Кофе вещества состав

Неповторимые вкусовые качества и способность мобилизовать организм в короткие сроки наделили кофе всемирной славой. Уникальный растительный продукт насыщен соединениями различной природы. Химический состав кофе определяет свойства бодрящего напитка, которые отличаются многогранностью и делают его предметом научных дискуссий. Вкус и аромат, польза и вред обусловлены эффектами содержащихся в зернах веществ и продуктов их внутренних реакций.

Что содержат кофейные зерна

Химический состав зернового кофе включает более 1000 соединений органического и неорганического происхождения. Большая часть веществ выполняет биологические роли: оказывают непосредственное действие на организм человека, выступают предшественниками других комплексов, участвуют в ферментативных реакциях.Виды соединений, их относительные количества зависят от сорта кофе, степени зрелости зерна, этапов последующей переработки. Внутренние химические взаимодействия происходят на стадиях производства конечного продукта, приводят к разрушению одних веществ и образованию новых компонентов.

Оригинальные кофейные зерна содержат:

• алкалоиды;
• органические кислоты;
• дубильные вещества;
• аминокислоты;
• углеводы;
• растительные белки;
• липиды;
• витамины;
• микроэлементы;
• макроэлементы.

Каждая группа соединений имеет свое значение. Часто действия компонентов оказываются противоположными, что вносит долю противоречий в мнения об эффектах продукта. Изучение вопроса, что в кофе содержится и в каких пропорциях, продолжается. Проводятся исследования, предпринимаются попытки искусственного синтеза содержащихся в кофе уникальных комплексов.

Алкалоиды

В группу алкалоидов объединяют биологически активные вещества растений, наделенные способностью оказывать влияние на работу органов и систем животных организмов. Это сильнодействующие азотсодержащие комплексы, многие из которых относят к ядовитым соединениям.

Кофеин – главный алкалоид в составе зерна кофе. Количество вещества в сухом остатке достигает 2,5% от общей массы. Для сильнодействующего соединения доля внушительная, поэтому натуральные кофейные напитки лидируют среди кофеинсодержащих продуктов.

Кофеин относят к классу психостимуляторов, благодаря способности стимулировать работу центральной нервной системы, ускорять проведение нервных импульсов при одновременной блокаде рецепторов расслабления.

Основные эффекты кофеина:

• тонизирование организма человека и повышение работоспособности;
• стимулирование работы мышечных волокон;
• ускорение обменных процессов, включая метаболизм жиров и мочевой кислоты;
• повышение скорости реакций на уровне головного мозга.

Кофе в зернах с кофеином стимулирует деятельность системы сердца и сосудов, вызывает увеличением частоты сердечных сокращений, спазмирует сосуды и провоцирует рост показателей артериального давления.

Эффекты носят временный характер, но при наличии заболеваний сердца, сосудов, нервной системы возрастает вероятность негативных последствий. Не рекомендуется пить кофе в больших дозах, превышающих две чашки напитка в день.

При злоупотреблении кофейными напитками возможно формирование зависимости, проявляющейся повышенной раздражительностью, агрессией и другими поведенческими расстройствами.

Иногда, выпив чашку кофе, вместо ожидаемого бодрящего действия ощущается сонливость. Возникает вопрос: что содержится в кофе кроме кофеина, наделенное иными свойствами.

Алкалоид теобромин локализуется в центральной части кофейного зерна и действует противоположно кофеину. Вещество не стимулирует нервную систему, а оказывает успокаивающее влияние. Соотношение алкалоидов разной направленности определяет конечный эффект от употребления напитка: бодрящий или седативный.

Теофиллин стимулирует дыхательную функцию. Облегчает дыхание, уменьшает выраженность эпизодов одышки. Способствует повышению пульса, стимулирует сердечную деятельность.

Соединение не оказывает столь сильных воздействий на организм человека, но именно тригонеллин наделяет напиток неповторимыми вкусовыми качествами. В ходе обжарки вещество распадается на ароматические составы, придающие напитку характерный узнаваемый запах.

Дубильные вещества

Соединения ряда танинов обладают вяжущим действием и придают кофе нотки горечи. Натуральные зерна содержат около 8% танинов. Молочные продукты (молоко, сливки) связывают дубильные соединения, лишая напиток горечи. Коричневый оттенок обжаренных зерен обусловлен пигментами, образующимися из танинов в результате интенсивного теплового воздействия.

