Состав и свойства кофе

Кофейные зерна содержат большое количество сложных органических веществ. В процессе обжаривания они претерпевают значительные изменения. Сырой кофе содержит воду, белки, минеральные соли, водорастворимые вещества (кофеин, тригонеллин, хлорогеновую кислоту, непосредственно редуцированный (инвертный) сахар, сахарозу, водорастворимые белки, водорастворимые минеральные соли) и не растворимые в воде вещества (гемицеллюлозу и целлюлозу). Зерна содержат также кофейное масло, витамины. Исследования подтверждают наличие в кофе нескольких сотен компонентов. Каждому сорту кофе присуща своя особенная комбинация веществ.

Состав жареного кофе зависит не только от его происхождения, но также от степени и продолжительности обжаривания. При обжаривании зерна происходит значительная потеря воды, но в связи с образованием газов увеличивается объем зерен. Потеря в весе составляет 14—23%. Нет единого мнения о том, когда следует считать кофе оптимально обжаренным. В США любят светлый кофе, в Италии и Швеции — очень темный, а французы придерживаются среднего цвета. Изменения цвета объясняются прежде всего карамелизацией Сахаров.

Сахароза, содержащаяся в зернах, превращается под действием тепла в карамелин, придающий коричневую окраску кофейному напитку. Нерастворимые полисахариды частично распадаются на более простые растворимые углеводы.

В процессе обжаривания образуется очень сложное вещество — кофеоль, с которым связан специфический кофейный аромат. В обжаренном кофе его содержание достигает 1,5%.

Наряду с алкалоидами — кофеином и тригонеллином — в кофе есть азотистые вещества: бетаин, холин, аминокислоты.

В зеленых зернах кофеин находится в состоянии двойной соли. При обжарке она распадается и отчасти сублимируется, что объясняет потери веса при обжаривании зерен. Содержание кофеина значительно изменяется в зависимости от сорта кофе и интенсивности его обжарки.

Кофеин относится к группе алкалоидов. Еще в 20-х годах XIX столетия это вещество было выделено в чистом виде из кофейного экстракта. Кофеин имеет вид бесцветных кристалликов с горьковатым вкусом. В конце XIX века исследователи расшифровали структурную формулу кофеина, а в 1897 году немецким физиком Г. Фишером он был синтезирован.

Ряд ученых утверждают, что кофеин появился в кофейных деревьях в процессе эволюции для защиты от вредных насекомых, так как это вещество является природным инсектицидом. Экспериментально установлено, что порошкообразный кофе в значительной степени воздействует на поведение и развитие многих насекомых и их личинок. Большие дозы порошкообразного кофе приводят к их гибели.

В зернах кофе обнаружено более тридцати органических кислот. Особая роль принадлежит хлорогеновой кислоте. Ее содержание колеблется от 4 до 8% в зависимости от сорта. Во время обжаривания теряется от 37 до 58% этой кислоты.

Разлагающаяся хлорогеновая кислота образует целый ряд органических продуктов, придающих кофе характерный, немного вяжущий привкус.

Установлено, что эта кислота подобно кофеину действует на центральную нервную систему, на кровеносную, дыхательную системы, на пищеварение и др.

Некоторые исследования подтвердили, что хлорогеновая кислота стимулирует обмен азота, усиливает построение молекул белка. Ряд ученых сравнивают ее действие с действием половых гормонов.

При обжаривании высокая температура не влияет на содержание кофеина. Он полностью сохраняется, а поскольку масса кофейного зерна при обжаривании уменьшается, процентное содержание кофеина возрастает.

В небольших дозах он возбуждает центральную нервную систему, стимулирует рефлекторную возбудимость спинного мозга, благоприятно действует на дыхательную функцию легких, увеличивает объем дыхательных движений, усиливает работу поперечно-полосатых мышц, тонизирует сердце и повышает жизнедеятельность всех тканей организма. В лечебной практике дозы кофеина составляют от 0,25 г до 1,5 г в сутки.

При варке кофе кофеин практически полностью переходит в напиток. Чашка кофе, приготовленная из б г кофе сорта «Арабика», будет содержать 0,09 г кофеина, а в кофе сорта «Робуста» его 0,15 г.

При использовании 10 г кофе, как это чаще бывает, содержание кофеина соответственно увеличивается на 0,10—0,25 г.

Кофеин содержится не только в кофейных зернах, но и в чайном листе, и в орехах кола. Специалисты считают, что две бутылки тонизирующего напитка «кока-кола», который готовится из этих орехов, по своему действию на организм человека равноценны одной стандартной чашке кофе. Не все знают, что при одинаковой массе чай содержит кофеина вдвое больше, чем кофе. И все-таки в чашке чая обнаруживается примерно вдвое меньше кофеина, чем в точно такой же чашке кофе. Здесь нет противоречия. Дело в том, что для приготовления чая берут совсем небольшое количество чайного листа сравнительно с массой используемого кофе.

