Товароведная характеристика и экспертиза качества кофе

     Можно предположить, что в Россию кофе «шел» двумя путями: с Востока и с Запада. В начале XVII века Россия вела обширную торговлю со странами Ближнего и Среднего Востока, где кофе в то время уже был распространенным напитком. С Запада же в Россию его ввозили иностранцы. В 1665 году придворный лекарь Самюэль Коллинс прописал царю Алексею Михайловичу рецепт: «Вареное кофе, персиянами и турами, знаемое и обычное после обеда… изрядное есть лекарство против надмений, насморков и главоболений». Распространение кофе шло медленно — мешали религиозные предрассудки. Даже русские цари принимали его только по совету врачей, как лекарство. Решительный шаг в распространении напитка сделал Петр I. Находясь в Голландии, он часто бывал и даже некоторое время жил у амстердамского бургомистра Николая Витсена, известного в то время предпринимателя и кофе-торговца. Там он пристрастился к напитку и по возвращении в Россию ввел в обычай пить кофе на своих ассамблеях. Именно в правления Петра I начинается история распространения кофе в России. Большими любительницами кофе были императрицы Анна Иоанновна и Екатерина Великая. Но до конца XVIII века кофе пили лишь в богатых домах, да и то далеко не во всех.

     В России кофе прижился не сразу, т.к. русский народ относился к напитку с недоверием. Считалось, что кофе был дан самим дьяволом, отсюда следовали поговорки вроде: «Чай проклят на трех соборах, а кофе на семи», «Кто пьет чай, отчаивается от Бога, кто пьет кофе — налагает ков на Христа». Причиной такого отношения, являлись реформы Петра 1. Европейские новшества шли вразрез с многовековым укладом жизни. Поэтому напиток не пришелся по душе, а сам Петр считался, чуть ли не антихристом.

     Эта неприязнь сохранилась вплоть до войны с Наполеоном. Освобождая Европу от французов, русские войска увидели, что европейский народ с удовольствием пьет кофе. После возвращения войск в Россию, кофе завоевало популярность. Повсюду открывались кофейни, кофе подавалось на банкетах, светских приемах и балах. Кофе стало модным. За чашкой этого напитка люди обсуждали новости. Восхваляли кофе и в газетах.

      Растворимый кофе гораздо старше, чем может показаться. Он появился на свет в 1901 г., когда американский изобретатель японского происхождения Сатори Като адаптировал изобретенную им технологию растворимого чая для кофе. Заказчиком выступала американская компания.

В 1903 г. Людвиг Роселиус (Ludwig Roselius) разработал процесс декофеинизации.

     В 1906 г. английский химик Джордж Констант Вашингтон (George Constant Washington), живший в Гватемале, разработал первый растворимый кофе, пригодный к массовому выпуску. В 1909 г. он вывел на рынок «Red E Coffee» — первый коммерчески выпускаемый растворимый кофе.

     В 1938 появилась первая действительно широко распространенная марка растворимого кофе — Nescafe, как результат совместных усилий фирмы Nestle и бразильского правительства, решавших проблему излишков кофе. Продукт быстро набрал популярность в США после Второй мировой войны и затем распространился по всему миру. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.2 Химический состав, пищевая ценность  кофе 

     Кофе  имеет сложный химический состав. Он содержит примерно две тысячи химических веществ, которые в совокупности определяют его отличительный аромат и вкус.

     Сырое кофейное зерно содержит жиры, белки, воду, минеральные соли, микотоксины, различные водорастворимые и нерастворимые вещества. Обжаренные кофейные зерна теряют большую часть воды (ее содержание уменьшается с 11% до 3%), а их химический состав изменяется в зависимости от степени и продолжительности обжарки. Он представляет собой широкий диапазон компонентов.

     Сырые кофейные зерна, в расчете на сухое  вещество, содержат 32-36% экстрактивных  веществ (алкалоиды, белки, фенольные  соединения, моно- и дисахариды, липиды, органические кислоты, аминокислоты, минеральные элементы и некоторые другие вещества, содержащиеся в небольших количествах). В состав сухого вещества сырого кофе входят следующие основные компоненты: такие алкалоиды, как кофеин – 0,7-2,5% (до 3,2 в робусте).