Органические кислоты и эфиры

Состав кофе насыщен органическими кислотами, которых насчитывают более трех десятков. Среди них: лимонная, коричная, щавелевая, яблочная, хинная, кофейная кислоты. Комбинации соединений позволяют использовать кофе в косметологии благодаря способности блокировать УФ-излучение, оказывать пиллинг-эффект, способствующий обновлению кожных покровов.

https://youtube.com/watch?v=CTl9ctWvJdo%3Ffeature%3Doembed

Соединения оказывают следующие положительные эффекты:

• регулируют стадии метаболизма;
• улучшают механические свойства сосудов;
• обладают выраженным антиоксидантным действием;
• уменьшают проявления воспаления;
• способствуют нейтрализации токсинов;
• повышают чувствительность тканей к инсулину.

Хлорогеновая кислота – то полезное составляющее, что содержит зеленый кофе в рекордных количествах в сравнении с другими продуктами.

Аминокислоты

Аминокислоты необходимы для нормального функционирования органов и систем человека. Многие кислоты не синтезируются в организме, восполнить дефицит можно с продуктами питания. Аминокислоты в кофе повышают защитные функции, тонизируют сосуды, регулируют аппетит.

Белки, жиры, углеводы

Сахара составляют в среднем 55% от массы кофе. По большей части это олигосахариды со сложной структурой (пектин, целлюлоза, сахароза, арабиногалактан). Простые сахара (глюкоза, фруктоза) обнаруживаются в зернах в меньшем количестве. Обжарка влияет на углеводный набор. Полисахариды распадаются, но моносахара частично восстанавливаются на конечных стадиях процесса, глюкоза карамелизуется.

На растительные белки приходится десятая доля от массы зерна. Липидов содержится немного. При отсутствии добавок во время приготовления и употребления напитка из молотого зерна, в готовом продукте оказывается всего 2 ккал.

Витамины и минералы

В составе кофе обнаружены витаминные соединения и минеральные вещества, оказывающие влияние на ход важнейших процессов в организме человека.

Витамины и минералы в кофе

Часть веществ, из которых состоит натуральный продукт, теряется на стадиях переработки, но обжарка зерна позволяет получить ряд новых соединений.

Изменения в составе при переработке зерна

Максимальное число веществ содержится в зеленых зернах. Черный кофе получают методом обжарки зерна. Насыщенность и крепость продукта зависит от степени прожаривания. Чем дольше и интенсивнее воздействие, тем больше соединений претерпевают изменения. Поэтому прожаренные зерна не насыщены всеми веществами, что содержит зеленый кофе.

В условиях повышенной температуры зерна теряют влагу. Процентное содержание воды падает с 11% до 3% от общей массы. Уровень содержания кофеина остается достаточно высоким. Часть органических кислот и витаминных соединений разрушаются. Хлорогеновые кислоты распадаются, их содержание падает на 60 – 70% от сырьевых значений.

https://youtube.com/watch?v=zmGVopgIFok%3Ffeature%3Doembed

Обжарка снижает долю танинов до 1% от общей массы. В процессе танины распадаются с образованием пигментов темного цвета, в результате чего у зерен появляется бурый оттенок и уменьшается терпкость вкуса. Зерна средней обжарки приобретают коричневый цвет.

Кофе сильной итальянской обжарки имеет насыщенный темный цвет благодаря разложению дубильных веществ с образованием красящих соединений. Вкус такого продукта практически лишен характерной терпкости из-за ничтожно малой доли вяжущих соединений.

В ходе термической обработки разрушаются одни вещества, появляются другие. Тригонеллин распадается на ароматические пиридиновые основания с высвобождением молекул никотиновой кислоты. Синтезируется никотинамид, оказывающий антипеллагрический эффект. Никотиновая кислота участвует в регулировании деятельности нервной системы, в обменных процессах, улучшает периферическое кровообращение.

При обжарке зерна образуется кофеоль, который в совокупности с эфирными маслами наделяет кофе неповторимым характерным ароматом. Соединение имеет сложную структуру. Попытки искусственного синтеза не увенчались успехом.

Составляющие растворимого кофе

Растворимый кофе приобрел популярность благодаря возможности быстро, без дополнительных приспособлений насладиться кофейным вкусом и ароматом. Готовить напиток из него легче, требуется только горячая вода.

Производство растворимой формы проходит поэтапно методом сублимации или паровой обработки. Паровым способом получают порошковый кофе – дешевый вариант с содержанием кофеина не более 5%.  Дополнительной паровой обработкой получают гранулированный кофе. Большая часть веществ разрушается, но доля кофеина остается достаточно весомой.

Сублимированные частицы получают под воздействием низкой температуры. Метод считают прогрессивным, позволяющим сохранить аромат натурального кофе.

В растворимых напитках присутствует не более 15 – 20% натурального кофе. Львиную долю продукта образует ореховый порошок. На стадиях производства дополнительно вводят ароматизаторы, красители, консерванты.

