Требования, предъявляемые к таре и упаковке для кофе. – Исследование качества кофе натурального растворимого

1.3 Факторы, формирующие качество кофе

1.3.1 Сырье, используемое для производства кофе

Ботаники различают около 80 разновидностей кофейного дерева. Из них две имеют особое значение:

Арабика. Примерно три четверти мирового производства кофе основывается на разновидности дерева “Арабика” (“Coffee arabica”). Большей частью арабика произрастает на высоте от 600 до 2000 метров над уровнем моря. Красивые по форме зерна имеют скорее продолговатую форму, гладкую поверхность и, будучи промыты, имеют синевато-зеленоватый цвет. В целом, вкусовые качества сорта арабика очень высоки.

Робуста. Сорт “Робуста” (“Coffee robusta”) является более быстрорастущим, более доходным и более устойчивым от вредителей, чем арабика. Сорт “Робуста” произрастает примерно от 0 до 600м над уровнем моря, прежде всего – в тропических районах Африки, Индии и Индонезии. Зерна имеют кругловатую форму, цвет – от светло-коричневых до серовато-зеленых. Данный сорт, на который приходится четверть мирового производства кофе, имеет несколько землянистый и скорее жестковатый вкус. 70 % мирового производства кофе приходится на Арабику, 30% – на кофе Робуста. [29]

Кофейное дерево – это вечнозеленое растение, относящееся к роду растений семейства мареновых, виду “Rubiaceae”, с продолговатыми лавроподобными листьями темно-зеленого цвета, попарно противостоящими друг другу. Оно приходится благородным родственником экзотическому сорту дерева под названием “хина”. Если бы на плантациях кофейные деревья не подстригались, то их высота вполне могла бы достигать 15 метров. Кофейное дерево благодаря высоте произрастания над уровнем моря и климату может цвести в любое время года. Основное время цветения продолжается многие месяцы, но отдельные цветки умирают уже через несколько часов после начала цветения. Цветы кустарника – белого цвета, запах схож с запахом цветков жасмина. Цветение кофе начинается в сухой период и продолжается до первых дождей. Плоды созревают через 5-8 месяцев (Арабика) или 9-11 месяцев (Робуста). Кофейное дерево выглядит несколько необычно. На плантациях на одном и том же дереве и в одно и то же время можно увидеть как цветы, так и зрелые или незрелые плоды. Диапазон цвета плодов меняется от незрелого зеленого через желтый и светло-красный к пурпурному во время созревания. [22] (Приложение В)

Кофейные плоды обычно состоят из двух вытянутых (овальной формы), обладающих запасом питательных веществ семян, плоских с одной стороны и с маленькой бороздочкой по центру. Семена окружены серебристой пленочкой и заключены в оболочку, напоминающую пергамент. В процессе созревания в мякоти кофейных плодов собирается фруктоза, большая часть которой впоследствии идет на формирование округлой формы зерна. В результате образуются круглые зерна кофейных плодов, которые еще называют “жемчужинами” (Приложение Г).

Зерна кофе Робуста более круглые, имеют прямой надрез и гораздо меньше размером, чем Арабика. Цвет – желтовато-серый. В плоде кофе Робуста может быть только один круглый боб, чаще всего это происходит на концах ветвей кофейного дерева. Эти бобы (или зерна) в процессе подготовки отсортировывают в отдельную группу. [30]

Начинают сбор созревших плодов спустя 6-7 месяцев после цветения, когда окраска их становится темно-малиновой. Различают два способа сбора кофе:

Натуральный способ. Под кофейными деревьями настилают мешковину, и по мере созревания ягоды опадают вниз. Данный способ обычно применяется для зерен, которые впоследствии обрабатывают сухим способом. Ручной способ. Применяется на небольших высокогорных плантациях, владельцы которых заботятся о качестве своей продукции. Крестьяне собирают кофе вручную, возвращаясь к каждому дереву несколько раз за сезон. В корзину попадают только зрелые здоровые ягоды, которые затем обрабатывают мокрым способом.

Механизированный способ. Машина собирает все ягоды независимо от степени созревания, а также завязь, листья и цветки, находящиеся на ветках. Способ применяется для дешевых сортов кофе и требует многоступенчатой сортировки сырья. [30]

  1.3.2 Новые методы производства кофе

В значительной степени от первичной обработки кофейных плодов зависит качество готового продукта. Обработка состоит из двух основных операций: отделения семян от плодовой мякоти и оболочек и сушки.

Сорванный кофе перевозится на фермы, где плоды прежде всего либо просеиваются, либо промываются водой, чтобы удалить листья, незрелые плоды, камни, песок и другие примеси. Но это только предварительная очистка. Дальнейшая обработка кофейных плодов производится двумя методами:
влажная и сухая обработка кофе. Влажная обработка содержит следующие этапы: чистка; разбухание; удаление мякоти плодов; ферментация; промывание; сушка; снятие шелухи. Сухая обработка кофе: сортировка и просеивание; сушка; удаление мякоти; чистка.

