В состав кофе входит просто огромное количество различных веществ. Среди продуктов естественного происхождения по количеству входящих компонентов зерна кофе остаются рекордсменами. В них есть не только органические, но и неорганические компоненты. Именно благодаря такому многообразию, этот популярный напиток способен оказывать на организм человека столь мощное воздействие. Любопытно, что он влияет практически на все органы и ткани. Когда вы выпиваете очередную чашечку ароматного кофе, состав его напрямую влияет на реакцию вашего организма. Вот почему так важно знать, из чего же состоят кофейные зерна, что с этими веществами происходит во время обжаривания. Сразу предупредим, что химический состав кофе очень сложен и запутан. По самым скромным подсчетам ученых, в кофе содержится около 1200 веществ. Мы подробно рассмотрим состав кофейного зерна, его пищевую ценность, а также его влияние на организм человека.
После того, как вы выпиваете чашку кофе, состав химический этого продукта влияет непосредственно на ваши ощущения. Любопытно, что ученые подсчитали в составе кофе около 1200 различных компонентов. Влияние многих из них на наш организм практически не изучено. Большую часть составляют ароматические вещества. Именно благодаря этим летучим соединениям кофе так завораживает нас своим потрясающим ароматом. Они также влияют непосредственно на вкус, который приобретает напиток. Так как вкус кофе зависит именно от летучих соединений, столь важно хранить кофейные зерна и молотый кофе в плотно закрытой герметичной посуде или специальных пакетах. Главный враг кофе – кислород. Под его воздействием компоненты кофе быстро окисляются, а также улетучиваются.
Состав кофе отличается сложностью. Он полностью до сих пор не изучен. Но его основные компоненты хорошо известны. Самый главный среди них – кофеин. Концентрация остальных веществ будет напрямую зависеть от сорта кофе и той почвы, на которой он вырос. Кстати, многие вещества появляются во время обжаривания зерен. Около 80% из них отвечают за вкус конечного напитка. Кофе состоит из:
Белков в разных сортах кофе содержится примерно одинаковое количество – 9-10%.
Углеводы составляют около 50-60% от всей массы кофе. В них входят целлюлоза, сахароза, пектин и полисахариды. Среди них лучше всего в воде растворяется полисахарид с непростым названием арабиногалактан. Его доля составляет 2-5% от общей массы кофейных зерен. Раньше считалось, что в сыром кофе нет моносахаридов, в частности глюкозы и фруктозы. Но сейчас уже есть результаты исследований, в ходе которых в Арабике была обнаружена сахароза. А вот в бразильском кофе также найдена фруктоза и глюкоза. Но при обжарке зерен комплекс углеводов существенно изменяется. Например, практически исчезает сахароза. А вот моносахариды, хоть и уменьшаются в количестве на начальных этапах обжарки, в конце ее восстанавливаются. Часть из них расходуется при карамелизации кофейных зерен во время обжарки.
Именно кофеин являются главным действующим веществом в кофе. Благодаря его воздействию наш организм заряжается бодростью, повышается тонус сосудов, улучшается работа головного мозга, ЖКТ и других систем. Неспроста кофеин был зачислен в список лекарственных веществ. Он давно используется в некоторых лекарственных средствах. Самое известное из низ – Цитрамон.
Кофеин – самый важный среди алкалоидов, которые содержатся в кофейных зернах. У него нет цвета и запаха. В водном растворе он имеет привкус горечи. В разных сортах кофе содержится разное количество кофеина. От его концентрации напрямую зависит качественная характеристика сырья. Чем его больше, тем зерна кофе дороже ценятся.
Почему же кофеин так влияет на наш организм? Это алкалоид, который способен стимулировать работу центральной нервной системы. Именно эта его способность обеспечивает столь бурную реакцию человеческого организма на напитки с высоким содержанием кофеина. Любопытно, что получили кофеин впервые именно из зерен кофе. Потому это вещество и было названо кофеин. Именно этот мощный алкалоид обеспечивает тонизирующее воздействие кофе. Впрочем, этот напиток не только тонизирует, но и повышает работоспособность, физическую и умственную. Чтобы обеспечить подобное тонизирующее воздействие, производители кофе строго следят за уровнем кофеина в зернах, которые они используют. Норма – не меньше, чем 0,7 %. Именно такое содержание алкалоида обеспечивает устойчивое тонизирующее воздействие кофе.
От чего же зависит конечный уровень содержания кофеина в кофейных зернах? В первую очередь, играет роль степень вызревания зерен. Чем они лучше вызрели, тем больше кофеина в них накопилось. Также немаловажную роль играет обжарка зерен. Чем сильнее они обжарены, тем большая концентрация кофеина. Если поддерживается рекомендуемая концентрация, то в чайной ложке перемолотого кофе содержится около 0,1 – 0,2 гр. кофеина в чистом виде. Этого количества будет вполне достаточно для того, чтобы получить выраженный тонизирующий эффект. А вот повышать эту дозу врачи не рекомендуют. В противном случае можно получить негативный ответ организма на передозировку кофеина. Максимальная доза, которую можно себе позволить – это концентрация 0,3 гр. кофеина в один прием. После этого стоит в течение 3-4 часов полностью воздерживаться от употребления кофе.