Всего того, из чего состоит оригинальное зерно кофе, в растворимом варианте почти не остается. В сублимированном продукте в малом количестве присутствуют рибофлавин, никотинамид, жирные кислоты, кальций, фосфор.

Отличия в составе зерен разных сортов кофейных деревьев

Из чего состоит кофейное зерно в количественном отношении, зависит от видовой принадлежности.

На рынке представлена продукция двух основных сортов кофе – робуста и арабика. Плоды растений вида робуста представлены в большем количестве, что обусловлено их высокой урожайностью, низкой ценой относительно других сортов, высоким содержанием кофеина.

Арабика отличается меньшей долей кофеина, большим количеством тригонеллина. Последний придает напитку тонкий ароматом и мягкий вкус.

Самым дорогим и ценным считают Coffee Kopi Luwak. Зерна ферментируются в пищеварительном тракте китайского барсука, после чего выходят с экскрементами и подвергаются дальнейшей обработке.

Состав кофейного зерна насыщен различного рода веществами, большая часть из которых способна играть важную биологическую роль. Этапы переработки зерна вносят коррективы в качественное и количественное содержание соединений. Польза оригинального зеленого кофе сводится на «нет» при получении растворимых форм. Напитки из натуральных молотых зерен обладают неповторимым ароматом, характерным вкусом и дарят набор полезных комплексов.

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.

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.

Вкус кофе зависит от сорта, качества, условий выращивания и обработки кофейных зёрен. В промышленных масштабах выращивают 4 вида кофе: арабику, робусту, либерику и эксцельзу. Самая вкусная и ароматная, а потому и наиболее дорогая – арабика. Правда, в последнее время появились новые сорта из так называемого «эфиопского наследия» – дикорастущих видов кофе. Они считаются перспективными, но лучшие из них, к примеру, Гейша, происходят от арабики.

Плоды кофейного дерева называют ягодами (в английской традиции – вишнями). У всех видов кофе ягоды имеют одинаковое строение и отличаются друг от друга только размерами, толщиной кожуры или пергаментной оболочки, окраской.

В ягоде чаще всего заключено 2 зёрнышка. Зрелые ягоды, в зависимости от сорта кофейного дерева, становятся красными или жёлтыми. По мере созревания мякоть приобретает всё более сладкий вкус. В мякоти содержится кофеин (хотя его намного меньше, чем в зёрнах), из неё получается бодрящий напиток – каскара.

Строение кофейной ягоды:

• Внешняя оболочка ягоды – кожура.
• Под кожурой находится мякоть (пульпа).
• Слой клейковины отделяет мякоть от оболочек зёрнышек. Пока ягоды зелёные, этот слой твёрдый, но по мере созревания размягчается и становится очень клейким.
• Под клейковиной расположена плотная пергаментная оболочка.
• Кофейное зерно окружено тонкой серебристой оболочкой, которая отшелушивается при обжарке.

Зерно созревает вместе с мякотью, питается содержащимися в ней полезными веществами, приобретает сладость. Поэтому ценятся зёрна только из созревших ягод. Если ягоды не дозрели или перезрели – зёрна относят к дефектным.

Пиберри (Peaberry coffee)

В результате мутации до 5% кофейных ягод содержит не два, а лишь одно зерно, называемое пиберри (peaberry в переводе с английского – «горошина»). Иногда ошибочно считают, что оно представляет собой два сросшихся между собой зёрнышка. Это не так: когда два зёрнышка срастаются вместе, то получается полый шарик, который легко разделить на две вогнутые половинки. Такие зёрна считаются бракованными, дефект называют «слоновьи уши».

Процесс образования пиберри совершенно иной. В нормальной завязи всегда есть два крохотных зёрнышка. Однако в мутировавших ягодах развитие одного зерна прекращается, зато другое значительно увеличивается в размерах: ведь ему достаются все питательные вещества, которые природа предусмотрела для двух семян.

Кофе, сваренный из пиберри, отличается более ярким вкусом и интенсивным ароматом. В Западной Европе, США и Австралии открываются рассчитанные на гурманов кафе, где кофе готовят исключительно из пиберри.

Подмечено, что больше всего пиберри образуется на плантациях, где не используют минеральных удобрений. К примеру, в Танзании до 10% арабики – пиберри. Пользуясь тем, что необычный кофе высоко ценится, танзанийские фермеры вручную отбирают зёрна пиберри и продают их намного дороже обычной арабики.

В Латинской Америке пиберри называют caracol («улитка») или perla (жемчужина). Благодаря применению современных технологий с одного гектара здесь собирают 2–3 тонны кофе (тогда как в Танзании – 300 кг). Поэтому латиноамериканские фермеры зачастую не видят смысла вручную перебирать кофе, чтобы отделить пиберри.