При сухой обработке кофе, которая используется прежде всего в Бразилии и Западной Африке, кофейные зерна высыпаются на специальные площадки для сушки. Зерна там сушатся на солнце от двух до трех недель. При этом кофе с помощью разнообразных приспособлений постоянно перемешивается. Чтобы защитить кофейные зерна от жары и утренней росы, площадки с кофе на ночь покрываются тентами. В некоторых климатических зонах часть урожая сушится с помощью специальных машин горячим воздухом. При этом время такой обработки сокращается до двух-четырех дней. Как только мякоть совершенно высыхает, можно услышать как “звенят” зерна внутри плодов, если их потрясти. В барабанных установках, кофейные плоды разламываются и зерна очищаются от высохшей мякоти, покрывающей оболочки и серебристой пленочки. После этого кофе очищается и сортируется по размеру. Затем лучшие зерна отбираются вручную или на современных предприятиях электронным способом.

Большая часть высококачественных сортов кофе обрабатывается методом промывания. Это касается большинства центральноамериканских сортов кофе, колумбийских и мексиканских сортов, а также кофе Кении и Танзании. Такой кофе еще называют “промытым”. Кофейные плоды сначала высыпаются в большие емкости, где их оставляют на ночь для разбухания. В специальных машинах удаляется тогда большая часть мякоти плодов. Кофейные плоды, у которых после этого мякоть еще не отделилась от зерен, для прохождения дальнейшей обработки ферментацией попадают в специальные барабанные установки. После ферментации в плодах происходит отделение мякоти от зерен и освобождение от покрывающей оболочки. В то же время процессы, происходящие в кофейных зернах во время ферментации, значительно улучшают вкусовые качества кофе. Данный процесс занимает около суток. Далее зерна окончательно промывают, высушивают, как правило, на солнце, при этом происходит окончательное отделение покрывающей оболочки от зерна. Затем в специальной установке происходит очистка зерен от оболочки и серебристой пленочки. Очищенные зерна сортируются [22]

Если основных видов промышленных кофейных деревьев всего два, то откуда же берется такое разнообразие сортов? Кофе, сваренный из Робусты, отличается значительной крепостью и грубоватым кофейным ароматом. Кофе из Арабики имеет интенсивный сложный аромат, напоминающий цветы, фрукты, мед, шоколад. Как правило, потребителю предлагают не один сорт кофе в чистом виде, а смесь нескольких сортов. Смешивание сортов преследует очень важную цель — создать желаемый и вполне определенный вкус и аромат кофе. Смешивание — это искусство, которое основано не только на знаниях и опыте, но и на интуиции. Таким образом, Арабика и Робуста, смешанные в различных пропорциях, дают широкий спектр вкусов и ароматов кофейных напитков. [27]

Как же кофейные зерна становятся кофе для приготовления напитка? Кофе, импортирующийся из стран-производителей в сыром виде обрабатывается уже в странах-потребителях. Важнейшей составляющей хорошего кофе является, наряду с качеством зерен, грамотный подбор разных сортов для смеси (букета). Каждый производитель кофе стремится создавать и продвигать на рынок собственные кофейные букеты. Для этого используется преимущественно центрально- и южноамериканская арабика, смешиваемая с африканскими или индийскими сортами кофе. При составлении букета учитывают, какие напитки на его основе будут готовиться, например: кофе с молоком, эспрессо и т.д. Составление кофейного букета – настоящее искусство. Признанные мастера прекрасно “знают” запах и вкус каждого сорта и имеют многолетний опыт. Различные сорта кофе из разных стран хранятся в специальных емкостях и с помощью автоматов смешиваются непосредственно во время приготовления различных букетов. При этом процентное соотношение составляющих сортов выдерживается очень точно. Составленные букеты в дальнейшем поступают в обжарочную машину.

Обжарка кофе – одна из ключевых операций. Кофе приобретет аромат, запах и характерный цвет уже на этапе обжарки, при соблюдении температурного режима от 200 до 250 ⁰С, при котором испаряются содержащиеся в зернах эфирные масла.

Обжарщик – очень важный специалист. От его профессионализма, внимания и аккуратности в значительной степени зависит качество обжарки и, как следствие, конечного продукта. Он периодически во время обжарки берет пробу кофе для контроля хода и степени обжаривания. Кроме того, он на глаз, а также с помощью специальных оптических приборов, контролирует состояние зерен и сравнивает с образцами конкретного букета. Все зерна должны быть равномерно прожарены. Обычно обжарочные машины жарят кофе от 12 до 15 минут. На крупных предприятиях процесс обжарки кофе еще более ускорен и автоматизирован, длительность обжарки (в зависимости от букета) длится до 6 минут и управляется электроникой. При обжарке кофе теряет до шестой части веса, но увеличивается в объеме до 25%. После обжарки зерна, уже темно-коричневые, необходимо выгрузить из обжарочной машины и быстро охладить, иначе кофе будет продолжать “дожариваться” под действием собственной температуры. Для дегустации свежеобжаренного кофе нужны специалисты с особым, обостренным обонянием и вкусом, которые предварительно проходят специальную подготовку.