Что же будет в том случае, если человек превышает дозу кофеина? Регулярное превышение рекомендуемой врачами дозы кофеина может привести к таким негативным последствиям:
В составе кофе содержится сразу несколько алкалоидов. Один из них - тригонеллин. Больше всего его содержится в арабике. А вот в сортах робуста и либерика – его немного меньше. Без термической обработки у этого алкалоида полностью отсутствуют вкус и запах. Он прекрасно растворяется в воде, но нестабилен под воздействием высокой температуры. При обжаривании зерен он трансформируется уже в другое вещество – пиридин. Оно обладает выраженным специфическим ароматом. Тригонеллин способен тесно взаимодействовать с никотиновой кислотой. Это витамин В3. При нагревании молекула никотиновой кислоты, входящая в состав тригонеллина, высвобождается. Именно поэтому в кофе наблюдается постоянно высокий уровень витамина В3. Он, кстати, очень нужен нашему организму. Именно благодаря никотиновой кислоте, у нас происходит активный обмен веществ. Также он помогает правильно работать нашей нервной системе. Если в организме наблюдается дефицит витамина В3, сразу страдает нервная система и ухудшается обмен веществ. Это грозит также развитием такого грозного заболевания, как пеллагра.
В зернах кофе содержится не только витамин В3. Тут есть и другие витамины этой группы. Каждый из них крайне важен для того, чтобы наш организм правильно функционировал. Любопытно, что после того, как происходит тепловая обработка зерен, в них тут же образуется целый спектр витаминов группы В. Также в этом ароматном напитке обнаружена достаточно высокая концентрация витаминов A, D, E. У каждого из них своя важная функция:
Очень важно, что в кофе содержится много незаменимых органических соединений. Это кислоты и важнейшие белки. Для наших клеток они являются источником энергии и непрерывного питания. Без них невозможно обновление наших тканей и органов, а также функционирование организма в целом. Кстати, кофе стал тем уникальным растительным продуктом, в котором есть важнейшие аминокислоты. Их в основном наш организм получает из рыбы или мяса. Наш организм не в состоянии синтезировать эти аминокислоты самостоятельно, потому столь важно, чтобы он регулярно получал их извне. Без аминокислот просто невозможен будет процесс восстановления клеток. А ведь для наших органов и тканей это крайне важно. Если организм не будет регулярно производить новые клетки, организм просто начнет стареть. Без этого также не смогут нормально функционировать внутренние органы, не будет работать иммунная защита.
В сырых зернах содержится достаточно много таннина – 4-7%. А вот после обжарки его концентрация снижается. В готовых зернах его остается лишь около 1% и менее. Таннин очень сильно подвергается окислению. Уже под воздействием 80-ти градусов начинается его преобразование. Кстати, именно из-за окисления таннина зерна кофе в процессе их обжаривания приобретают приятный коричневый оттенок. Его образуют темные пигменты, получившиеся после окисления таннина. Ученые не считают. Что разрушение танина негативно влияет на характеристики кофе. Наоборот, именно это процесс приводит к тому, что кофе приобретает характерный вкус и оттенок. Но если зерна нагреть слишком сильно, произойдет полное разложение таннина. Именно поэтому некоторые зерна кофе дают потом невыраженный пустой вкус. Это значит, что зерна были обжарены неправильно, и таннин полностью разрушился.
Основная часть фенольных соединений в кофе состоит именно из хлорогеновых кислот. Это эфиры двух кислот – хинной и коричной. Также ученые обнаружили в кофейных зернах эфиры феруловой и кофейной кислот. В хлорогеновых кислотах насчитывается примерно десяток разных соединений. Если сырой кофе содержит 7-10% хлорогеновых кислот, то обжаренный – в 2,5 раза меньше. Это объясняется тем, что кислоты разрушаются при термической обработке зерен. При этом в кофе увеличивается доля хинной кислоты и кофейной. Также было установлено, что хлорагеновые кислоты напрямую влияют на оттенок обжаренного кофе.
Давайте подробней рассмотрим, какую структуру имеет молекула кофеина. Это поможет понять, как она работает. Ученые выяснили, что сырые зерна кофе содержат в своем составе половину углеводов. Они являются своего рода топливом для нашего организма. Они дают энергию каждой нашей клеточке. В основном эти углеводы представляют простые сахара (фруктоза, сахароза) и полисахариды (клетчатка, целлюлоза, пектин). Эти вещества являются просто незаменимыми для нашего головного мозга. Они принимают непосредственное участие в его питании. Сахара и полисахариды питают нервные клетки. Это обеспечивает нормальную работу головного мозга и нервной системы.