Химический состав кофейного зерна

В составе кофейных зёрен – более 100 химических соединений. Многие из них при обжарке разлагаются, образуя вещества, влияющие на вкус и аромат кофе.

Вещества, влияющие на свойства кофе как напитка:

• кофеин – алкалоид, выполняющий роль энергетика. В робусте больше кофеина, чем в арабике;
• тригонеллин – алкалоид, который при нагревании разрушается с образованием никотиновой кислоты. Продукты распада тригонеллина вступают в реакции, образуя вещества, создающие приятный аромат обжаренных зёрен;
• углеводы, в частности, моносахариды (глюкоза, фруктоза, лактоза, сахароза), придающие напитку сладкий привкус. В арабике – 8,2–8,3% сахаров, в робусте – 3,3–4,1%. Коричневый цвет обжаренных кофейных зёрен – следствие карамелизации сахаров при термической обработке;
• жиры – при нагревании разлагаются, образуя кислоты. Именно из-за наличия жиров обжаренный кофе при длительном хранении приобретает прогорклый запах. Считается, что меньше всего жиров содержится в индийской арабике;
• органические кислоты: лимонная, винная, яблочная, щавелевая, кофейная. Фруктовые кислоты придают напитку кислинку: цитрусовую или ягодную, иногда с винными нотами. Если в напитке ощущается неприятный привкус уксуса – значит, зёрна подвергались слишком долгой ферментации, из-за чего в них образовалась уксусная кислота. Такой вкус считается недостатком. Кислоты разлагаются при нагревании, поэтому в кофе тёмной обжарки практически не ощущается кислинка. Если хочется приглушить кислинку в кофе светлой обжарки, нужно готовить напиток в пуровере или заваривать по методу колд-брю;
• хлорогеновая кислота (относится к органическим кислотам), сама по себе не имеющая горького привкуса. При обжарке она образует лактоны хлорогеновой кислоты, которые, в свою очередь разлагаются на фенилинданы – очень горькие вещества. Поэтому кофе из зёрен тёмной обжарки всегда больше горчит;
• танины – соединения, придающие напитку горьковато-терпкий привкус.

Зависимость вкуса кофе от климатических условий

Вкус кофе одного и того же сорта меняется в зависимости от того, на какой высоте расположена плантация:

• 600–1200 м – во вкусе порой ощущаются оттенки земли и травы, особенно если зёрна обработаны сухим способом. При влажной обработке вкус становится более приятным;
• 1200–1800 м – кофе обладает ореховым, цитрусовым или ванильно-шоколадным привкусом;
• выше 1800 м – во вкусе появляются цветочные, ягодные, фруктовые оттенки, иногда – с винной кислинкой.

Высокогорный кофе считается наилучшим. Однако собирать урожай непросто: плантации расположены в местах со сложным рельефом, на склонах гор, куда технику доставить невозможно. Поэтому такой кофе собирают вручную и обрабатывают особенно тщательно, иначе его нельзя будет дорого продать.

Размеры кофейных зёрен

Для сортировки зёрен их просеивают через специальные сита с ячейками разного размера.

Виды кофе по величине зёрен (измеряют зеленые не обжаренные зерна):

• очень мелкое зерно (сито № 12, длина стороны ячейки – 4.764 мм);
• мелкое зерно (№ 13, 5.161 мм);
• малое зерно (№ 14, 5.558 мм);
• среднее зерно (№ 15, 5.955 мм);
• хорошее зерно (№ 16, 6.352 мм);
• достаточно большое зерно (сито № 17, 6.749 мм);
• большое зерно (№ 18, 7.146 мм);
• экстра большое зерно (№ 19, 7.543 мм);
• очень большое зерно (№ 20, больше 8 мм).

Непосредственно размер кофейного зерна не влияет на вкус напитка, ни одна современная система оценки качества не рассматривает размер как критерий. Сортировка нужна только для правильной обжарки кофе. Чем больше зерно, тем сложнее его равномерно обжарить снаружи и внутри.

Дефекты зёрен кофе

Если зёрна неправильно обработаны или хранились в ненадлежащих условиях, напиток будет иметь неприятный вкус и аромат. Для определения качества взвешивают 300 г кофе и подсчитывают количество зёрен с дефектами.