Растворимый кофе – это экстракт натурального кофе. В последнее время он приобрел широкую популярность. По-разному можно относиться к напиткам на его основе, однако, бесспорно, у него есть свои приверженцы. При изготовлении растворимого кофе решающее значение имеет качество используемых сортов. Используются преимущественно букеты из бразильских, центральноамериканских и африканских сортов.

Прежде всего тщательно обжариваются зерна, при режимах, обеспечивающих максимальное накопление водорастворимых экстрактивных веществ. Это достигается при условии полного разрушения клеток и тканей зерен кофе и минимального сгорания органических веществ. Оптимальным режимом обжаривания являются температура 200-210 ⁰С и продолжительность 13-16 мин. при более длительном обжаривании вместо продукта с хорошим ароматом и интенсивным настоем получается кофе с низким содержанием экстрактивных веществ и высокой потерей массы. [27; 22]

Кофе обжаривают в аппаратах различных конструкций. Зерна засыпают в барабан при достижении в нем температуры 185-225 ⁰С. В конце обжаривания в барабан подают воду для более быстрого охлаждения кофе и уменьшения образования мелкой фракции при последующем измельчении. Для сохранения аромата обжаренный кофе выдерживают в барабане с выключенными горелками.

Обжаренные полуфабрикаты охлаждают до температуры 35-40 0С потоком холодного воздуха при перемешивании в охладительной чаше. Затем пневмотранспортом подают в бункер с попутным аспирационным отделением камней в камнеотборнике, взвешивают на весах и по пневмопроводу направляют через циклон-загрузитель в бункер. При достижении необходимой степени обжарки зерна из бункеров поступают в гранулятор на измельчение. Измельченный кофе транспортируют в подвесной промежуточный бункер-весы и оттуда порциями загружают в экстракторы, где из порошка кофе извлекают растворимые компоненты. Для этого за основу берут процесс, аналогичный процессу приготовления кофе в домашних условиях, т.е. кофе заливается горячей водой. Последний этап приготовления растворимого кофе – извлечение кофейного концентрата. Для этого существует два способа: метод выпаривания и криогенный.

Выпаривание экстракта кофе. В этом случае экстракт кофе извлекается в стальной многосекционной башне под потоком горячего воздуха. При этом вода испаряется, а жидкий кофе превращается в порошок и охлаждается. В нижней секции башни остается готовый растворимый кофе.

Замораживание экстракта кофе (криогенный метод). Жидкий экстракт кофе быстро замораживается при температуре около – 40 ⁰С. Подаваемый на поверхность металлической чаши или металлического барабана экстракт превращается в ледяной слой, отделяется и крошится. Затем лед засыпается в чаши и вводится в камеру сушки. Здесь кристаллы льда исчезают: лед испаряется без перехода в жидкое состояние. Весь процесс происходит в вакууме и с соблюдением специальной процедуры нагрева, режимы которого поддерживаются автоматически и с высочайшей точностью. [16]

В последнее время появились новые методы производства растворимого кофе.

Еще в 1943 году фирмой «Нестле» (Швейцария) был запатентован спо­соб проведения гидролиза при экстрагировании кофе в условиях высоких температуры (160-175 °С) и давления с выходом ра­створимых веществ до 27%.

В Германии разработан способ сохранения аромата кофе, пре­дусматривающий предварительное экстрагирование ароматичес­ких веществ обжаренного измельченного кофе с помощью СО₂. Затем сырье экстрагируют водой, смешивают с водным экстрак­том ароматических веществ и сушат смесь методом сублимации.

Для стабилизации процесса экстрагирования кофе и качества получаемого кофейного экстракта в США предложено заполнять инертным материалом незаполненные пространства экстракци­онной батареи (примерно до 35%) после загрузки в нее обжарен­ного измельченного кофе.

При непрерывной обработке в противотоке молотого обжа­ренного кофе для производства быстрорастворимого напитка осу­ществляют подачу воды в нижнюю часть емкости для обработки и молотого обжаренного кофе. При этом происходит образова­ние слоя частиц кофе, взвешенного в жидкости. Изменение на­правления вращения слоя частиц кофе обеспечивает удаление газов, адсорбированных на их поверхности, и образование дина­мических вертикальных каналов через слой частиц для прохож­дения газов. Высоту слоя кофе регулируют путем непрерывного удаления определенного количества частиц кофе из нижней час­ти слоя. Жидкость, вытекающую через верхний край емкости, собирают.

Разработан способ получения концентрата кофе при невысо­кой температуре без тепловой пастеризации, хранящегося при тем­пературе 20 ⁰С. Для этого молотые обжаренные зерна кофе загру­жают в емкость и добавляют воду температурой 23,9-32,2 °С в количестве 3,74-4,9 кг на 1 кг кофе в зависимости от его сорта и степени помола. Периодически перемешивают массу через задан­ные интервалы времени для обеспечения Контакта молотого кофе с водой в течение 24-48 ч. Температуру смеси поддерживают в пределах 23-32,2 ⁰С. Далее концентрат удаляют из емкости и про­пускают через поперечно-поточное фильтрующее устройство с отверстиями диаметром 0,2 мкм для отделения клеток бактерий и получения стерильного концентрата. Концентрат разливают в ем­кости на линии асептического розлива при вытеснении кислорода из емкостей газообразным азотом. Укупорка емкостей с про­дуктом — завершающий этап.

