Что и в каких количествах содержится в кофе

Кофе активно изучается на протяжении последних пятидесяти лет. За это время ученые обнаружили в зернах более тысячи компонентов органического и неорганического происхождения, которые влияют на работу практически всех систем организма. Интересно, что состав кофе кардинально меняется в процессе обжарки – одни вещества распадаются, а на их месте образуются другие. Пока удалось подробно описать далеко не все соединения, хотя рад компонентов исследован достаточно хорошо.

Химический состав кофе

Основной компонент напитка – кофеин. Алкалоид с горьким вкусом растения продуцируют для защиты от вредителей. Он содержится не только в кофейных ягодах, но и в чае, какао-бобах, гуаране. Вещество тормозит работу рецепторов, вырабатывающих гормон сна аденозин, поэтому напиток прогоняет усталость и повышает работоспособность.

Менее известный алкалоид – тригонеллин, в зернах арабики его содержится около 1%. При нагревании вещество распадается на воду, углекислый газ и пиридины – соединения с сильным ароматом. Побочный продукт процесса – никотиновая кислота (витамин В3). Его концентрация зависит от степени температурной обработки и может возрастать до десяти раз от начального показателя.

Состав кофе во многом определяется сортом, условиями выращивания и степенью обжарки, которая приводит к появлению в зернах новых веществ.

Кроме алкалоидов, в кофе входят:

• белки;
• углеводы;
• жиры;
• фенолы;
• органические кислоты;
• витамины и минералы.

Вкус и аромат напитку придают летучие соединения, которые разрушаются под воздействием кислорода, поэтому правильно хранить кофе в закрытой посуде во избежание потери его качества.

Белки, жиры и углеводы

Более половины веществ, содержащихся в кофе – углеводы. Именно они отвечают за тело напитка, придают ему плотность и образуют пышную пенку. В зернах арабики до 9% сахарозы, в робусте этот показатель ниже и составляет 3-7%.

Во время температурной обработки большая часть сахара теряется. Но именно благодаря сахару при обжарке в зернах запускается химическая реакция, которая приводит к образованию большого количества органических кислот, формирующих итоговый вкус напитка. Показатель кислотности играет важную роль в оценке качества того или иного сорта арабики или робусты.

Белки в кофе находятся в свободном или связанном виде, их 10-13% от общего состава зеленых зерен. Концентрация зависит от сорта, условий выращивания и способа обработки ягод. Во время нагревания белковые соединения связываются с углеводами, в результате появляется множество новых веществ, влияющих на аромат.

К ним относятся:

• фураны – отвечают за естественную сладость напитка;
• альдегиды и кетоны – придают маслянистость и легкие зерновые оттенки, напоминающие попкорн;
• пиразины – вносят ореховые тона.

В общей сложности образуется несколько сотен ароматических соединений, формирующих насыщенный букет напитка. Процесс начинается при нагревании зерна до 150 °С и носит название реакции Майяра, по имени впервые изучившего ее французского ученого.

Одно из побочных действий этой реакции – изменение цвета. Коричневые оттенки кофе придают меланоидины, которые появляются при высоких температурах. Эти вещества были открыты сравнительно недавно и активно изучаются на протяжении последнего десятилетия. Ученые сделали вывод, что большинство меланоидинов обладает мощными антиоксидантными свойствами.

Жиры в кофе – это липиды растительного происхождения. Их содержание зависит от сорта и степени обжарки. В арабике присутствует до 18% жирных кислот, содержание в робусте составляет 13%. Под действием высокой температуры структура веществ меняется, они принимают участие в формировании аромата и придают зернам характерный блеск.

Витамины и минералы

Во время обжарки кофе активно образуются витамины группы В, которые играют большую роль в обменных процессах, стимулируют регенерацию тканей и поддерживают деятельность нервной системы.

В состав кофе входят витамины:

• А – принимает участие в процессах роста;
• D – способствует усвоению питательных веществ кишечником;
• Е – укрепляет иммунитет.

Зерна содержат калий и магний, которые способствуют выработке инсулина и положительно влияют на процесс усвоения организмом глюкозы.

Фенольные соединения в кофе обладают мощными антиоксидантными свойствами. 12% сухой массы зеленых зерен – это хлорогеновые кислоты, которые придают напитку горьковатый вкус. Вещества адсорбируются в тонком кишечнике и благотворно влияют на процесс пищеварения в целом. Кроме того, фенолы защищают клетки от воспаления, препятствуя окислительным процессам.