Виды дефектов кофейных зёрен:

• чёрные зёрна, поражённые грибком (придают напитку неприятный вкус);
• зёрна с отверстиями, повреждённые насекомыми;
• вогнутые зёрна неправильной формы, напоминающие ракушки. Как правило, имеют низкую кислотность;
• маслянистые зёрна. Дефект возникает из-за низкого содержания железа в почве. Вкус напитка будет слабовыраженным;
• квакеры – сморщенные зёрна из недозревших ягод. Кофе горчит, кислинка почти не чувствуется;
• зёрна цвета ржавчины, полученные из перезревших ягод или подвергшиеся слишком долгой ферментации. Напиток имеет уксуснокислый привкус;
• разбитые, разрезанные зёрна, часто дурно пахнут;
• зёрна, покрытые плесенью;
• сморщившиеся зёрна жёлтого цвета, подвергшиеся чересчур длительной сушке;
• хрупкие (кристализированные) зёрна голубовато-серого цвета. Такой вид приобретают из-за слишком высокой температуры сушки. Кофе из них получается безвкусным.

Также дефектами считаются посторонние включения: камешки, листья, кофейная шелуха.

Надеемся, не пьёте растворимый. И вот почему.

Всего четыре буквы связывают миллионы людей по всему миру. Армия любителей кофе растет с каждым днем.

Вкус кофе прекрасен, но непонятен. Его нужно научиться понимать и любить, и только тогда наслаждаться.

— Гюстав Флобер

Многие из нас любят кофе, но пришли к этому не сразу. Лично я сначала вообще не понимал, зачем пить кофе? Что он дает? Меня не заряжает! Что-то не так?

Углубился в тему и всё встало на места.

Что содержится в кофе

Строение кофейного зерна простое. Как у любой злаковой культуры присутствует наружная и внутренняя оболочка. Во время того, как кофе созревает, в нем аккумулируются два алкалоида:

• кофеин – в наружной оболочке;
• теобромин – во внутренней оболочке.

Когда мы готовим кофе из цельного зерна, необработанного и молотого, получаем напиток, содержащий оба алкалоида.

Как действует кофе

Кофе – напиток очень личный. Его, как и коньяк, нельзя пить кружками!

— Сэр Уи́нстон Леона́рд Спе́нсер-Че́рчилль

Кофеин практически мгновенно начинает действовать в организме:

• сужает сосуды всех органов;
• расширяет почечные сосуды.

Кофеи́н – бесцветные или белые горькие кристаллы. Является психостимулятором. В малых дозах оказывает стимулирующее воздействие на нервную систему. При длительном применении может вызывать слабую зависимость — теизм (заболевание). В больших дозах вызывает истощение.

Длительность бодрящего эффекта кофе – 20-25 минут. Во всех органах повышается артериальное давление, и улучшается кровоток в почках. Почки начинают получать лучшее кровоснабжение. Отчасти поэтому многим хочется в уборную.

Когда кофеин отыграл свою «симфонию», на сцену выходит второй алкалоид – теобромин. Теоброми́н представляет белый кристаллический порошок слегка горького вкуса.

Эффект от теобромина прямо противоположный:

• расширяет сосуды всех органов;
• сужает почечные сосуды.

Системное давление понижается, а почечный кровоток ухудшается. Человек начинает чувствовать небольшие тянущие явления в почках.

В правильных и грамотных местах вместе с чашечкой кофе приносят стакан чистой воды. Приличная кофейня отличается от неприличной тем, что во второй (приличной) всегда приносят воду с кофе, а в первой (неприличной) – только кофе.

Как правильно пить кофе

Вы выпили чашечку кофе. Через 20 минут выпиваете стакан воды. Именно так и в такой последовательности.

Тем самым проводите профилактику фазы нарушения водно-солевого обмена: не позволяете почкам впасть в состояние нарушения кровотока. Век живи, век учись.

Только одно “но”: все вышесказанное относится к зерновому кофе.

Секреты растворимого кофе

Когда из кофе добывают кофеиновую фракцию, то снимают наружную оболочку зерна. Эта часть уходит на медицинские препараты, кофеин и кофеиносодержащие напитки (например, цитрамон, энергетические напитки и так далее).

Внутренняя оболочка зерна идет на производство растворимого и гранулированного кофе.

Интересный факт, заставляющий задуматься. Американцы пытаются пробить закон, чтобы на всех банках с гранулированным кофе писали: «Кофе без кофеина». Некоторые производители уже пишут.

Фактически любой гранулированный или растворимый кофе содержит от 5% до 10% кофеиновых фракций. Как правило, никакого бодрящего действия вы не ощущаете, артериальное давление не повышается, и после такого кофе хочется спать.

Пить растворимый кофе надо в вечернее время (ближе к ночи) – будете крепче спать. Вот и весь эффект.

Тогда какой(-е) кофе надо пить?

Кофеиновый эффект мы получаем только из цельнозернового кофе. После этого мы должны быть готовы к наступлению теоброминовой фазы – обратного эффекта.

Теоброминовая стадия возникает при употреблении любого сорта кофе и неважно какого качества.

Некоторые сорта держат “стадию кофеина” до 30 минут. Но потом вы всё равно получите теоброминовую стадию. Её продолжительность намного выше, порядка 60-70 минут.