Известен способ производства консервированного кофейного напитка с хорошим цветом и сохраняющим аромат свежезаваренного напитка. Вначале проводят экстрагирование зерен кофе го­рячей водой. Горячий экстракт быстро охлаждают до температуры 10-20 ⁰С. В экстракт добавляют 0,1-0,01% антиоксиданта из груп­пы эриторбовой и аскорбиновой кислот и их водорастворимых солей. Холодный экстракт разливают в жестяные банки, смешан­ным газом производят вытеснение воздуха верхнего свободного пространства банки. Наполненные банки герметично закатывают и стерилизуют.

Довольно широко распространен процесс обезвоживания экс­тракта кофе замораживанием с последующей сушкой под давле­нием в 2-4 раза выше, чем при обычной сублимационной сушке. Экстракт кофе (35-45% сухих веществ) взбалтывают до пены (450-750 г/л), замораживают в виде кусочков (диаметр 4-7 мм, высота 2,5-3,5 мм) на ленточном устройстве и подвергают суш­ке под давлением 0,8-1,5 кПа. Получают гранулят кофе, насып­ная масса которого 150-300 г/л.

Способ получения растворимого кофепродукта, который ха­рактеризуется невысокой насыпной плотностью, повышенной прочностью частиц и улучшенной растворимостью по сравнению с кофепродуктом сублимационной сушки, предусматривает сле­дующее. Готовят термопластичный расплав из смеси, содержащей 85-97% сухих растворимых веществ-кофе, 3-15% воды и аро­матических летучих веществ кофе. Из расплава формируют отвержденную продолговатую листовую структуру и вводят в нелетучие ароматические соединения кофе. Увеличение объема отвержденной структуры регулируют. Сушку пористой основы ведут до со­держания влаги менее 7%. После гранулирования получают час­тицы размерами 360-420 мкм.

Для изготовления порошка кофе распылительной сушкой пред­ложено впрыскивать кофейный концентрат в сушильную камеру под давлением 0,29-0,58 МПа. В зависимости от величины давле­ния получается порошок различной величины. Концентрат кофе перед впрыскиванием насосом подают в смесительную камеру, где к нему подмешивают пенообразователь. Затем эта смесь с потоком распыляющего газа впрыскивается в сушильную камеру. Давление в камере должно быть значительно меньше, чем давление распыляющего газа. Горячий воздух подают в сушильную камеру снизу. Отработанный воздух уходит из камеры через фильтры верхней ча­сти камеры, а сухой порошок кофе постепенно выгружается через наклонное трубчатое устройство в нижней части сушилки с проти­воположной подаче концентрата стороны. Величина частиц готово­го порошка кофе 250-500 мкм, масса 1 л порошка до 180 г.

Производство растворимого гранулированного кофе предус­матривает разделение замороженного кофейного экстракта пос­ле сублимационной сушит на фракцию крупных частиц с разме­рами более 1,1 мм, мелких с размерами менее 0,87 мм и фрак­цию частиц среднего размера. Далее среднюю фракцию разделяют на основную и побочную части и соединяют первую с фракцией мелких частиц. Объединенную фракцию подвергают паровой об­работке, при которой частицы темнеют; сушат и соединяют с сублимированными частицами побочной части средней фрак­ции.

Кофейный экстракт можно получить с помощью центрифуги с боковыми отверстиями, в камеру которой подают кипяченую воду температурой 90-100 °С. Экстракцию проводят по ступенча­тому режиму: первый период — при частоте вращения центрифу­ги 3-6 с^-1; выдержка без вращения в течение 30 — 60 с; оконча­тельная экстракция при вращении.

Рассмотрим еще один процесс получения быстрорастворимого кофе. Он состоит из двух основных операций: получения концент­рата и обезвоживания концентрированного экстракта. Водный экс­тракт примерно 25%-ной концентрации получают в условиях, обеспечивающих сохранение летучих компонентов кофе. На вто­рой стадии экстракт обезвоживают до влажности 2-5%. Обезво­живание проводят обычно в распылительных сушилках типа Niro или установках сублимационной сушки типа Atlas. Распылитель­ная сушка дешевле и производительнее, но сублимационная обес­печивает более высокое качество продукта, так как обезвожива­ние экстракта проходит в более мягких условиях. Порошок может быть дополнительно агломерирован или гранулирован для удоб­ства дозирования при потреблении.

Конечный продукт представляет собой порошок, в котором максимально сохраняются ароматические и вкусовые вещества кофе. Для заваривания чашки кофе (170 мл) берут 2-3 г быстро­растворимого порошка и получают душистый напиток плотнос­тью 18-25 г/см³.

Ф. Г. Нахмедовым разработан следующий способ производства растворимого кофе. Кофе обжаривают, измельчают. Проводят экс­трагирование в две стадии. Перед началом второй стадии в кофе вводят ферментный препарат ксилоглюканофоетидин в количе­стве 0,3-0,5% массы сырья и воду в соотношении 1: (2-4). Смесь выдерживают при 40-60 °С в течение 2-5 ч, затем экстрагируют при 165-175 ⁰С в течение 2,5-3,5 ч, полученный экстракт сме­шивают с ароматной фракцией первой стадии экстрагирования в соотношении (40:60) — (50: 50).