Есть в кофе и минеральные вещества:
Это важнейшие минералы неорганического происхождения. Они содержатся в костях, мышцах. Без них невозможна правильная работа сосудов, а также мозга. Эти минералы обеспечивают нормальное функционирование сердечной мышцы. Как выяснили ученые, сырые зерна кофе содержат около 850 всевозможных эфирных соединений. А вот в обжаренном продукте их количество снижается почти в два с половиной раза и составляет 350 единиц. Именно они обеспечивают потрясающий аромат кофе. Не удивительно, что этот напиток давно признан самым душистым.
Как и любой продукт, кофе имеет свою пищевую ценность. Она, как известно, измеряется в калориях. Сразу оговоримся, что натуральный черный кофе без сахара и других добавок имеет минимальное количество калорий. Это объясняется тем, что те вещества, которые в нем содержатся, очень легко усваиваются. Организм легко их всасывает и быстро переваривает. Этот процесс также стимулирует кофеин, который содержится в зернах кофе в большом количестве. Так что всем. Кто не хочет набрать лишние килограммы, можно рекомендовать регулярно выпивать чашечку натурального свежего кофе. Но во избежание осложнений, в день нужно выпивать не более двух чашек этого некрепкого напитка. Чтобы организм не был перегружен калориями, лучше не добавлять в кофе сахар, сливки или молоко. Идеальный вариант – черный кофе без сахара. Если же вы сладкоежка, и не любите ощущать во рту горчинку от кофе, то кладите в него чуть сахара. Одной чайной ложки будет вполне достаточно.
Если вы регулярно пьете этот бодрящий напиток, вам должно быть интересно, насколько же он полезен для нашего организма. Немаловажную роль также играет сорт кофе и способ приготовления. Этот продукт богат белками, жирами, в нем есть витамины А, В, Е, D, а также такими важнейшими минеральными веществами, как фосфор, калий, кальций. Все эти вещества и обеспечивают то влияние, которое кофе оказывает на организм. Оно может быть как положительным, таки отрицательным. Такое противоречивое влияние связано с тем, что в состав кофе входит просто огромное количество компонентов. Каждый из них влияет на наш организм по-своему. К тому же, у человека может наблюдаться индивидуальная восприимчивость к ним. Также важно, сколько напитка человек выпивает в сутки, какой концентрации.
Врачи подсчитали безопасную дозу кофе для человека – пара чашек в сутки. При этом нельзя заваривать слишком крепкий напиток. Старайтесь варить кофе средней концентрации, и не пейте его чаще, чем два раза в день. Также не стоит пить кофе, позже, чем за 4 часа до сна.
Давайте рассмотрим более подробно, как конкретно кофе влияет на наш организм. Вот основные характеристики его влияния на организм человека:
Итак, мы постарались максимально доступно рассказать вам о составе кофейных зерен. Теперь вам известные основные его компоненты и их влияние на человеческий организм.
Надеемся, не пьёте растворимый. И вот почему.
Всего четыре буквы связывают миллионы людей по всему миру. Армия любителей кофе растет с каждым днем.
Вкус кофе прекрасен, но непонятен. Его нужно научиться понимать и любить, и только тогда наслаждаться.
Гюстав Флобер
Многие из нас любят кофе, но пришли к этому не сразу. Лично я сначала вообще не понимал, зачем пить кофе? Что он дает? Меня не заряжает! Что-то не так?
Углубился в тему и всё встало на места.
Строение кофейного зерна простое. Как у любой злаковой культуры присутствует наружная и внутренняя оболочка. Во время того, как кофе созревает, в нем аккумулируются два алкалоида:
Когда мы готовим кофе из цельного зерна, необработанного и молотого, получаем напиток, содержащий оба алкалоида.
Кофе – напиток очень личный. Его, как и коньяк, нельзя пить кружками!
Сэр Уи́нстон Леона́рд Спе́нсер-Че́рчилль
Кофеин практически мгновенно начинает действовать в организме:
Немного теории.
Кофеи́н – бесцветные или белые горькие кристаллы. Является психостимулятором. В малых дозах оказывает стимулирующее воздействие на нервную систему. При длительном применении может вызывать слабую зависимость - теизм (заболевание). В больших дозах вызывает истощение.
Длительность бодрящего эффекта кофе – 20-25 минут. Во всех органах повышается артериальное давление, и улучшается кровоток в почках. Почки начинают получать лучшее кровоснабжение. Отчасти поэтому многим хочется в уборную.
Когда кофеин отыграл свою «симфонию», на сцену выходит второй алкалоид – теобромин . Теоброми́н представляет белый кристаллический порошок слегка горького вкуса.
Эффект от теобромина прямо противоположный :
Системное давление понижается, а почечный кровоток ухудшается. Человек начинает чувствовать небольшие тянущие явления в почках.
В правильных и грамотных местах вместе с чашечкой кофе приносят стакан чистой воды . Приличная кофейня отличается от неприличной тем, что во второй (приличной) всегда приносят воду с кофе, а в первой (неприличной) – только кофе.
