Что содержат сырые и обжаренные кофейные зерна?

Кофейное зернышко – кладезь химических соединений. При обжиге часть из них распадается, образуя сотни новых связей. Под магическим действием тепла рождаются вкус и аромат. Но главное – содержимое чашки обязательно будет полезным! Жизненный цикл кофе начинается с белого ароматного цветка, который после опыления превращается в плод. По мере созревания внутри плода образуются два зерна, сплюснутых с одной стороны. Каждое зернышко – это колоссальный набор экстрактивных веществ, определяющих аромат и благородные вкусовые оттенки напитка. Из чего же формируется этот «набор»? 

крупное кофейное зерно

Биохимия для гурманов: что содержат сырые зерна

Химическая формула содержимого чашки зависит от вида растения, местоположения плантации, типа почвы, способа обработки кофейных плодов и переработки зерен.

Аромат кофе – это уникальная гармония более восьмисот соединений.

Широкая гамма его полезных свойств определяется композицией из еще 1200 составляющих.

Четверть из них – это алкалоиды, органические кислоты, минеральные соли и белки растительного происхождения.

На оставшиеся три четверти массы необжаренного растительного сырья приходятся вода, маслянистые вещества и клетчатка.

Формула утреннего заряда бодрости

Разностороннее влияние кофе практически на все функциональные системы человеческого организма в первую очередь связывают с триметилксантином.

Гурманам это горькое вещество с эмпирическим составом более известно под названием кофеин.

Производная пуриновых оснований, а по совместительству — алкалоид со свойствами стимулятора психики, триметилксантин присутствует в составе кофейных зерен в свободной форме и в виде соединения с хлорогеновой кислотой и калием. Кофеин-хлорогеновая форма преобладает.

Действуя через головной и спинной мозг, кофеин «управляет» настроением и работой почти всех внутренних органов благодаря активизации гормонального синтеза.

C8H10N4O2 

C8H10N4O2 — такова формула триметилксантина – химического эквивалента привычного многим утреннего заряда бодрости.

Концентрация кофеина в зернах наиболее культивируемых сортов кофе довольно существенно отличается. Массовая доля его в сыром сырье арабики ≈1%. А вот зерна кофе низкосортной робусты «накапливают» до 3,2% психостимулирующего алкалоида.

кофе на ветке

Среди прочих алкалоидов также следует выделить теобромин, теофиллин и тригонеллин.

Теофиллин облегчает работу легких, а теобромин – «возбуждает» сердечную мышцу и раздражает почечный эпителий, обусловливая мягкий мочегонный эффект.

А вот тригонеллин физиологической активностью не обладает, зато формирует вкусовые свойства готового напитка.

Жиры, белки и углеводы

Содержание белковых веществ в отдельных сортах кофе колеблется от 9 до 19,2%. Представлены они преимущественно белками и незаменимыми аминокислотами. Участвуя в восстановительных процессах, незаменимые аминокислоты способствуют поддержанию иммунитета. Их содержание в кофе высших сортов достигает 923мг%. В продукции 1-2 сорта аминокислот вдвое меньше.

Углеводы в организме выполняют роль «пищи» для нервных клеток головного мозга. Для кофе же углеводы — сахараза, пентозана, моносахариды и, в особенности, клетчатка – главные «строители» вкуса. Его зерно почти на 50% состоит из углеводов, в процессе обжига превращающихся во вкусовые и ароматические вещества.

Немалую долю (9,4-18%) в структуре сырого растительного сырья занимают жиры и жироподобные вещества. В процессе обжига они частично распадаются на кислоты; другая часть остается в сухом остатке, поэтому в готовом напитке они практически отсутствуют.

Органические кислоты

Из более чем трех десятков органических кислот, среди которых кофейная, яблочная, лимонная, пировиноградная и пр., особый приоритет имеет хлорогеновая кислота.

Малые количества этого эфира кофейной кислоты, образованного сложной «десяткой» активных соединений, содержатся в клубнях картофеля, яблоках, баклажанах, корне цикория и барбарисе.

Но именно в кофе количество хлорогеновой кислоты наибольшее.

Медики ценят ее за мощнейший антиокислительный потенциал и огромную роль в профилактике злокачественных новообразований, за участие в строительстве белка и способность стимулировать обмен азота.

Химики называют ее «младшим братом» кофеина, а кофейные гурманы ценят за огромный «вклад» в формирование аромата и цвета напитка. Вместе с катехином и «горькими» танинами хлорогенова кислота отвечает за его горечь.

В состав кофейного зерна входит до 10% хлорогеновых кислот.

Зерна робусты лидирует по ее содержанию.

зерно кофе

Витамины и минералы

Натрий, фосфор, марганец, железо, стронций, калий и кальций образуют минеральную составляющую кофейных зерен, химический актив которых на 3-5% состоит из минеральных солей.