Каждый может почувствовать это на себе. Фаза активации и прилива энергии ощущается хорошо, после чего хочется чуть-чуть расслабиться.

Поэтому важно помнить: выпив простой воды в нужный момент, стадия негативного эффекта сокращается. Вы предупреждаете ухудшение почечного кровотока.

Поэтому, зная теперь механизм действия кофе, возьмите себе за правило: всегда пить воду после чашки кофе. Ваши почки скажут спасибо!

Что пить из кофе в России

Многим людям в России доступны только растворимые сорта кофе. Он бывает дешёвым. И дорогим.

Покупая растворимый кофе, запомните: РАЗНИЦЫ НЕТ.

Типичная ситуация. Красивая упаковка, высокая цена. Приготовив его, получаем обратный эффект: бодрости нет, а через 20-25 минут «подкрадывается» теоброминовая фаза. Хочется спать, артериальное давление не повышается (что является несомненным плюсом для гипертоников). Не зная этого механизма, люди попадают в неприятные, иногда даже трагические ситуации.

Например, дальнобойщик или таксист, выезжая в ночь, выпивает несколько чашек растворимого кофе. Естественно, ожидаемой бодрости он не получает. Через 25 – 30 минут начинается действие теобромина, и человек засыпает за рулем. Этот эффект еще называют эффектом «30 километра».

Поэтому в ситуациях, когда требуется быть бодрым, не рекомендуется брать с собой растворимый или гранулированный кофе – только молотый в зёрнах или, еще лучше, крепкий чай. Лист чая (зеленый в том числе) содержит кофеин без теобромина, он и обеспечит необходимую энергичность.

Суровая статистика производства

Посмотрим на статистику производства кофе во всем мире с 2001 по 2015 годы. Данные указаны в тысячах и 60 килограммовых мешках.

Информация взята из открытого источника «Международная организация по кофе».

Для того, чтобы наглядно посмотреть динамику, построим диаграмму.

Цифры отображают масштабы потребления кофе.

Можно вывести закономерность: когда мировую экономику лихорадит, спрос на кофе растёт и, как следствие, на его производство.

Как кофе изменяет ваше сознание

Напоследок – очень любопытный факт. Австралийские ученые из университета Квинсленда установили, что человек, употребивший определенную дозу кофеина, легче поддается психологическому влиянию.

Данный вывод был сделан на основе эксперимента. В нем участвовали 140 добровольцев. Заранее у каждого из подопытных узнали их позицию по конкретной теме. Разделили всех на две группы: первую группу попросили выпить несколько чашек кофе, вторая же группа осталась без напитка.

Затем были предоставлены контраргументы против позиции участников. И самое интересное: те, кто не употребляли кофейный напиток, свое мнение не поменяли. Любители же крепкого напитка были склонны изменить точку зрения, и часть из них поменяли свое мнение после выслушивания аргументов.

Ученые характеризуют данные действия тем, что человек, употребивший кофе, испытывает своего рода эйфорию, поэтому более расслаблен в своем поведении и суждении.

В следующий раз на переговорах я, пожалуй, откажусь от чашечки ароматного кофе. И вам советую 🙂

Немного истории. Как и кем был открыт кофеин

Фридриб Фердинанд Рунге – немецкий химик и гениальный ученый, который первым идентифицировал кофеин. Свои научные эксперименты он начал еще в юношестве. Но настоящая известность и успех пришли к нему благодаря писателю Иоганну Гете, коту и кофейным зернам.  Именно Гете подарил Рунге пакет редких кофейных зерен. Сделал он это после того, как ученый продемонстрировал ему действие белладонны на зрачки (эксперимент он провел на кошке).  Рунге провел ряд опытов с зернами и в 1819 году определил этот алкалоид.

С тех пор прошло уже 200 лет. Исследования кофеина и его влияния на организм продолжались. Результатом стало изолирование этого компонента из чая в 1827 году М.Одри и получение искусственным путем Г.Э.Фишером в 1895 году. Фишер также стал первым ученым, который вывел структурную формулу кофеина. Она показывает из чего состоит кофеин.

Химическая формула и свойства

Кофеин — это алкалоид, содержащийся в некоторых растениях и влияющий на нервную систему человека и животных.

• Химическое название — 1,3,7-триметилксантин.
• Химическая формула кофеина — С8Н10N4O Структурная формула

Как видно из формул, компонентами кофеина являются: углерод, водород, азот и кислород. Эти элементы – основа всех органических соединений.

Физические свойства кофеина:

• Представляет собой белые кристаллы.
• Имеет горький вкус.
• Без запаха.
• Растворимость: хорошо — в горячей воде (1:2), плохо – в холодной (1:60) и этаноле (1:50).
• Температура плавления – 234°С.
• Плотность – 1,23 г/см³.