Вы выпили чашечку кофе. Через 20 минут выпиваете стакан воды . Именно так и в такой последовательности.
Тем самым проводите профилактику фазы нарушения водно-солевого обмена: не позволяете почкам впасть в состояние нарушения кровотока. Век живи, век учись.
Только одно “но”: все вышесказанное относится к зерновому кофе.
Когда из кофе добывают кофеиновую фракцию, то снимают наружную оболочку зерна. Эта часть уходит на медицинские препараты, кофеин и кофеиносодержащие напитки (например, цитрамон, энергетические напитки и так далее).
Внутренняя оболочка зерна идет на производство растворимого и гранулированного кофе.
Интересный факт, заставляющий задуматься. Американцы пытаются пробить закон, чтобы на всех банках с гранулированным кофе писали: «Кофе без кофеина» . Некоторые производители уже пишут.
Фактически любой гранулированный или растворимый кофе содержит от 5% до 10% кофеиновых фракций. Как правило, никакого бодрящего действия вы не ощущаете, артериальное давление не повышается, и после такого кофе хочется спать .
Пить растворимый кофе надо в вечернее время (ближе к ночи) – будете крепче спать. Вот и весь эффект.
Кофеиновый эффект мы получаем только из цельнозернового кофе. После этого мы должны быть готовы к наступлению теоброминовой фазы – обратного эффекта.
Теоброминовая стадия возникает при употреблении любого сорта кофе и неважно какого качества.
Некоторые сорта держат “стадию кофеина” до 30 минут. Но потом вы всё равно получите теоброминовую стадию. Её продолжительность намного выше, порядка 60-70 минут.
Каждый может почувствовать это на себе. Фаза активации и прилива энергии ощущается хорошо, после чего хочется чуть-чуть расслабиться.
Поэтому важно помнить: выпив простой воды в нужный момент, стадия негативного эффекта сокращается. Вы предупреждаете ухудшение почечного кровотока.
Поэтому, зная теперь механизм действия кофе, возьмите себе за правило: всегда пить воду после чашки кофе. Ваши почки скажут спасибо!
Многим людям в России доступны только растворимые сорта кофе. Он бывает дешёвым. И дорогим.
Покупая растворимый кофе, запомните: РАЗНИЦЫ НЕТ.
Типичная ситуация. Красивая упаковка, высокая цена. Приготовив его, получаем обратный эффект: бодрости нет, а через 20-25 минут «подкрадывается» теоброминовая фаза. Хочется спать, артериальное давление не повышается (что является несомненным плюсом для гипертоников). Не зная этого механизма, люди попадают в неприятные, иногда даже трагические ситуации.
Например, дальнобойщик или таксист, выезжая в ночь, выпивает несколько чашек растворимого кофе. Естественно, ожидаемой бодрости он не получает. Через 25 – 30 минут начинается действие теобромина, и человек засыпает за рулем. Этот эффект еще называют эффектом «30 километра» .
Поэтому в ситуациях, когда требуется быть бодрым, не рекомендуется брать с собой растворимый или гранулированный кофе – только молотый в зёрнах или, еще лучше, крепкий чай . Лист чая (зеленый в том числе) содержит кофеин без теобромина, он и обеспечит необходимую энергичность.
Посмотрим на статистику производства кофе во всем мире с 2001 по 2015 годы. Данные указаны в тысячах и 60 килограммовых мешках.
Информация взята из открытого источника «Международная организация по кофе» .
Для того, чтобы наглядно посмотреть динамику, построим диаграмму .
Цифры отображают масштабы потребления кофе.
Можно вывести закономерность: когда мировую экономику лихорадит, спрос на кофе растёт и, как следствие, на его производство.
Напоследок – очень любопытный факт. Австралийские ученые из университета Квинсленда установили, что человек, употребивший определенную дозу кофеина, легче поддается психологическому влиянию .
Данный вывод был сделан на основе эксперимента. В нем участвовали 140 добровольцев. Заранее у каждого из подопытных узнали их позицию по конкретной теме. Разделили всех на две группы: первую группу попросили выпить несколько чашек кофе, вторая же группа осталась без напитка.
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, в %: кофеин - 0,7-2,5; белковые вещества - 9-19,2; жир - 9,4-18; сахароза - 4,2-11,8; 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; органические кислоты: хлорогеновая - 4-10,9, лимонная - 0,3, винная - 0,4, яблочная - 0,3, щавелевая - 0,05, кофейная - 0,2. Влажность сырого кофе - 9-12%.