В состав кофе входят витамины группы В и Е, а также рутин — флавоноид, обладающий витаминной активностью и предотвращающий повышенную ломкость капилляров.

Количество рутина, содержащееся в кофе, покрывает 1/5 суточной потребности в нем.

Вода

Влажность сырья – одна из показателей качества будущего напитка.

Международная организация кофе установила норматив содержания влаги в пределах 12±1%. Однако в зависимости от влажности воздуха в местах хранения и условий транспортировки этот показатель может меняться. Насколько же важно его придерживаться?

Сырое сырье, имеющее капиллярно-пористую коллоидную структуру, достаточно интенсивно поглощает водяные пары.

При влажности воздуха ≈63-65% зерна «набирают» не более 12% влаги и отлично сохраняют органолептические показатели.

С повышением влажности воздуха до 70% сырье приобретает желтоватый оттенок и «залежалые» вкус и аромат.

В еще более сыром помещении в кофе «закрадывается» плесень, — он теряет пригодность.

 сбор кофе
Магия перевоплощений: обжаривание или искусство создания вкуса и цвета

Перед тем, как превратиться в напиток, кофейным зернам предстоит совершить путешествие в цеха термической обработки. Именно там, под магическим воздействием тепла, состав кофе существенно меняется. В процессе обжаривания плоские, овальные зерна «арабики» обретут свой мягкий кисловатый привкус и сильный аромат, а в округлой «робусте» появится пикантная горечь с кислинкой.

Рождение вкуса и аромата

Обжиг дает старт множественным процессам, изменяющим биохимическую составляющую зерна. Продолжительность термического воздействия определяет количество этих изменений, а уже от него зависит вкус и аромат будущего напитка.

Под воздействием температуры общий объем растительного сырья возрастет почти на половину, а масса уменьшится на 18%.

Наиболее активно в процессе обжига ведет себя вода. За счет испарения ее доля снизится с 12% до 3%. Благодаря этому количественные показатели прочих веществ (в пересчете на изменившуюся массу) возрастут.

Следующими в реакцию вступают углеводы. Тепловое воздействие запускает в них деструктивный процесс, завершением которого станет образование карамелина (он то и окрашивает напиток в темные тона), а также кофеоля – сложнейшего соединения, две с половиной сотни составляющих которого и станут «носителями» восхитительного аромата.

Количество хлорогеновой кислоты, содержащееся в не обжаренном сырье, при обжиге сильно снижается. С распадом ее и танинов напиток приобретает вяжущий терпковатый привкус.

Незаменимые аминокислоты при обжаривании вступают в реакцию с сахарами, и, распадаясь практически полностью, также образуют цвет и аромат кофе.

Окончательную гармонию в палитру цветов и аромата будущего напитка вносят терпены и продукты фенола, принимающие при обжаривании форму эфирных масел.

Почему свежезаваренный кофе «шипит» и образует пузырьки? Все дело в углекислом газе. Образуясь в момент обжаривания, он «удерживает» ускользающие ароматические вещества в зернах.

кофейные зерна

Полезные составляющие кофейной чашки

Избавившись от избытка влаги, обжаренное растительное сырье «концентрируют» в себе повышенное количество полезных веществ.

Содержание кофеина в нем остается практически неизменным. Однако из-за потери воды процентная доля алкалоида в обжаренных зернах выше, чем в сырых. Не «улетучивается» он и при приготовлении напитка.

Так, содержание «заряда бодрости» в стандартной чашечке кофе из «арабики» ≈ 0,1 г ; из «робусты» ≈ 0,25 г.

А вот другой представитель пуринового ряда – алкалоид тригонеллин под магическим воздействием температур трансформируется в никотиновую кислоту. Присутствие этого вещества в кофейной чашке обеспечивает защиту печени и сосудов от пагубного воздействия «избыточного» холестерина.

Организму в сутки требуется 15 мг никотиновой кислоты. С порцией кофе домашнего приготовления в него поступает около 1,02 мг, а с чашкой эспрессо чуть больше – 1,67 мг «никотинки».

Со снижением содержания влаги процентная доля минеральной составляющей в обжаренных зернах увеличивается до 7%. Готовый продукт, в среднем, содержит до 5 мг кальция, 9 мг калия, 7 мг фосфора и 2 мг железа.

Как говорилось выше, представленные преимущественно маслянистыми соединениями жиры после термической обработки практически полностью распадаются. Их концентрация в чашке – не более 0,6г. Белков и углеводов в ней тоже мало – по 0,2 мг и 0,1 мг соответственно.

Достигнув изумительного коричневого цвета и восхитительного вкуса, обогащенный полезными соединениями свежеобжаренный кофе поспешит к ценителям.

 

Ссылка на основную публикацию