Кофеин (C8H10N4O2) - важнейший алкалоид кофейных зерен, известный под названием 2,6-диокси-1,3,7-триметилпурин, или 1,3,7-триметилксантин:

                                                                                                             Рис.2

     Это вещество без цвета и запаха, в  одном растворе дает горький привкус. Кофеин кристаллизуется из водных растворов  в виде кристаллогидрата, имеющего форму хрупких шелковистых игл. Безводный кофеин плавится при 236,5ºC, при осторожном нагревании может возгоняться. Он легко растворяется в хлороформе, метиленхлориде, ди- и трихлорэтилене. Водные растворы кофеина имеют нейтральную реакцию, с кислотами он образует соли. Кофеин в сыром кофе находится в свободном и связанном с хлорогеновокислым калием состояниях.

     Различные виды кофе характеризуются следующим  содержанием кофеина (% в пересчете  на сухое вещество):

Аравийский - 0,6-1,2 
Робуста - 1,8-3 
Либерийский                                         -                                            1,2-1,5.

     Содержание  Кофеина в зернах играет очень важную роль, при оценке количества кофеина в зернах в значительной степени изменяется в зависимости от сорта кофе. Из алкалоидов, помимо кофеина, в зернах сырого кофе находится тригонеллин в количестве 0,24 – 1,2 % , не обладающий физиологической активностью. Тригонеллин (C7H7O2N), или метилбетаинникотиновая кислота, в растениях образуется путем метиллирования никотиновой кислоты. Этот алкалоид в относительно большом количестве содержится в сортах кофе вида Арабика (1-1,2%). В сортах вида Каниформа (Робуста) его несколько меньше (0,6-0,74%), а в сортах вида Либерика - всего 0,2-0,3%. Тригонеллин хорошо растворяется в воде, но термически нестабилен. При обработке кофеных зерен легко превращается в никотиновую кислоту (витамин РР), поэтому его считают основным предшественником образования никотиновой кислоты в кофейных зернах. Помимо этого, найдены теобромин и теофиллин.

     Наличие белковых веществ специфично для ботанического вида и отдельных сортов кофе. Их содержание может колебаться от 9 до 19,2 %.

     Хлорогеновые  кислоты составляют основную часть  фенольных соединений. Хлорогеновые кислоты представляют собой моно- и диэфиры коричной и хинной кислот. В кофейных зернах обнаружены также эфиры хинной кислоты с кофейной и феруловой кислотами.

     Хлорогеновая кислота. В кристаллическом виде она была впервые выделена из кофейных зерен Гортером. Ее структура была установлена как кофеил-3-хинная кислота. Хлорогеновые кислоты включают в себя около 10 соединений, содержащихся в кофе, а подобные им соединения обнаружены и в других соединениях.

     Изохлорогеновая кислота. Фактически является смесью дикофеилхинной кислоты. Она состоит в основном из трех фракций дикофеилхинной кислоты и существует в виде ее изомеров.

     Зерна сырого кофе содержат примерно 7-10% хлорогеновых кислот. В кофе вида Канифора (Робуста) концентрация их больше (9-11%), чем в  кофе вида Арабика (5,5-8%). Основную долю хлорогеновых кислот составляют кофеилхинные кислоты (хлорогенвая и нехлорогеновая). Так, в кофе вида Арабика их содержание 5,5-7%, а вида Канифора - 8-9%. Затем следуют дикофеилхинные кислоты (изохлоргеновые кислоты): в кофе вида Арабика их 0,5-0,6%, вида Канифора - 1,4-1,7%. В меньшем количестве в кофе содержится ферулоилхинная кислота: в кофе вида Арабика - 0,2-0,25%, вида Канифора - 0,6-1,2%.

     Во  время обжаривания содержание хлорогеновой кислоты в кофейных зернах резко  снижается - на 65-67%, криптолорогеновой - в 2 раза, изохлорогеновой - в 2,5-3 раза. Снижение содержания хлорогеновых кислот происходит за счет их теплового разрушения (заметно возрастает доля кофейной и хинной кислот) и участия в реакциях с аминокислотами, белками с образованием темноокрашенных продуктов. Роль хлорогеновых кислот в формировании цвета кофе во время обжаривания очевидна.

     В сырых зернах кофе содержание таннина  варьируется в широких пределах - от 3,6 до 7,7%. В процессе обжаривания (особенно при температуре 175-205°С) количество таннина резко уменьшается и в готовом продукте его остается 0,5-1,0%. Это весьма лабильный компонент кофе, который интенсивно окисляется за 5-8 минут тепловой обработки при температуре 80-125°C. На этой стадии активно действует полифенолоксидаза, которая способствует окислению таннина. В дальнейшем протекает неферментативное превращение таннина, в результате которого образуются продукты вторичного превращения - темноокрашенные пигменты. Снижение содержания таннина во время обжаривания не считается отрицательным фактором, так как способствует формированию вкуса и цвета кофе. Однако при чрезмерном нагревании танин полностью разлагается. Пустой или плоский вкус обжаренного кофе иногда можно частично объяснить исчезновением таннина. Поэтому, учитывая разложение и хлорогеновой кислоты, важно в готовом продукте сохранить хотя бы часть фенольных соединений. Следует упомянуть очень сложное по составу вещество - кафеоль. Включая в себя почти две с половиной сотни компонентов, оно является носителем характерного кофейного аромата.