Сколько кофеина содержится в разных продуктах

Кофейное зерно – основной и наиболее известный источник кофеина. Именно в кофе он впервые был обнаружен. Чай, газированные напитки, спортивное питание, какао, шоколад – это не полный список продуктов в состав которых входит кофеин, в том или ином количестве. Соответственно, его употребляют как взрослые, так и дети.

При разумном потреблении, кофеин не способен навредить даже ребенку и беременной женщине.  Для взрослого человека суточная норма составляет 300 мг, для беременных – 200 мг, а для ребенка 2,5 мг на 1 кг веса.  В расчет берется объем, полученный из всех продуктов, потребляемых за день.

Время выведения алкалоида из организма составляет около 10 часов. У беременных это время увеличивается втрое. Поэтому выпитое вечером может не успеть вывестись и присоединится к полученному утром кофеину, что приведет к нежелательному накоплению его в организме.

Как действует кофеин

То, что кофеин бодрит – общеизвестный факт. А вот как он это делает, знают далеко не все. Понимая, как работает кофеин, можно использовать его гораздо эффективней. Простым языком объяснить, что делает кофеин можно следующим образом.

В течение дня, пока человек занят повседневными делами, в его организме вырабатывается аденозин, уровень которого контролируется центральной нервной системой через рецепторы. Аденозин — побочный продукт расщепления молекулы АТФ (аденозитрифосфат). АТФ же в свою очередь является основным источником энергии в организме. В тот момент, когда уровень аденозина возрастает до критичной отметки, возникает усталость, организм подает сигнал, что пора отдыхать. Молекула кофеина и аденозина имеют сходное строение, поэтому кофеин способен попадать в рецепторы аденозина и блокировать их, стимулируя нейроны. Вследствие этого человек ощущает прилив сил и бодрости.

Важно понимать, что кофеин не обладает собственной энергией. Блокируя рецепторы, он провоцирует организм использовать дополнительный запасы АТФ. Это чревато тем, что для восстановления сил потребуется больше времени, иначе возможно нервное истощение и хроническая усталость.

Какие вещества входят в его состав

Кофе является любимым напитком миллионов людей. Среди самых знаменитых его поклонников: Наполеон, Вольтер (он выпивал по 50 чашек в день и дожил до 84 лет), Оноре де Бальзак (если он не мог сварить кофе, то просто жевал зерна), Бетховен (считал, что хороший кофе варится только из 60 зерен), Виктор Гюго (не только пил кофе, но и рисовал с его помощью картины). В России моду на кофе распространил Петр I.

Химическая формула кофе очень сложная, так как в его состав входит большое количество разнообразных веществ:

• белки;
• жиры;
• углеводы;
• кофеин;
• танин;
• витамины (В1, В2, Е);
• микроэлементы (кальций, калий, медь, железо, натрий);
• органические кислоты.

В зависимости от сорта и условий произрастания, концентрация тех или иных веществ в зернах будет различной. Также отличаться будет структура сырых и жареных кофейных зерен. Наглядно это можно увидеть в таблице.

Из всех перечисленных веществ, наибольшее влияние на организм человека имеет именно кофеин. При обжаривании зерен содержание данного алкалоида увеличивается.

Декофеинизация или как получают кофе без кофеина

Кофе бодрит и, в разумных дозах, положительно влияет на организм здорового человека. А вот людям с сердечно-сосудистыми заболеваниями, беременным и детям от употребления этого напитка лучше воздержаться. Что же делать тем, кто любит горячий ароматный кофе, но по тем или иным причинам имеет противопоказания.

Сейчас многие знают о существовании кофе без кофеина. А вот как происходит этот процесс известно далеко не всем.  По легенде, изобретение технологии декофеинизации стало возможно благодаря случаю. В 1903 году корабль, на котором находился кофе, попал в шторм и груз намок. Людвиг Роземус изучил зерна и обнаружил, что они лишились кофеина, но их можно использовать. Было это так, или ученый намеренно искал способы декофеинизации — доподлинно не известно. Однако уже с 1930 года кофе без кофеина стало популярным на всей территории США.

Основная задача декофеинизации — не только сделать кофе безопасным для организма, но и сохранить его вкус и аромат. Сейчас технология стала настолько совершенной, что очень сложно различить кофе с кофеином и без. Существуют несколько сотен способов декофеинизации. В любом из них проводится обработка зеленого зерна. Особо стоит отметить три основных метода.