Наибольшее влияние на организм человека при употреблении кофе из перечисленных веществ оказывает алкалоид кофеин (C 8 H 10 N 4 O 2), или 1,3,7-триметилксантин, являющийся производным пуриновых оснований. Кофе оказывает благоприятное физиологическое действие на организм благодаря содержанию кофеина, выражающееся в регулировании уровня глюкозы в крови и повышении общего тонуса и работоспособности человека. В кофе кофеин находится как в свободном состоянии, так и в соединении с калием и хлорогеновой кислотой в виде кофеин-хлорогеново-кислого калия; при этом преобладает связанная форма. Более высокие сорта кофе отличаются пониженным содержанием кофеина, а низкосортный африканский вид робуста может накапливать до 3,2% кофеина. В процессе хранения кофе содержание кофеина в зернах практически не изменяется, а при обжаривании увеличивается, что подтверждается данными табл. 8.
Наряду с кофеином в зернах сырого кофе из алкалоидов также находится не обладающий физиологической активностью тригонеллин (C 7 H 7 N0 2 - метилбетаинникотиновая кислота) в количестве 0,24-1,2%. Он распадается при обжарке зерен на ряд соединений, в том числе пиридин, который участвует в формировании вкусовых свойств готового кофе. В зернах кофе, помимо этого, обнаружены теобромин (1,85 мг%) и теофилин (0,62 мг%).
Специфично для отдельных ботанических видов и сортов кофе содержание белковых веществ. Аравийский кофе примерно на 3% меньше содержит белковых веществ, чем кофе робуста, при этом внутрисортовые колебания не превышают 2%. Установлена положительная корреляционная зависимость между количеством кофеина и азотистых веществ. В процессе хранения их общее содержание не изменяется, но наблюдается увеличение фракции водорастворимых белков, обладающих высокой степенью электропроводности.
Также обнаружено в составе азотистых веществ кофе 20 свободных аминокислот, количество которых при хранении практически не изменяется. При этом кофе высшего сорта отличается более высоким содержанием свободных аминокислот (до 923 мг%) по сравнению с кофе 1-го и 2-го сортов (до 480 мг%).
В кофейных зернах содержание жира (кофейное масло - coffee oil) подвержено существенным межвидовым и внутривидовым колебаниям. Самое низкое содержание жира - у индийских сортов кофе. Отличительной особенностью кофейного масла является высокое содержание дитер-пеновых эфиров. На долю ненасыщенных жирных кислот в кофейном масле приходится более половины - 51,9-57,3%, в том числе преобладает линолевая кислота (37,2-45,6%).
В кофейном масле из зерен кофе разных видов и разновидностей качественный состав жирных кислот практически идентичен. При хранении сырого кофе незначительно возрастают кислотное и перекисное числа жира, что свидетельствует о замедленном протекании внутриклеточных гидролитических и окислительных процессов.
Углеводы оказывают существенное влияние на вкусовые свойства кофе и, в частности, сахара, являющиеся предшественниками многих вкусовых и ароматических веществ обжаренного кофе. Углеводы в кофе представлены сахарами, гетерополисахаридами и клетчаткой.
Сахара кофе представлены глюкозой, фруктозой, галактозой и сахарозой, которые составляют приблизительно 28% водорастворимых веществ. В сыром кофе аравийских сортов содержится 8,2-8,3% моносахаридов, в то же время в робусте присутствует 3,3-4,1%. В процессе хранения сырого кофе содержание Сахаров снижается незначительно.
Гетерополисахариды кофе представлены галактанами, маннанами, глюканами и арабанами. В состав полисахаридов зеленого кофе агаЫса входят арабиноза - 1,8%, галактоза - 9,3%, манноза - 20,8%, глюкоза - 6,8%. В то же время в жареном кофе и в экстракте данные сахара и ге-теропо-лисахариды присутствуют в следовых количествах (0,3% - глюкозы, 0,16-0,05% - фруктозы, 0-0,26% - маннозы и 0,02-0,3% - глюкозы и сахарозы). Таким образом, при высотемпературной обработке и под воздействием высокого давления (до 2,5 МПа) в зернах кофе протекают крекинговые процессы разрушения, прежде всего, углеводов.
В то же время клетчатка кофе, составляющая одну треть сухого вещества кофейных зерен, формирует твердость и плотность зерен. Не позволяя разваливаться и увеличиваться в объеме при обжаривании, клетчатка кофе и позволяет получить ароматный продукт. При этом она является одним из наиболее стабильных компонентов, и отдельные виды и сорта кофе практически не отличаются между собой по содержанию клетчатки.
Дубильные вещества, содержащиеся в кофе, обусловливают терпкость кофейного напитка. Между содержанием дубильных веществ и хлорогеновой кислоты, составляющей до 85-90% общего количества полифенольных соединений, существует прямая зависимость. Хлорогеновая кислота в таком значительном количестве содержится в природе только в зернах кофе, придавая им специфический слабокислый и слегка терпкий вкус. Количество полифенольных соединений в процессе хранения заметно снижается, что приводит к некоторому снижению терпкости кофе робуста, но к обеднению вкуса кофейных напитков из высших сортов арабики. Для кофе характерно значительное содержание кофедубильной кислоты (4-11% сухой массы), представляющей собой смесь хлорогеновой, кофалиновой (C 32 H 38 O ig), кофалевой (С 34 Н 54 0 15) кислот и других соединений.