Состав растворимого кофе

Первый этап изготовления растворимого кофе одинаков для всех его видов заключается в обжаривании и измельчении зерен, которые в дальнейшем обрабатывают горячей водой. Полученный таким образом экстракт затем сушат различными способами: с помощью заморозки или горячего воздуха.

Как правило, растворимый напиток содержат меньше кофеина, чем зерновые сорта.

В производстве часто используются поврежденные зерна, которые не годятся в продажу. В процессе экстракции теряются летучие вещества, отвечающие за аромат. Компании-изготовители стараются исправить положение, добавляя кофейное масло и вкусовые добавки. В результате состав такого напитка отличается от натурального в худшую сторону.

Однозначного мнения о пользе или вреде кофе для здоровья на сегодняшний день нет. С одной стороны это эффективный тонизирующий напиток, но привносит ли он своей энергии, или вызывает трату организмом энергетических резервов пока не ясно. В остальном его воздействие на организм человека столь разнообразно, что разбирать необходимо каждый конкретный случай. Одно точно – среди пищевых продуктов это одно из самых древних и неоднозначных.

История напитка

Происхождение черного кофе своими корнями уходит в историю Йеменской республики, которая находится на юге Аравийского полуострова в Юго-Западной Азии. История этого древнейшего государства начинается в 4 веке до нашей эры. Кем и когда в этот период были открыты тонизирующие свойства кофеина, точно определить не представляется возможным.
Самые ранние из древних свидетельств о его употреблении относятся к пятнадцатому веку. Они были найдены в йеменских суфийских монастырях. Предположительно в начале шестнадцатого века, одно из кочевых племён с Аравийского полуострова — Оромо — пересекло Баб-эль-Мандебский пролив, который разделяет Красное море и Аденский залив, попало в Эфиопию и привезло с собой удивительные черные зерна. Примерно в это же время оно становится известно в Египте, и дальше распространяется по всему Ближнему и Среднему Востоку, становится популярным в Индии. 
В начале семнадцатого века Венеция отправила в Египет посольство. Египтяне предложили послам чёрное горячее угощение, которое всем очень понравилось. И вскоре в Венеции открылись первые в Европе кофейни.
Поначалу, и вплоть до 1200 года, кофейные ядра сушили и делали из них кофейный отвар. Затем стали предварительно обжаривать на углях и засыпать в кипящую воду примерно на полчаса. Первыми, кто стал делать это на открытом огне, были турки в пятнадцатом веке. Они же изобрели далла, которая позднее стала туркой. Отвар из обжаренных зерен турки называли «кахва». Спустя всего два века именно это название трансформировалось в привычное для нас «кофе».

Химический состав и калорийность

Химический состав и калорийность зависят от множества факторов: о каком сорте идёт речь, растворимый он или натуральный, горький или сладкий, добавляется ли в него молоко, сливки или, что-то другое.

Обжарка настолько тонкий процесс, что почти невозможно обжарить зерна из разных партий одинаково. Во время обжарки образуется много новых химических соединений, которые влияют на вкус и калорийность. Поэтому были приняты усредненные химический состав и калорийность для всех сортов.

Натуральный содержит в своём составе:

1. Минералы: натрий, калий, железо, фосфор, магний и калий.
2.  Кофеин.
3.  Ди- и моносахара.
4.  Витамины РР, РР (ниациновый эквивалент), Е, В1 (тиамин) и В2 (рибофлавин).
5.  Насыщенные жирные и органические кислоты.
6.  Алкалоиды.
7.  Фенольные соединения.
8.  Липиды.
9.  Белки, жиры, углеводы, зола.
10.  Энергетическая ценность натурального кофе составляет 331ккал на 100 грамм зерен. Тогда, как у растворимого этот показатель всего 118,7 ккал на 100 грамм продукта.

Растворимый чаще всего изготавливается без применения натуральных ядер и только передаёт их вкус. В его состав входят:

• Витамины: РР, РР (ниациновый эквивалент), В2 (рибофлавин).
• Белки, жиры, углеводы, зола.
• Минералы: железо, фосфор, натрий и кальций.
• Кофеин.