Торбен Бринк Ларсен запатентовал способ экстрагирования жареного и молотого кофе в экстракторе, в соответствии с кото­рым кофе предварительно увлажняют перед его подачей в экстрактор. Кофе увлажняют путем перемешивания с водой при 20-100 ⁰С для получения содержания воды 20-50 мас. %, а увлажненный кофе подают в удлиненный экстрактор. Газы и водяной пар удаляют из экстрактора для получения давления в пределах между 6 кПа и давлении, соответствующем давлению пара воды. Жидкость подают на один конец откаченного экстрактора для его заполнения и экстрагирование проводят при температуре бол 100 °С. Водный экстракт, содержащий как летучие ароматические, так и нелетучие кофейные компоненты, удаляется через другой конец экстрактора. [22]

Растворимый кофе выпускают в 3 видах – в зависимости от технологии производства: порошковый (спрей), гранулированный (агломерат) и сублимированный («фриз-драйд»).

Самый дешевый способ производства растворимого кофе – это производство порошка. Сырой кофе проходит очистку, после чего его обжаривают. Затем зерна дробят до частиц размером 1,5-2 мм. Следующая технологическая операция – извлечение растворимых веществ горячей водой под давлением. Для этого мелко размолотый кофе обрабатывают 3-4 часа горячей водой под давлением 15 атмосфер. После охлаждения полученный экстракт фильтруют, удаляют нерастворимые и смолистые вещества и сушат горячим воздухом. Затем полученную порошкообразную массу охлаждают.

Агломерация (от латинского agglomero – «присоединяю, накопляю») – этот термин из области металлургии означает способ окусковывания мелких металлов спеканием для улучшения их металлургических свойств. Гранулированный кофе – это уже не порошок, который налипает на ложку, а кофе, сбитый в мелкие комочки паром. Производственный цикл почти не отличается от производства порошка. Разница только в последнем этапе, когда порошок сбивают в гранулы паром. Следует заметить, что интенсивное давление изменяет молекулярную структуру зерна и оказывает вредное влияние на аромат и вкус кофе.

И, наконец последний – сублимированный кофе. Сублимация (от латинского sublimatio – «возвышение, вознесение») – обезвоживание, высушивание замороженных продуктов под вакуумом при низком давлении. Сублимационная сушка сохраняет основные биологические качества материала, т.к. при этом кислород воздуха не окисляется и не изменяется объем продукта. Сублимация позволяет получать продукты высокого качества, приближающиеся по органолептическим показателям к свежим. Это самый новый метод производства растворимого кофе. Он самый дорогой, но позволяет максимально сохранять все исходные свойства натурального кофе.

Суть его производства заключается в том, что кофейный отвар замораживают при очень низких температурах. В результате образуются ледяные кристаллы. Эти кристаллы обезвоживают под вакуумом – именно благодаря этому в кофе сохраняются натуральные полезные вещества. Такой кофе обладает более тонким вкусом и ароматом. Обезвоженную массу разбивают – в результате получают кристаллы неровной формы, которые мы и видим в кофейных баночках.

Технология «фриз-драйд» произвела революцию в производстве и повышении потребления растворимого кофе. Она открыла новое качество продукта для потребителя и изменила рынок кофе в целом.

Отличительной особенностью этого процесса изготовления растворимого кофе является сохранение в сублимированном – высушенном – продукте большинства его исходных характеристик. Прежде всего сохраняется его естественный аромат, а также вкусовые отличия и цвет. Эта технология позволяет в максимальной степени сохранить и передать вкусовые особенности натурального кофе. Сушка замораживанием – процесс «фриз-драйд» представляет собой удаление замороженной влаги из глубоко замороженного продукта. Это происходит в условиях высокого вакуума и при температуре значительно ниже точки замерзания.[15]

Процесс производства кофе под названием «сушка замораживанием», или «фриз-драйд», состоит из следующих этапов. Сначала концентрированный экстракт кофе охлаждают и вспенивают в соответствии с требованиями по плотности и цвету конечного продукта. Затем охлажденный и вспененный экстракт замораживают – он превращается в твердый целиковый лед – на специальной транспортерной ленте. Замораживание обеспечивается прогоном воздуха низких температур. За этим следует грануляция – лед проходит процесс гранулирования (дробления). Размер гранул регулируют в зависимости от требований к конечному продукту. Гранулы помещают на специальные подносы.

Следующий этап – «фриз-драйинг» – холодная сушка. Подносы с гранулами замороженного экстракта подают в емкость, где обеспечивают вакуум. Емкость представляет собой горизонтально расположенный цилиндр со встроенными испарительными конденсаторами.

Внутри цилиндра размещают транспортер для подносов и систему нагревательных элементов. Система нагревательных элементов может быть радиационного типа – тепло передается продукту путем излучения). Второй тип – контактный. В системе контактного типа тепло от нагревательных элементов передается при непосредственном контакте с продуктом.