Титруемая кислотность является одним из наиболее стабильно сохраняющихся его компонентов и составляет в зависимости от сорта кофе 10,8-17,8°. Уровень титруемой кислотности по мере хранения кофе возрастает незначительно (за 7 лет - на 0,3-1,1°), что свидетельствует о замедленном протекании внутриклеточных гидролитических и окислительных ферментативных процессов.
Вкус кофе зависит от сорта, качества, условий выращивания и обработки кофейных зёрен. В промышленных масштабах выращивают 4 вида кофе: арабику, робусту, либерику и эксцельзу. Самая вкусная и ароматная, а потому и наиболее дорогая – арабика. Правда, в последнее время появились новые сорта из так называемого «эфиопского наследия» – дикорастущих видов кофе. Они считаются перспективными, но лучшие из них, к примеру, Гейша, происходят от арабики.
Плоды кофейного дерева называют ягодами (в английской традиции – вишнями). У всех видов кофе ягоды имеют одинаковое строение и отличаются друг от друга только размерами, толщиной кожуры или пергаментной оболочки, окраской.
В ягоде чаще всего заключено 2 зёрнышка. Зрелые ягоды, в зависимости от сорта кофейного дерева, становятся красными или жёлтыми. По мере созревания мякоть приобретает всё более сладкий вкус. В мякоти содержится кофеин (хотя его намного меньше, чем в зёрнах), из неё получается бодрящий напиток – каскара.
Строение кофейной ягоды:
Зерно созревает вместе с мякотью, питается содержащимися в ней полезными веществами, приобретает сладость. Поэтому ценятся зёрна только из созревших ягод. Если ягоды не дозрели или перезрели – зёрна относят к дефектным.
В результате мутации до 5% кофейных ягод содержит не два, а лишь одно зерно, называемое (peaberry в переводе с английского – «горошина»). Иногда ошибочно считают, что оно представляет собой два сросшихся между собой зёрнышка. Это не так: когда два зёрнышка срастаются вместе, то получается полый шарик, который легко разделить на две вогнутые половинки. Такие зёрна считаются бракованными, дефект называют «слоновьи уши».
Процесс образования пиберри совершенно иной. В нормальной завязи всегда есть два крохотных зёрнышка. Однако в мутировавших ягодах развитие одного зерна прекращается, зато другое значительно увеличивается в размерах: ведь ему достаются все питательные вещества, которые природа предусмотрела для двух семян.
Кофе, сваренный из пиберри, отличается более ярким вкусом и интенсивным ароматом. В Западной Европе, США и Австралии открываются рассчитанные на гурманов кафе, где кофе готовят исключительно из пиберри.
Подмечено, что больше всего пиберри образуется на плантациях, где не используют минеральных удобрений. К примеру, в Танзании до 10% арабики – пиберри. Пользуясь тем, что необычный кофе высоко ценится, танзанийские фермеры вручную отбирают зёрна пиберри и продают их намного дороже обычной арабики.
В Латинской Америке пиберри называют caracol («улитка») или perla (жемчужина). Благодаря применению современных технологий с одного гектара здесь собирают 2–3 тонны кофе (тогда как в Танзании – 300 кг). Поэтому латиноамериканские фермеры зачастую не видят смысла вручную перебирать кофе, чтобы отделить пиберри.
В составе кофейных зёрен – более 100 химических соединений. Многие из них при обжарке разлагаются, образуя вещества, влияющие на вкус и аромат кофе.
Вещества, влияющие на свойства кофе как напитка:
Вкус кофе одного и того же сорта меняется в зависимости от того, на какой высоте расположена плантация:
Высокогорный кофе считается наилучшим. Однако собирать урожай непросто: плантации расположены в местах со сложным рельефом, на склонах гор, куда технику доставить невозможно. Поэтому такой кофе собирают вручную и обрабатывают особенно тщательно, иначе его нельзя будет дорого продать.
Для сортировки зёрен их просеивают через специальные сита с ячейками разного размера.
Виды кофе по величине зёрен (измеряют зеленые не обжаренные зерна):
Непосредственно размер кофейного зерна не влияет на вкус напитка, ни одна современная система оценки качества не рассматривает размер как критерий. Сортировка нужна только для правильной . Чем больше зерно, тем сложнее его равномерно обжарить снаружи и внутри.
Если зёрна неправильно обработаны или хранились в ненадлежащих условиях, напиток будет иметь неприятный вкус и аромат. Для определения качества взвешивают 300 г кофе и подсчитывают количество зёрен с дефектами.
Виды дефектов кофейных зёрен:
Также дефектами считаются посторонние включения: камешки, листья, кофейная шелуха.