Как кофе влияет на организм

Кофейные отвары очень разнообразны по своему составу и химическим свойствам. А их влияние на организм человека также различно и зависит от многих факторов: вида кофейного дерева, его сорта, обжарки, помола и способа приготовления. Общим для большинства кофейных отваров является их сильное бодрящее воздействие на организм и иммунную систему.

Вред от кофе

При умеренном употреблении натурального продукта вреда для организма человека выявлено не было. Не рекомендуется его употребление при заболеваниях пищеварительной системы, поскольку оно повышает кислотность желудочного сока. При беременности и кормлении грудью употребление кофейных продуктов вовсе противопоказано.
Одно из самых негативных свойств бодрящих ядер заключается в их способности вызывать привыкание. Зависимость возникает постепенно и приводит к повышению суточной дозы. При передозировке или без периодического получения дозы, когда зависимость уже развилась, человек начинает чувствовать: апатию, раздражительность, ослабление, сонливость, тошноту, головную боль, шум в ушах, боли в мышцах.
Систематического употребление приводит к перевозбуждению и износу нервной системы. Постоянная чрезмерная нагрузка на неё приводит к истощению нервных клеток и нарушает слаженность работы всех органов и систем. Длительное перевозбуждение коры головного мозга повышает риск психозов, паранойи, немотивированных вспышек агрессии и эпилепсии.
Кофеин стимулирует работу сердца и заставляет его быстрее сокращаться, что приводит к повышению артериального давления. И хоть эффект этот кратковременный, частое употребление напитка значительно повышает риск развития ишемической болезни сердца и артериальной гипертензии. Напиток, приготовленный методом заваривания более вреден для сердца, чем приготовленный в турке.
Злоупотребление им приводит к нарушению усвоения организмом: магния, натрия, кальция, калия, витаминов В1 и В6. Нехватка микроэлементов приводит к возникновению остеопороза, порче зубов, вызывает боли в спине и шеи. Недостаток магния, витаминов В1 и В6 ведет к нарушению кровоснабжения всего организма. К симптомам нехватки магния и витаминов относятся: нарушение сердечного ритма, раздражительность и головные боли.
Беременным женщинам кофеин противопоказан из-за своей способности стимулировать выработку надпочечниками гормонов кортизола и адреналина. Повышение их уровня приводит к гормональному дисбалансу и снижению гормона прогестерона, который необходим для благополучного окончания беременности. Употребление кофеиносодержащих продуктов во время беременности может привести к таким нарушениям развития плода, как поздний рост зубов, задержка в развитии, врожденная кофеиновая зависимость, сердечнососудистые патологии.
Повышенное содержание в крови гормона кортизола нарушает работу щитовидной железы, замедляет обмен веществ, снижает иммунитет и приводит к накоплению организмом жиров. Нарушение усвоения организмом человека микроэлементов, витаминов и гормональный дисбаланс приводят к сухости кожи, ломкости ногтей и выпадению волос.

Польза кофе

В чем основная польза для организма человека:

1.  Не редко это является простым и доступным способом справиться с сонливостью, когда особо необходимо: за рулем, при напряженном рабочем ритме, во время подготовки к экзаменам.
2.  Присутствие в рационе кофеина снижает риск заболевания Паркинсоном.
3.  Исследования показали, что люди, употребляющие кофеин, реже подвержены онкологическим заболеваниям.
4.  Кофеин стимулирует работу желчного пузыря, вызывает повышенную выработку желчи и защищает печень от цирроза.
5.  Для путешественников и туристов пара чашек напитка в день поможет быстрее акклиматизироваться на новом месте.
6.  Человек, больной гипотонией, может употреблять кофеин для быстрого повышения артериального давления.
7.  Среди людей, которые употребляют бодрящий напиток на протяжении всей жизни, ниже уровень заболеваемостью Альцгеймером.
8.  Кофейные напитки обладают мочегонным эффектом. Это помогает нормализовать обмен веществ и ускорить выведение с мочой вредных соединений.
9.  Вне зависимости от наличия кофеина, кофе предотвращает заболевание сахарным диабетом второго типа.
10.  Так же его употребление помогает от мигрени и менструальных болей.

Дневная норма

Поскольку кофе можно приготовить различным по крепости, когда говорят, какая у него норма потребления, речь идёт в первую очередь о норме кофеина. Что бы ни навредить своему здоровью, рекомендуется не употреблять больше 100-200 мг кофеина за один раз. А в течение дня таких приёмов может быть не более двух или трёх.