На последнем этапе готовый продукт – растворимый кофе – выводят из вакуумной камеры путем опорожнения подносов. «Фриз-драйд» кофе через воронку поступает в специальный бункер для кратковременного хранения. После этого кофе готов к расфасовке в банки. [27; 22]

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. [27]

Содержание влаги в сыром кофе играет важную роль при его экспорте и мипорте, т.к. все расчеты производятся на основе показателя влажности. Сырые зерна кофе относятся к группе продуктов, обладающих каппилярно-пористой коллоидной структурой. Содержание воды в сырых зернах кофе по норме, принятой Международной организацией кофе должно составлять 12±1 %. Но в зависимости от условий хранения и транспортирования влажность сырого кофе колеблется в пределах 9-14%.

Сырые кофейные зерна, в расчете на сухое вещество, содержат 32-36% экстрактивных веществ, стабильно сохраняющихся в течение семи и более лет при нормальных условиях хранения. В состав сухого вещества сырого кофе входят следующие основные компоненты: такие алкалоиды, как кофеин – 0,7-2,5%. Это вещество без цвета и запаха, в водном растворе дает горький привкус. Количество кофеина в зернах в значительной степени изменяется в зависимости от сорта кофе. Кофеин содержится в тех или иных количествах более чем в ста растениях, однако лишь в плодах кофе, какао, гуараны и листьях чая его достаточно много. На содержание кофеина в напитке также влияет степень прожаривания зерен, причем более прожаренные зерна, как для кофе эспрессо, дают меньше кофеина. Содержание кофеина в зернах играет очень важную роль при оценке качества сырья и установлении технических требований на него. Следует помнить, что кофеин, обладая горьким вкусом, тем не менее почти не влияет на вкус кофе. Поэтому связывать горечь кофе с наличием в нем кофеина – большое заблуждение. Горький кофе – совсем не значит крепкий, и наоборот – крепкий, это значит горький. Помимо кофеина в кофейных зернах содержится еще один алкалоид – тригонеллин. Он хорошо растворяется в воде, но термически нестабилен. При обработке кофейных зерен легко превращается в никотиновую кислоту (витамин РР). В отличие от кофеина он не возбуждает и не обладает наркотическим эффектом, однако участвует в образовании вкуса и аромата обжаренного кофе. Также содержатся и такие алкалоиды как теобромин (1,5-2,5 мг%) и теофиллин (1-4 мг%). Следует упомянуть очень сложное по составу вещество – кафеоль. Включая в себя почти две с половиной сотни компонентов, оно является носителем характерного кофейного аромата.

Привкус горечи придают кофейному напитку сложные органические вещества – танины. Для их нейтрализации в кофе добавляют молоко или сливки. Они связывают танины, и напиток теряет горечь. В сырых зернах кофе содержание танина варьируется в пределах от 3,6 до 7,7%. В процессе обжаривания количество танина резко уменьшается и в готовом продукте его остается 0,5-1%. Снижение танина во время обжаривания не считается отрицательным фактором, т.к. способствует формированию вкуса и цвета кофе, однако при чрезмерном нагревании танин полностью разлагается. Пустой или «плоский» вкус обжаренного кофе иногда можно объяснить исчезновением танина. [26; 21]

Белковые вещества содержатся в кофе в количестве от 9 до 19,2%; жир (липиды) – 9,4-18% (он практически полностью остается в сухом остатке и в готовый напиток не переходит); сахароза – 4,2-11,8% (растворимые углеводы – сахароза, фруктоза и галактоза в структуре жареного кофейного зерна занимает от 25% до 28% всех растворимых компонентов); моносахариды – 0,17-0,65%; клетчатка – 32,5-33,5%; пентозаны – 5-7%; дубильные вещества – 8,7-11,9%; минеральные вещества – 3,7-4,5%.

На долю углеводов приходится 50-60% общей массы сырых кофейных зерен. В процессе обжаривания происходят глубокие изменения в составе углеводного комплекса кофе. Сахароза практически полностью исчезает, ее остается 0,56%. В начале обжаривания резко падает содержание моносахаридов, но к концу процесса оно существенно возрастает. Колебания в составе и количестве моносахаров в кофе при его тепловой обработке объясняется расходом некоторой их части на процессы карамелизации и меланоидинообразования, а затем увеличением их концентрации за счет гидролиза клетчатки, пентознов и других полисахаридов.

В сырых кофейных зернах присутствуют такие минеральные вещества, как: калий, магний, кальций, натрий, железо, марганец, рубидий, цинк, медь, стронций, 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. Во время обжаривания кофе содержание минеральных веществ повышается до 5-7%, что связано с большими потерями сухого вещества.