Неповторимые вкусовые качества и способность мобилизовать организм в короткие сроки наделили кофе всемирной славой. Уникальный растительный продукт насыщен соединениями различной природы. Химический состав кофе определяет свойства бодрящего напитка, которые отличаются многогранностью и делают его предметом научных дискуссий. Вкус и аромат, польза и вред обусловлены эффектами содержащихся в зернах веществ и продуктов их внутренних реакций.
Химический состав зернового кофе включает более 1000 соединений органического и неорганического происхождения. Большая часть веществ выполняет биологические роли: оказывают непосредственное действие на организм человека, выступают предшественниками других комплексов, участвуют в ферментативных реакциях.
Виды соединений, их относительные количества зависят от сорта кофе, степени зрелости зерна, этапов последующей переработки. Внутренние химические взаимодействия происходят на стадиях производства конечного продукта, приводят к разрушению одних веществ и образованию новых компонентов.
Оригинальные кофейные зерна содержат:
Каждая группа соединений имеет свое значение. Часто действия компонентов оказываются противоположными, что вносит долю противоречий в мнения об эффектах продукта. Изучение вопроса, что в кофе содержится и в каких пропорциях, продолжается. Проводятся исследования, предпринимаются попытки искусственного синтеза содержащихся в кофе уникальных комплексов.
В группу алкалоидов объединяют биологически активные вещества растений, наделенные способностью оказывать влияние на работу органов и систем животных организмов. Это сильнодействующие азотсодержащие комплексы, многие из которых относят к ядовитым соединениям.
Кофеин – главный алкалоид в составе зерна кофе. Количество вещества в сухом остатке достигает 2,5% от общей массы. Для сильнодействующего соединения доля внушительная, поэтому натуральные кофейные напитки лидируют среди кофеинсодержащих продуктов.
Кофеин относят к классу психостимуляторов, благодаря способности стимулировать работу центральной нервной системы, ускорять проведение нервных импульсов при одновременной блокаде рецепторов расслабления.
Основные эффекты кофеина:
Кофе в зернах с кофеином стимулирует деятельность системы сердца и сосудов, вызывает увеличением частоты сердечных сокращений, спазмирует сосуды и провоцирует рост показателей артериального давления.
Эффекты носят временный характер, но при наличии заболеваний сердца, сосудов, нервной системы возрастает вероятность негативных последствий. Не рекомендуется пить кофе в больших дозах, превышающих две чашки напитка в день.
При злоупотреблении кофейными напитками возможно формирование зависимости, проявляющейся повышенной раздражительностью, агрессией и другими поведенческими расстройствами.
Иногда, выпив чашку кофе, вместо ожидаемого бодрящего действия ощущается сонливость. Возникает вопрос: что содержится в кофе кроме кофеина, наделенное иными свойствами.
Алкалоид теобромин локализуется в центральной части кофейного зерна и действует противоположно кофеину. Вещество не стимулирует нервную систему, а оказывает успокаивающее влияние. Соотношение алкалоидов разной направленности определяет конечный эффект от употребления напитка: бодрящий или седативный.
Теофиллин стимулирует дыхательную функцию. Облегчает дыхание, уменьшает выраженность эпизодов одышки. Способствует повышению пульса, стимулирует сердечную деятельность.
Соединение не оказывает столь сильных воздействий на организм человека, но именно тригонеллин наделяет напиток неповторимыми вкусовыми качествами. В ходе обжарки вещество распадается на ароматические составы, придающие напитку характерный узнаваемый запах.
Соединения ряда танинов обладают вяжущим действием и придают кофе нотки горечи. Натуральные зерна содержат около 8% танинов. Молочные продукты (молоко, сливки) связывают дубильные соединения, лишая напиток горечи. Коричневый оттенок обжаренных зерен обусловлен пигментами, образующимися из танинов в результате интенсивного теплового воздействия.
Состав кофе насыщен органическими кислотами, которых насчитывают более трех десятков. Среди них: лимонная, коричная, щавелевая, яблочная, хинная, кофейная кислоты. Комбинации соединений позволяют использовать кофе в косметологии благодаря способности блокировать УФ-излучение, оказывать пиллинг-эффект, способствующий обновлению кожных покровов.
Хлорогеновые кислоты представляют собой редкие соединения, присутствующие в зеленых кофейных зернах в больших количествах. Вещества образуются в ходе реакций этерификации хинной, коричной, кофейной кислот. Содержание хлорогеновых кислот в сырых зернах достигает 10%.
Соединения оказывают следующие положительные эффекты:
Хлорогеновая кислота – то полезное составляющее, что содержит зеленый кофе в рекордных количествах в сравнении с другими продуктами.
Аминокислоты необходимы для нормального функционирования органов и систем человека. Многие кислоты не синтезируются в организме, восполнить дефицит можно с продуктами питания. Аминокислоты в кофе повышают защитные функции, тонизируют сосуды, регулируют аппетит.