 Виды и сорта кофе

Прежде чем говорить о видах и сортах необходимо уточнить, что из всего многообразия выделяют четыре основных вида кофейных деревьев: арабику, робусту, либерику и эксельзу. Сорта же, полученные селекционным путем, это гибриды разных видов кофейных деревьев с присущими только им уникальными свойствами.

Арабика

Это основной и древнейший вид кофейного дерева, которое широко распространено в Африке. Арабика имеет много подвидов, культивированных человеком. Была завезена и успешно прижилась в Индии, Азии, Центральной и Южной Америке.

Арабика это самый популярный и культивируемый сорт в мире. Около 60% всех кофейных плантаций это арабика. В основном выращивается в тропических странах.

Робуста

Кофе конголезский или Робуста. Ещё один древнейший вид кофейных деревьев, соперничающий по популярности с арабикой. Родиной робуста также считается Африка. Его отличительная особенность в том, что это дерево менее прихотливо, чем арабика и может вызревать там, где арабика не приживается.

Сорт более устойчив к болезням и холодам, чем арабика и даёт больше урожая. Однако в мировых объемах выращивания он занимает всего около 20% от всех насаждений.

Виды помола кофе

Всего существует три основных вида помола: это крупный помол, средний помол и самый мелкий помол. Чем мельче помол, тем аккуратнее необходимо его варить и тем больший букет вкуса будет у готового напитка.

Сроки хранения молотого кофе

Существует несколько видов упаковки, которые значительно влияют на срок хранения:

•  Свежемолотые ядра лучше всего раскрывает свой вкус в готовом напитке, но начинает терять вкусовые свойству уже в первые часы после помола. Максимально он может храниться всего 10-14 дней.
•  Тканевые упаковки с пергаментом с внутренней стороны и четырехслойные бумажные упаковки способны сохранять помол до полугода.
•  Пакеты из плотного картона и бумажные пакеты с внутренним полимерным слоем сохраняют помол до 9 месяцев.
•  Дольше всего помол хранится в керамических или стеклянных банках с герметичной крышкой и в упаковке на основе фольги или алюминиевой пленки.

Топ кофейных напитков

Самые популярные в мире кофейные напитки:

1.  По-ирландски: содержит в своем рецепте немного шотландского или ирландского виски.
2.  Вьетнамский ледяной: разливается в специальные чашки со льдом и сгущенным молоком.
3.  Фраппе: ещё один ледяной напиток, который готовят из растворимого продукта.
4.  Кофейное молоко: это почти, то же самое, что и шоколадное молоко, но с кофейным сиропом вместо сиропа шоколадного.
5.  Марокканский: состоит из эспрессо, какао-порошка и молочной пены.
6.  Эспрессо: крепкий и горький для того, чтобы быстро взбодриться и отправиться по своим делам.
7.  Капучино: готовится из эспрессо, горячего молока и горячей молочной пены.
8.  Фраппучино: смесь капучино и фраппе.
9.  По-турецки: готовится из кофейных ядер слабой обжарки, крупного помола и не процеживается от кофейной гущи, которая оседает на дно чашки с напитком.

Польза и вред кофе с молоком

Благодаря тому, что элементы, содержащиеся в молоке, не вступают в химические реакции с элементами в кофе, количество полезных веществ в таком бодрящем напитке больше, чем в обычном. Молоко добавляет к полезным свойствам следующие пункты:
– замедление старения;
– повышение активности головного мозга;
– препятствование вымыванию кальция и развитию онкологии.
Употребление кофеина с молоком противопоказано при сахарном диабете второго типа, при беременности и кормлении грудью, при мочекаменной болезни и заболеваниях сердца.

Кофе с лимоном

Кофе с лимоном является действенным средством для похудания. А большое количество, содержащейся в лимоне аскорбиновой кислоты нейтрализует действие кофеина, благодаря чему этот напиток можно пить даже гипертоникам. Помимо сжигания жира, напиток притупляет аппетит и заряжает организм бодростью.
Противопоказано при болезнях сердца, сосудов и желудка – о дозировке напитка в этих случаях следует консультироваться у специалиста.