Способ 1. Традиционный

Этот метод самый простой и наименее затратный. Весь процесс выглядит следующим образом:

• Зеленые кофейные зерна заливаются горячей водой (но не кипятком) или обрабатываются паром в течение 30 минут.
• Затем они погружаются в растворители (чаще всего применяется метиленхлорид или этиленацитат), которые выводят алкалоид. Этот этап длится в среднем 10 часов.
• После этого зерна снова промываются в горячей воде для удаления излишка растворителя.
• Завершающий этап — сушка.

Содержание кофеина при таком способе составляет от 1% до 3%. Среди недостатков стоит отметить потерю вкусовых качеств и некоторых полезных веществ вследствие использования химических растворителей.

Способ 2. Швейцарский

Этот способ более новый и дорогой. Он был введен в употребление швейцарской фирмой «Коффэкс». Преимущество швейцарской технологии состоит в том, что в процессе не используются химические средства.  Этапы декофеинизации:

• Далее воду сливают и с помощью фильтра удаляют из нее кофеин.
• После этого новую партию зерен заливают водой с растворенными в ней вкусовыми компонентами. В результате получается напиток, не уступающим натуральному кофе.

Такой продукт не опасен для здоровья и это делает оправданным затраты на его производство.

Способ 3. С использованием углекислого газа.

Использовать двуокись углерода для декофеинизации зерен впервые предложили в Германии. Этот метод был запатентован в 1970 году. Процесс состоит из следующих этапов:

• Сперва кофейные зерна вымачиваются в горячей воде.
• Далее их помещают на 10 часов в сжатый углекислый газ с небольшим количеством воды (примерно 3%). Температура должна составлять 70 °С. Диоксид углерода превратится в жидкость и будет играть роль растворителя.
• По истечении необходимого времени, зерна высушиваются и обжариваются.

Данная технология позволяет сохранить весь вкус и аромат кофейного зерна. А углекислый газ не оставляет после себя следов. Соответственно на выходе получается безвредный для здоровья ароматный напиток.

Некоторые ценители кофе, перед тем как отправить зерна в кофемолку, добавляют к декофеинизированным зернам парочку обычных. Эта манипуляция лишь незначительно увеличивает содержание алкалоида в напитке, а вот вкус станет более ярким и выраженным.

Польза или вред для здоровья

По результатам многочисленных исследований умеренное и разумное потребление кофеина положительно влияет на организм человека, благодаря его свойствам:

• Он повышает уровень гормона счастья (дофамина) в головном мозге.
• Оказывает позитивно влияние на состояние ЦНС.
• Усиливает умственную и физическую активность.
• Имеет обезболивающий эффект.
• Расширяет сосуды, что помогает снять головную боль, вызванную спазмом.
• Повышает концентрацию и выносливость.
• Используется для профилактики диабета.

Порой кофеин сравнивают с наркотиком. Однако это не вполне справедливо. Да, он вызывает некоторое привыкание, но от не выпитой чашки кофе у человека не возникает наркоманской ломки, максимум — ощущение дискомфорта. От употребления кофеина стоит воздержаться людям с артериальной гипертензией, так как он повышает давление, болезнями сердца, расстройством сна.

https://youtube.com/watch?v=OFkzROhTGSw%3Ffeature%3Doembed

При потреблении кофеина в больших дозах, даже у здорового человека могут возникнуть следующие проблемы:

• Обезвоживание. Имеет легкий мочегонный эффект, выводя жидкость из организма. Поэтому выпивая чашку кофе нужно компенсировать ее стаканом воды.
• Истощение нервной системы. Блокируя аденозин и подавляя сонливость слишком долго, можно навредить нервной системе. Появится повышенная раздражительность, нервозность, хроническая усталость. Чтобы не навредить организму, нужно помнить про ежедневный здоровый сон не менее 8 часов.
• Препятствует усвоению кальция. Более того, может вымывать его из организма вместе с другими минеральными веществами.
• Негативно действует на пустой желудок. Это происходит вследствие того, что выпитая чашка чая или кофе стимулирует образование кислоты, которая нужна для переваривания пищи.

Особое внимание стоит уделить сочетанию с алкоголем. Эти вещества имеют кардинально противоположное воздействие на организм: кофеин — бодрит, алкоголь — расслабляет. Такое сочетание — большой стресс для организма.  Именно поэтому с 2010 года в США был введен запрет на продажу алкогольных энергетиков. В некоторых странах Европы действуют запреты и ограничения даже на безалкогольные энергетические напитки.

Утро большинства людей на планете начинается с чашечки кофе или чая. Благодаря своим свойствам, кофеин дает заряд бодрости по утрам и помогает настроиться на многочисленные предстоящие дела. Опасность он представляет только при наличии противопоказаний и чрезмерном употреблении. Для тех же, кто выпивает, не более двух-трех чашки кофе в день, кофеин приносит исключительно пользу.