Сахара составляют в среднем 55% от массы кофе. По большей части это олигосахариды со сложной структурой (пектин, целлюлоза, сахароза, арабиногалактан). Простые сахара (глюкоза, фруктоза) обнаруживаются в зернах в меньшем количестве. Обжарка влияет на углеводный набор. Полисахариды распадаются, но моносахара частично восстанавливаются на конечных стадиях процесса, глюкоза карамелизуется.
На растительные белки приходится десятая доля от массы зерна. Липидов содержится немного. При отсутствии добавок во время приготовления и употребления напитка из молотого зерна, в готовом продукте оказывается всего 2 ккал.
В составе кофе обнаружены витаминные соединения и минеральные вещества, оказывающие влияние на ход важнейших процессов в организме человека.
Витамины и минералы в кофе
Вещество | Эффекты |
| Витамины группы В |
|
| Токоферол |
|
| Эргокальферол (витамин D) |
|
| Каротиноиды |
|
| Кальций |
|
| Калий |
|
| Магний |
|
Часть веществ, из которых состоит натуральный продукт, теряется на стадиях переработки, но обжарка зерна позволяет получить ряд новых соединений.
Максимальное число веществ содержится в зеленых зернах. Черный кофе получают методом обжарки зерна. Насыщенность и крепость продукта зависит от степени прожаривания. Чем дольше и интенсивнее воздействие, тем больше соединений претерпевают изменения. Поэтому прожаренные зерна не насыщены всеми веществами, что содержит зеленый кофе.
В условиях повышенной температуры зерна теряют влагу. Процентное содержание воды падает с 11% до 3% от общей массы. Уровень содержания кофеина остается достаточно высоким. Часть органических кислот и витаминных соединений разрушаются. Хлорогеновые кислоты распадаются, их содержание падает на 60 – 70% от сырьевых значений.
Обжарка снижает долю танинов до 1% от общей массы. В процессе танины распадаются с образованием пигментов темного цвета, в результате чего у зерен появляется бурый оттенок и уменьшается терпкость вкуса. Зерна средней обжарки приобретают коричневый цвет.
Кофе сильной итальянской обжарки имеет насыщенный темный цвет благодаря разложению дубильных веществ с образованием красящих соединений. Вкус такого продукта практически лишен характерной терпкости из-за ничтожно малой доли вяжущих соединений.
В ходе термической обработки разрушаются одни вещества, появляются другие. Тригонеллин распадается на ароматические пиридиновые основания с высвобождением молекул никотиновой кислоты. Синтезируется никотинамид, оказывающий антипеллагрический эффект. Никотиновая кислота участвует в регулировании деятельности нервной системы, в обменных процессах, улучшает периферическое кровообращение.
При обжарке зерна образуется кофеоль, который в совокупности с эфирными маслами наделяет кофе неповторимым характерным ароматом. Соединение имеет сложную структуру. Попытки искусственного синтеза не увенчались успехом.
Растворимый кофе приобрел популярность благодаря возможности быстро, без дополнительных приспособлений насладиться кофейным вкусом и ароматом. Готовить напиток из него легче, требуется только горячая вода.
Производство растворимой формы проходит поэтапно методом сублимации или паровой обработки. Паровым способом получают порошковый кофе – дешевый вариант с содержанием кофеина не более 5%. Дополнительной паровой обработкой получают гранулированный кофе. Большая часть веществ разрушается, но доля кофеина остается достаточно весомой.
Сублимированные частицы получают под воздействием низкой температуры. Метод считают прогрессивным, позволяющим сохранить аромат натурального кофе.
В растворимых напитках присутствует не более 15 – 20% натурального кофе. Львиную долю продукта образует ореховый порошок. На стадиях производства дополнительно вводят ароматизаторы, красители, консерванты.
Всего того, из чего состоит оригинальное зерно кофе, в растворимом варианте почти не остается. В сублимированном продукте в малом количестве присутствуют рибофлавин, никотинамид, жирные кислоты, кальций, фосфор.
Из чего состоит кофейное зерно в количественном отношении, зависит от видовой принадлежности.
На рынке представлена продукция двух основных сортов кофе – робуста и арабика. Плоды растений вида робуста представлены в большем количестве, что обусловлено их высокой урожайностью, низкой ценой относительно других сортов, высоким содержанием кофеина.
Арабика отличается меньшей долей кофеина, большим количеством тригонеллина. Последний придает напитку тонкий ароматом и мягкий вкус.
Самым дорогим и ценным считают Coffee Kopi Luwak. Зерна ферментируются в пищеварительном тракте китайского барсука, после чего выходят с экскрементами и подвергаются дальнейшей обработке.
Состав кофейного зерна насыщен различного рода веществами, большая часть из которых способна играть важную биологическую роль. Этапы переработки зерна вносят коррективы в качественное и количественное содержание соединений. Польза оригинального зеленого кофе сводится на «нет» при получении растворимых форм. Напитки из натуральных молотых зерен обладают неповторимым ароматом, характерным вкусом и дарят набор полезных комплексов.