Кофе с корицей

Употребление кофе с корицей хорошо сказывается на пищеварении, его мочегонный эффект помогает организму вывести токсины и очистить печень. Также этот напиток укрепляет иммунитет и снижает подверженность простудным заболеваниям. В совокупности с физическими упражнениями сжигает лишние жиры.

Кофе без кофеина

Открытие учёными вредных свойств кофеина огорчило многих заядлых его любителей. Но кофейные компании нашли выход и предложили потребителю «декаф» – сорта без кофеина. Безкофеиновыми эти сорта называются условно – кофеин в них все же содержится, но в небольшом количестве.

Существует несколько способов декофеинизации:

1.  Прямой метод – это первая изобретенная технология декофеинизации. Ещё этот метод называется «европейским». Суть метода в том, что зерна смачивают в горячей воде и погружают в растворитель (метиленхлорид или этилацетат), где происходит частичное разрушение кофеина. После чего, их промывают и высушивают. Основной минус методики в том, что полностью растворитель не вымывается и остается в микродозах.
2.  Швейцарский метод – разработан он был ещё в далеком 1979 году и на сегодняшний день остаётся самым эффективным методом, способным убрать до 99,9% всего кофеина. Методика заключается в том, что зерна заливают водой и отстаивают длительное время. В процессе отстаивания большая часть ароматических масел и алкалоидов переходят в воду. На втором этапе вода проходит очистку через фильтр, который удерживает кофеин и возвращается к зернам. Так весь процесс очистки повторяется несколько раз.
3.  Непрямой метод – похож по своему принципу на прямой метод, но с тем отличием, что процедура замачивания продолжается немного дольше и на втором этапе очистки применяются более слабые растворители. Так зерна лучше сохраняют вкус и полезные свойства. Метод немного дороже прямого, но и качество конечного продукта получается заметно выше.
4.  СО2 экстракция – по качеству конечного продукта метод сравним со швейцарским. На первом этапе очистки зерна обрабатываются паром для размягчения продукта. А после их отправляют в специальную камеру, где он под давлением промывают газом СО2. Углекислота вымывает из них только кофеин и оставляет ароматические масла нетронутыми. После очистки не остаётся посторонних примесей и химикатов.

Зеленый кофе

Зелеными называют не обжаренные ядра сортов Арабика и Робуста. Внешне они оливкового цвета. Свой классический цвет от тёмно-коричневого до чёрного зерна приобретают в процессе обжарки. Хороший зеленый кофе не должен иметь следов плесени, пятен и посторонних запахов.
Этот экзотический для нас продукт пользуется особой любовью бразильских ценителей. Немаловажной причиной такой популярности является возможность самостоятельной обжарки, что позволяет значительно влиять на вкусовые качества конечного отвара, и делает приготовление ещё более сложным и разнообразным процессом.
Не секрет, что при термической обработке любого продукта, часть его полезного состава теряется. Поэтому, среди всех сортов, в зеленом самое высокое содержание витаминов, антиоксидантов и других полезных веществ. При этом, это самый экологичный из всех сортов – для его выращивания требуется чистая почва без химических удобрений и пестицидов.

С кардамоном

Приготовить кофе с кардамоном немного сложнее, чем сварить обычный. Если переборщить с содержанием в напитке приправы, то передозировка грозит обернуться диареей и обезвоживанием организма. В остальном добавление кардамона придаёт ряд полезных свойств и позволяет добиться высокого разнообразия вкусовых качеств.

Правила приготовления кофе

Молоть зерна надо перед самым их приготовлением. После помола они быстро теряет свой аромат. Поэтому настоящему ценителю не помешает иметь дома кофемолку, чтобы не молоть сразу при покупке. Молоть можно по-разному: крупный помол подходит для приготовления в кофе-машине, а самый мелкий помол рекомендуется для приготовления в турке.
Также большое влияние на вкус оказывает обжарка. Во время обжарки ядра меняют свой цвет, объем и химический состав. Обычно выделяют 4 основные степени обжарки: от не обжаренного зеленого, до классического черного.
На сегодняшний день популярны два основных способа приготовления – в кофеварке (или в специальной машине) и приготовление в турке. Кофеварка это больше офисный атрибут для быстрого приготовления в перерывах между работой. Если точно следовать инструкции, в кофеварке можно приготовить все вполне вкусно. Но гурманы считаю, что нет способа лучше раскрыть весь вкус, чем приготовить его в турке.