Пищевая ценность и химический состав кофе

Сырые кофейные зерна, в расчете на сухое вещество, содержат 32−36% экстрактивных веществ, стабильно сохраняющихся в течение 7 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; пентозы — 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 (C8H10N4О2), 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 роб уста может накапливать до 3,2% кофеина. В процессе хранения кофе содержание кофеина в зернах практически не изменяется, а при обжаривании увеличивается.

Наряду с кофеином в зернах сырого кофе из алкалоидов также находится не обладающий физиологической активностью тригонеллин (C7H7N02 — 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 теофиллин (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 роб уста, 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 терпеновых эфиров. На долю ненасыщенных жирных кислот в кофейном масле приходится более половины — 51,9−57,3%, в том числе преобладает лизоловая 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, гетеро полисахаридами 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 робости присутствует 3,3−4,1%. В процессе хранения сырого кофе содержание Сахаров снижается незначительно.

Гетеро полисахариды кофе представлены галактозами, манна нами, глюкозами и араба нами. В состав полисахаридов зеленого кофе arabica входят арабиноза — 1,8%, галактоза — 9,3%, моноза — 20,8%, глюкоза — 6,8%. В то же время в жареном кофе и в экстракте данные сахара и гетеро полисахариды присутствуют в следовых количествах (0,3% - глюкозы, 0,16−0,05% - фруктозы, 0−0,26% - монозы и 0,02−0,3% - глюкозы и сахарозы). Таким образом, при высокотемпературной 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 роб уста, но к обеднению вкуса кофейных напитков из высших сортов арабики. Для кофе характерно значительное содержание кофе дубильной кислоты (4−11% сухой массы), представляющей собой смесь хлорогеновой, кофеиновой (С32Н39О19). Кефалевой (С34Н54О15) кислот и других соединений.

Титруемая кислотность, составляющая в зависимости от сорта кофе 10,8−17,8°, является одним из наиболее стабильно сохраняющихся показателей. По мере хранения кофе уровень титруемой кислотности возрастает незначительно (за 7 лет на 0,3−1,10), что свидетельствует о замедленном протекании гидролитических и окислительных процессов.

Минеральные вещества. Сырые кофейные зерна содержат 3−4,5% минеральных веществ. Состав и содержание основных элементов минеральных веществ (в мг на 100 г.): калий 1712−1750, магний 142−176, кальций 76−120, натрий 2,3−17, железо 2,1−10,0, марганец 1,1−9,8, рубидий 0,6−4,2, цинк 0,5−3,2, медь 0,6−2,3 и стронций 0,4−1,3, также обнаружены следы хрома, ванадия, бария, никеля, кобальта, свинца, молибдена, титана и кадмия.

Содержание отдельных минеральных элементов меняется в зависимости от сорта кофе, места произрастания, способа обработки, вида вносимых в почву минеральных удобрений, а также от применяемых средств защиты растений. Считается, что содержание цинка, марганца и рубидия в сырых зернах кофе обусловливает лучшие свойства напитка.

Витамины. В кофейных зернах обнаружены тиамин (В,), рибофлавин (В"), пантотеновая кислота (В"), никотиновая кислота (РР), пиридоксин (В:), витамин. В" (циан кобаламин) и токоферол (Е).

Ферменты. Сырой кофе, поступающий на промышленную переработку, — биологически активный продукт, в котором локализованы ферментные системы почти всех классов: оксидоредуктазы, гидролазы, трансферы и изомеры, играющие важную роль в биохимических и физико-химических процессах при хранении и обжарке зерна кофе.

Химический состав кофе свидетельствует о том, что он не только вкусовой продукт, но благодаря содержанию жира, сахара и белковых веществ он обладает и хорошими пищевыми достоинствами. Важное место в химическом составе кофе имеет алкалоид кофеин, который оказывает возбуждающее и стимулирующее действие на организм человека. Энергетическая ценность кофе 119−223 ккал, или 498−933 кдж.