Второй алкалоид, содержащийся в кофейных зернах,— тригонеллин. Он не обладает возбуждающими свойствами, но ему принадлежит важная роль в образовании вкуса и запаха обжаренного кофе. Тригонеллин при обжаривании разрушается, а в процессе его разложения образуется значительное количество никотиновой кислоты. Она относится к специфическим противопеллагрическим средствам, улучшает углеводный обмен, обладает сосудорасширяющим действием и положительно влияет на кровоток, а также оказывает детоксикационное действие, улучшает работу печени, стимулирует кроветворную функцию костного мозга, а также регулирует уровень холестерина и липопротеидов.

Суточная потребность взрослого человека в никотиновой кислоте 15 мг. Чашка кофе «эспрессо» содержит 1,67 мг никотиновой кислоты, а кофе, приготовленный в домашних условиях, содержит 1,02 мг.

Уже давно было замечено, что в некоторых странах Южной Америки, где население страдает от постоянного недоедания, пеллагра практически не встречается. Секрет этого, казалось бы, странного обстоятельства заключается в кофейных зернах, содержащих никотиновую кислоту.

Кофейное масло имеет жидкую консистенцию и содержит глицериды пальмитиновой, стеариновой, каприоновой и линоловой кислот. Жирные вещества практически не переходят в приготовленный напиток.

В отношении содержания минеральных веществ чашка кофе также представляет интерес. В 100 мл 5%-го кофейного напитка содержится 136 мг различных минеральных солей, а в 120 мл (т. е. в обычной чашке кофе, приготовленной из 6 г кофе) содержание этих солей увеличивается до 162 мг.

Чашка кофе содержит довольно значительное количество калия, но содержание натрия в арабском кофе — низкое.

Согласно некоторым данным, 1 г кофе в порошке содержит 0,29— 0,32 мг железа и 1,4—1,8 мг фосфора. Чашка кофе (100—120 мл) — приблизительно 2 мг железа.

Кофе содержит и соединения серы, которые в сильно кислой среде, каковой является желудочный сок, превращаются в меркаптаны — токсические соединения.

Эфирные масла образуются в основном при обжаривании кофе и обуславливают его специфический аромат. Они обладают известным антисептическим (противомикробным) действием, что объясняется содержанием в них терпенов и продуктов фенола. Некоторые опыты подтверждают, что они подавляют возбуждающие процессы, но это действие значительно слабее возбуждающего действия кофеина.

В кофе есть также и танины, сложные органические вещества. Они придают кофейному напитку привкус горечи. Молоко и сливки, которые нередко добавляют в кофе, взаимодействуют с танинами и связывают их, тогда кофе частично утрачивает горечь.

Никто не может отрицать, что кофе стал необходимым элементом современной жизни.

Как отмечалось, количество кофеина в кофе составляет в разных сортах от 0,6 до 2,4%. В растворимом кофе, приготовленном из кофейного экстракта, кофеина 4,5—5%, а если для приготовления его используют сорт «Робуста», то его содержание может достичь 7,7%. Если при этом для приготовления напитка берут 1 ч. ложку порошка на стакан воды, то за один прием употребляется 0,19 г кофеина, что практически составляет суточную дозу. Данные статистики подтверждают, что среди самых больших любителей кофе много ученых, писателей, журналистов, вообще людей интеллектуального труда.

Страстному любителю черного крепкого кофе почти так же трудно отказаться от него, как курильщику — от табака. Даже когда причиненный организму вред станет явным, человек не в силах отказаться от чашки кофе. А ведь при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки и при хронических колитах с повышенной желудочной кислотностью, энтероколитах со склонностью к поносам, неврозах, бессоннице, при ряде заболеваний сердечно-сосудистой системы, тиреотоксикозах и некоторых других недугах натуральный кофе противопоказан.

Как же быть в таких случаях? Полностью отказываться от этого вкусного напитка? Не обязательно. В продаже всегда есть ассортимент кофейных смесей, в состав которых натуральный кофе не входит совсем или содержится в небольшом количестве (от 5 до 35%). При составлении таких смесей используют растительные продукты, которые при кипячении с водой дают напиток, напоминающий по вкусу и запаху натуральный кофе. В таком напитке отсутствуют кофеин и кофеоль, которые способны вызывать в больном организме отрицательные последствия. Необходимо упомянуть и о том, что в ряде стран специально выпускают кофе, почти не содержащий кофеина. Этот кофе называют декофеинизированным.