеина в зернах в значительной степени изменяется в зависимости от сорта кофе. Кофеин содержится в тех или иных количествах более чем в ста растениях, однако лишь в плодах кофе, какао, гуараны и листьях чая его довольно много. На содержание кофеина в напитке также влияет степень прожаривания зерен, причем более прожаренные зерна, как для кофе эспрессо, дают меньше кофеина. Содержание кофеина в зернах играет очень важную роль при оценке качества сырья и установлении технических требований на него. Следует помнить, что кофеин, обладая горьким вкусом, тем не менее, почти не влияет на вкус кофе. Поэтому связывать горечь кофе с наличием в нем кофеина - большое заблуждение. Горький кофе - совсем не значит крепкий, и наоборот - крепкий, это значит горький.

Помимо кофеина, в кофейных зернах содержится ещё один алкалоид - тригонеллин. Он хорошо растворяется в воде, но термически нестабилен. При обработке кофейных зерен легко превращается в никотиновую кислоту (витамин РР). В отличие от кофеина он не возбуждает и не обладает наркотическим эффектом, однако участвует в образовании вкуса и аромата обжаренного кофе. Также содержатся и такие алкалоиды как теобромин (1,5-2,5 мг%) и теофиллин (1-4 мг%). Следует упомянуть очень сложное по составу вещество - кафеоль. Включая в себя почти две с половиной сотни компонентов, оно является носителем характерного кофейного аромата.

Привкус горечи придают кофейному напитку сложные органические вещества - танины. Для их нейтрализации в кофе добавляют молоко или сливки. Они связывают танины, и напиток теряет горечь. В сырых зернах кофе содержание танина варьируется в пределах от 3,6 до 7,7%. В процессе обжаривания количество танина резко уменьшается и в готовом продукте его остается 0,5-1%. Снижение танина во время обжаривания не считается отрицательным фактором, т.к. способствует формированию вкуса и цвета кофе, однако при чрезмерном нагревании танин полностью разлагается. Пустой или "плоский" вкус обжаренного кофе иногда можно объяснить исчезновением танина. [26; 21]

Белковые вещества содержатся в кофе в количестве от 9 до 19,2%; жирок (липиды) - 9,4-18% (он практически полностью остается в сухом остатке и в готовый напиток не переходит); сахароза - 4,2-11,8% (растворимые углеводы - сахароза, фруктоза и галактоза в структуре жареного кофейного зерна занимает от 25% до 28% всех растворимых компонентов); моносахариды - 0,17-0,65%; клетчатка - 32,5-33,5%; пентозаны - 5-7%; дубильные вещества - 8,7-11,9%; минеральные вещества - 3,7-4,5%. На долю углеводов приходится 50-60% общей массы сырых кофейных зерен.

В процессе обжаривания происходят глубокие изменения в составе углеводного комплекса кофе. Сахароза практически полностью исчезает, ее остается 0,56%. В начале обжаривания резко падает содержание моносахаридов, но к концу процесса оно существенно возрастает. Колебания в составе и количестве моносахаров в кофе при его тепловой обработке объясняется расходом некоторой их части на процессы карамелизации и меланоидинообразования, а далее увеличением их концентрации за счет гидролиза клетчатки, пентознов и других полисахаридов. В сырых кофейных зернах присутствуют такие минеральные вещества, как: калий, магний, кальций, натрий, железо, марганец, рубидий, цинк, медь, стронций, а также следы хрома, ванадия, бария, никеля, кобальта, свинца, молибдена, титана и кадмия. Содержание отдельных минеральных элементов зависит от сорта кофе, района произрастания, способа обработки, вида вносимых в почву минеральных удобрений, а также применяемых средств защиты растений. Во время обжаривания кофе содержание минеральных веществ повышается до 5-7%, что связано с большими потерями сухого вещества.

Зерна кофе содержат более трех десятков различных органических кислот, в том числе такие органические кислоты, как: лимонная - 0,3%, яблочная - 0,3%, винная - 0,4%, щавелевая - 0,05%, кофейная - 0,2%, хлорогеновая - 4-10,9% - заслуживает особого внимания. Хлоргеновые кислоты включают в себя приблизительно 10 соединений, содержащихся в кофе, а подобные им соединения обнаружены и в других растениях. Несмотря на то, что во время обжарки кофейное зернышко теряет ее на 60%, все же оставшейся части довольно, чтобы придавать кофе немного вяжущий привкус. По содержанию хлорогеновой кислоты кофейное зернышко представляет собой уникальный продукт, т. к. ни в каких других растениях она в таком количестве не встречается. Она стимулирует обмен азота, помогает строить молекулу белка. Важна роль хлорогеновых кислот в формировании цвета кофе в процессе обжаривания. При нагреве хлорогеновые кислоты разрушаются и вступают в реакции с аминокислотами и белками с образованием темноокрашенных продуктов. Также в кофейных зернах содержится уксусная, оксаловая, пировиноградная кислоты. В обжаренном кофе идентифицировано более 350 ароматических веществ. Специальный аромат жареному кофе придают эфирные масла. Содержащиеся в них продукты фенола обладают определенным антисептическим действием. Влажность сырого кофе - 9-12%. Также в кофе обнаружены такие витамины и ферменты, как: тиамин (витамин В₁), рибофлавин (В₂), пантотеноая кислота, никотиновая кислота (РР), пиридоксин (В₆), витамин В₁₂ и токоферол (Е). [26; 21]

Что касается кофе, как напитка, то его пищевая ценность следующая: в 100 г напитка без сахара содержится: белков - 0,2 г, жиров - 0,6 г, углеводов - 0,1 г, кальция - 5 мг, витамина РР - 0,6 мг, калия - до 9 мг, фосфора - 7 мг, железа - 2 мг.

Пищевой ценности кофе практически не имеет, хоть и содержит белок. Стограммовая чашка напитка дает всего 9 килокалорий. Однако как источник минеральных веществ, в основном калия, кофе играет немаловажную роль. Также важно роль кофе, как носителя витаминов Р, необходимых для укрепления кровеносных сосудов. Чашка кофе содержит 20% суточной потребности организма в этом витамине.

Размещено на Allbest.ru