Зерна кофе содержат более трех десятков различных органических кислот, в том числе такие органические кислоты, как: лимонная – 0,3%, яблочная – 0,3%, винная – 0,4%, щавелевая – 0,05%, кофейная – 0,2%, хлорогеновая – 4-10,9% – заслуживает особого внимания. Хлоргеновые кислоты включают в себя около 10 соединений, содержащихся в кофе, а подобные им соединения обнаружены и в других растениях. Несмотря на то, что во время обжарки кофейное зерно теряет ее на 60%, все же оставшейся части достаточно, чтобы придавать кофе немного вяжущий привкус. По содержанию хлорогеновой кислоты кофейное зерно представляет собой уникальный продукт, т. к. ни в каких других растениях она в таком количестве не встречается. Она стимулирует обмен азота, помогает строить молекулу белка. Важна роль хлорогеновых кислот в формировании цвета кофе во время обжаривания. При нагреве хлорогеновые кислоты разрушаются и вступают в реакции с аминокислотами и белками с образованием темноокрашенных продуктов. Также в кофейных зернах содержится уксусная, оксаловая, пировиноградная кислоты. В обжаренном кофе идентифицировано более 350 ароматических веществ. Специальный аромат жареному кофе придают эфирные масла. Содержащиеся в них продукты фенола обладают определенным антисептическим действием. Влажность сырого кофе – 9-12%. Также в кофе обнаружены такие витамины и ферменты, как: тиамин (витамин В₁), рибофлавин (В₂), пантотеноая кислота, никотиновая кислота (РР), пиридоксин (В₆), витамин В₁₂ и токоферол (Е). [26; 21]

Что касается кофе, как напитка, то его пищевая ценность следующая: в 100 г напитка без сахара содержится: белков – 0,2 г, жиров – 0,6 г, углеводов – 0,1 г, кальция – 5 мг, витамина РР – 0,6 мг, калия – до 9 мг, фосфора – 7 мг, железа – 2 мг.

Пищевой ценности кофе практически не имеет, хоть и содержит белок. Стограммовая чашка напитка дает всего 9 килокалорий. Однако как источник минеральных веществ, в основном калия, кофе играет немаловажную роль. Также важно значение кофе, как носителя витаминов Р, необходимых для укрепления кровеносных сосудов. Чашка кофе содержит 20% суточной потребности организма в этом витамине.

1884 г. – в Петербурге открылась международная выставка садоводства. На ней желающие могли научиться искусству обжарки кофе и приготовлению этого напитка.

В 80-90 годах XIX века французы основали первую кофейную плантацию во Вьетнаме, а англичане посадили первые кофейные деревья в далекой Австралии.

Первый приемлемый растворимый кофе изобрел американский химик японского происхождения Сатори Като в Чикаго в 1901 году. Легкость получения готового питья обеспечила этому замечательному изобретению большую популярность в американской армии во время Первой мировой войны.
В 1903 г. немецкий импортер кофе Людвиг Розелиус, получив груз кофейных зерен, подмоченных морской водой, отдал его образцы на исследование. Ученые смогли удалить кофеин, не изменяя исходного аромата. В 1905 г. Розелиус запатентовал изобретение кофе без кофеина. Он продавал этот кофе под названием Sanka (сокращенное sans caffeine — без кофеина).

1940 год. США импортируют 70% мирового урожая кофе.

1963 г. считается годом создания Международной организации по кофе (International Coffee Organization, ICO), основной задачей которой является реализация положений Международного соглашения по кофе, призванного содействовать развитию сотрудничества в области производства, торговли и переработки кофе. Членами организации являются 62 страны.

В 1970 г. одна из небольших американских компаний, специализировавшихся на жарке кофе, стала добавлять в продукт ароматические приправы. Так появился ароматизированный кофе. В 1975 году происходит первый мировой кофейный кризис. Из-за заморозков в Бразилии погиб практически весь урожай кофе. В результате, мировые цены на кофе выросли вдвое практически за день. Кофе стоит примерно в 8 раз дороже, чем в 1974 году.

В 1993 году страны-экспортеры объединились в Ассоциацию Стран Производителей Кофе (АСПК), что позволило сдерживать чрезмерное падение цен на зелёный кофе путем регулирования цен и увеличения резервных поставок. В настоящее время кофейная торговля по объему продаваемой продукции занимает второе место в мире — после торговли нефтью. 1999 год – второй мировой кофейный кризис. В Бразилии погибло 40% урожая кофе. 2003 год – японские генетики вывели вид кофейного дерева, плоды которого не содержат кофеина. Начиная с 2002 года мировые цены на кофе начинают расти. В 2002 году фунт кофе (примерно 0.45 кг) стоил $0.48. В 2003 году он подорожал на $0.04, и еще почти на $0.08 за первые три месяца 2004 года. Кофе подорожал почти на 50% по сравнению с уровнем конца 2001 года.

В настоящее время в мире существует огромное количество кофейных плантаций. Как же они появились? Не только европейские колонисты, но и католические миссионеры и целые религиозные общины участвовали в распространении кофе по всему миру. Обычно новым растением раньше других заинтересовываются монахи, большие любители ботаники, и, как когда-то в Йемене, кофейные деревья начинают выращивать в монастырских садах.
Франция становится первым поставщиком кофе в Европу. Французы сажают кофейные деревья не только на всей территории Мартиники, но и на островах Гваделупа и Сан-Доминго (в настоящее время Гаити), и, начиная с 1730 г., кофе быстро распространяется по всем французским колониям Антильских островов.