     В процессе обжаривания происходят глубокие изменения в составе углеводного комплекса кофе. Например, сахароза, являющаяся основным компонентом этого комплекса, практически полностью исчезает (ее остается 0,56%). В начале обжаривания также резко падает содержание моносахаридов, но к концу процесса оно существенно возрастает: 1,25% глюкозы, 1,1% фруктозы, 0,15% арабинозы и 0,1% галактозы. Колебания в составе и количестве моносахаров в кофе при его тепловой обработке, объясняются расходом некоторой их части на процессы карамелизации и меланоидинообразования (в начальной и средней стадиях обжаривания). А затем, при достижении температуры 205-220°C, увеличением их концентрации за счет гидролиза клетчатки, пентозанов и других полисахаридов.

     С использованием метода газовой хроматографии изучались химические изменения, происходящие с маннитом и шестью сахаристыми веществами (сахароза, глюкоза, фруктоза, манноза, арабиноза и галактоза) в процессе обжаривания и последующей экстракции зерен зеленого кофе Арабика и Робуста из Бразилии. Показано, что обжаривание приводит к разложению 46% маннита, 98% сахарозы, 94% глюкозы, 88% фруктозы и 82% маннозы, в то время как содержание арабинозы увеличивается в 9 раз. В процессе последующей экстракции в продукте остается 100% маннита и 91% сахарозы, содержание глюкозы, фруктозы, маннозы и арабинозы увеличивается в 16-71 раз. Отмечено, что вся галактоза растворимого кофе образуется на стадии экстракции.

     Из органических кислот в сырых кофейных зернах обнаружены: лимонная, яблочная, малеиновая, уксусная и щавелевая. Причем для разных видов и сортов их состав и содержание различны. Кислотность сырого кофе различных ботанических видов и сортов изменяется от 2,4 до 4°T. При длительном (3-5 лет) хранении сырого кофе в нормальных условиях кислотность возрастает незначительно.

     Содержание  свободных жирных кислот в сырых  кофейных зернах высших сортов составляет 0,5-3%, в зернах более низкого качества - до 20%. Преобладающими являются линолевая, пальмитиновая и олеиновая кислоты.

     Сырые кофейные зерна содержат минеральные вещества. С помощью атомно-абсорбционной спектрофотометрии в зернах кофе определен количественный состав минеральных веществ (мг %):

калий - 1712-1750

магний - 142-176

кальций - 76-120

натрий - 2,3-17

железо - 2,1-10

марганец - 1,1-9,8

рубидий - 0,6-4,2

цинк - 0,5-3,2

медь - 0,6-2,3

стронций - 0,4-1,3

а также  следы хрома, ванадия, бария, никеля, кобальта, свинца, молибдена, титана и  кадмия.

     Содержание  отдельных минеральных элементов  зависит от сорта кофе, района произрастания, способа обработки, вида вносимых в почву минеральных удобрений, а также применяемых средств защиты растений. Определенной зависимости между количеством минеральных веществ и качеством напитка из кофе не существует. Однако считается, что содержание цинка, марганца и рубидия в сырых зернах обусловливает лучшие свойства готового кофе.

     В сырых кофейных зернах содержание минеральных  веществ составляет 3-4,5%. Преобладающим  элементом является калий (около  половины), затем следуют магний и кальций (примерно в 10 раз меньше), натрий, железо, марганец и др. Считается, что повышенное содержание цинка, марганца и рубидия способствует улучшению свойств напитка. Например, описано применение атомно-эмиссионной спектроскопии с индукционной плазмой для исследования кинетики водной экстракции калия, магния, марганца и фосфора из образцов кофе.

     Во  время обжаривания кофе содержание минеральных веществ повышается до 5-7%, что связано с большими потерями сухого вещества.

     В обжаренном кофе идентифицировано более 350 ароматических веществ. Общее содержание ароматических веществ в жареном кофе 0,055 – 1,5 %, оно зависит от вида сырья, режимов обжарки и охлаждения, способа упаковки и условий хранения, но жареный кофе быстро теряет аромат.