Одновременно кофе захватывает все новые территории, принадлежащие и другим странам. Испанцы завозят его в Пуэрто-Рико и на Кубу, а позднее – в Колумбию, Венесуэлу и на Филиппины. Из голландской Гвианы (ныне Суринам) кофе распространяется на территорию французской Гвианы, а оттуда в 1727 г. – благодаря португальцам – в Бразилию. В 1730 г. англичане начинают выращивать кофе на Ямайке, где и сегодня производится знаменитый сорт “Блю Маунтен”.

К 1830 г. голландские колонии на Яве и Суматре становятся основными поставщиками кофе в Европу. Португальцы и голландцы привозят в Бразилию и на Яву огромное количество рабов, что позволяет значительно расширить тамошнее производство кофе. Индия и Цейлон, за спиной которых стоят англичане, пытаются конкурировать с голландцами, однако им так и не удается перехватить у них пальму первенства в торговле кофе. На протяжении всего XIX в. ржавчинный грибок Hemileia vastatrix буквально съедает в Азии весь урожай кофе. Это печальное обстоятельство, однако, способствует выдвижению Бразилии на первый план: именно эта страна всего за несколько лет становится главным поставщиком кофе в мире, и это положение сохраняется до сегодняшнего дня. В конце XIX в. кофе распространилось на Восток и на Запад, охватив весь земной шар вдоль экватора широким поясом от тропика Рака до тропика Козерога. Здесь повсеместно в голландских, французских, английских, испанских и португальских колониях процветали огромные плантации кофейных деревьев. Длительное путешествие кофе завершилось в начале XX в. в Странах Восточной Африки, находящихся под английским и немецким протекторатом (современные Кения и Танзания). Кофе теперь высаживали на склонах гор Кения и Килиманджаро, всего в нескольких сотнях километров от Эфиопии, исторической родины кофе. Так закончились девять веков, потребовавшихся для того, чтобы кофе распространилось по всему миру. (Приложение А) [23]

В начале XVIII века в Бразилии кофе еще не выращивают. В 1727 г. португальцы, вынужденные урегулировать пограничный конфликт между французской и голландской Гвианами, воспользуются своей ролью посредников и выкрадывают несколько драгоценных саженцев кофейного дерева.
Лейтенант Франциско де Мальо Палета командирован в Гвиану для решения спорного вопроса. Лейтенанта торопят тогдашний губернатор и жена, так что он быстро справляется с поставленной задачей. По слухам, в благодарность за услуги он получает от жены губернатора букет цветов, среди которых несколько черенков кофейного дерева. Однако версия о том, что он совершенно официально получил тысячу зерен кофе и пять саженцев, представляется более благовидной. Впрочем, как бы там ни было, Палета вернулся в Бразилию с ценным грузом – будь то черенки, зерна или саженцы. Посадки кофе поначалу имели скромные размеры и предназначались для местного потребления. Однако растение так легко приспособилось к местной топографии, к особенностям земли и климата, что очень скоро плантации стали увеличиваться. И в 1765г. первые суда с грузом кофе прибывают в Лиссабон. Первым бразильским плантаторам приходилось осваивать под палящим солнцем гигантские пространства джунглей, где кишели москиты. Они были вынуждены сажать не только кофейные деревья, но и – в первую очередь – продовольственные культуры для собственного пропитания. Необходимо было также охранять свои семьи, рабов, технику и урожай. Они селились в полной изоляции в глубине тропических лесов, где их фазенды (плантации) были единственным свидетельством человеческого присутствия среди девственно дикой природы. Но постепенно кофе завоевывал любовь жителей городов Европы и Америки, и плантаторы начали богатеть, фазенды – укрупняться, и жизнь становилась более приятной. Наступала эпоха беспрецедентного процветания кофейного производства. Как отмечает Стенли Штейн в своей книге “Вассура, бразильская кофейная страна, 1850-1900”, кофе оказало колоссальное влияние на экономику и социальную жизнь Бразилии. С экономической точки зрения, производство кофе ставило благосостояние населения страны в опасную зависимость от весьма капризной сельскохозяйственной культуры, зависевшей, в свою очередь, от колебаний цен на мировом рынке и погодных условий. Ледяные ветры с Анд часто приносили сильные заморозки, грозившие гибелью кофейным деревьям. А с точки зрения социальной, именно производство и торговля кофе породили новую бразильскую аристократию – кофейных королей, владевших огромными фазендами и живущих на широкую ногу. Они способствовали также существенному притоку в страну африканских рабов, работавших в поистине нечеловеческих условиях. Мало кто понимал, каких страданий стоит утолить постоянный голод европейского рынка. Гасиенды и фазенды, гигантские плантации кофе в испанских и португальских колониях, процветали благодаря системе рабовладения. В 1840-1850 годах более 370000 рабов было на незаконных основаниях, хотя и совершенно открыто, завезено из Африки в Бразилию. Рабство было отменено в испаноговорящих странах уже в 50-х годах XIX века., но в Бразилии существовало вплоть до 1888 года. (Приложение Б) [7]