Какое вещество содержится в зернах кофе
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
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.
- Теобромин
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
Теофиллин стимулирует дыхательную функцию. Облегчает дыхание, уменьшает выраженность эпизодов одышки. Способствует повышению пульса, стимулирует сердечную деятельность.
- Тригонеллин
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.
Хлорогеновые кислоты представляют собой редкие соединения, присутствующие в зеленых кофейных зернах в больших количествах. Вещества образуются в ходе реакций этерификации хинной, коричной, кофейной кислот. Содержание хлорогеновых кислот в сырых зернах достигает 10%.
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
Вещество | Эффекты |
| Витамины группы В |
|
| Токоферол |
|
| Эргокальферол (витамин D) |
|
| Каротиноиды |
|
| Кальций |
|
| Калий |
|
| Магний |
|
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.
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 – самый распространенный напиток в современной Европе и Америке. Большинство местных жителей уверены, что все начинается с кофе: утро, дела, любовь.
Умение пить кофе – целое искусство, которое требует соответствующего антуража. Там никто не говорит «кружка кофе», потому что настоящий кофе измеряется чашечками. И хотя вкус и рецепты приготовления кофе могут быть разными, все равно – это кофе.
Медики многие годы не могут прийти к единому мнению о полезности или вреде кофе, а чаша весов колеблется на глазах у миллионов поклонников этого напитка. Вряд ли кто-нибудь из настоящих кофеманов, узнав об очередном сенсационном открытии о вреде любимого напитка, изменил своим привычкам, да и специалисты постепенно приходят к очевидному выводу – все зависит от количества кофе и особенностей организма.
Кофеин – вещество, которому кофе обязан своей популярностью. О кофеине слышали все – это психостимулирующее вещество, активизирующее кору головного мозга, растормаживающее и снимающее сонливость.
Но в кофейных зернах содержится множество и других веществ, которые, сочетаясь, создают вкус, аромат и бодрящие свойства кофе.
По последним данным, химический анализ кофе позволил выявить более ста элементов.
Процентное содержание веществ зависит от сорта кофе, метода обжаривания зерен и приготовления напитка, но набор химических элементов остается неизменным.
Химический состав сырых зерен кофе
Основные компоненты кофейных зерен:
- Азотистые вещества – 13,9{ff3290b889689e93688dc8b73290c9f83eb66bc381a1eb5e1a8ac1930feb8ef5};
- Жиры – 14,4 {ff3290b889689e93688dc8b73290c9f83eb66bc381a1eb5e1a8ac1930feb8ef5};
- Кофеин – 1,2-2,5 {ff3290b889689e93688dc8b73290c9f83eb66bc381a1eb5e1a8ac1930feb8ef5};
- Минеральные вещества – 3,9{ff3290b889689e93688dc8b73290c9f83eb66bc381a1eb5e1a8ac1930feb8ef5};
- Сахар – 2,8{ff3290b889689e93688dc8b73290c9f83eb66bc381a1eb5e1a8ac1930feb8ef5};
- Витамины – B6, В2, PP.
Это далеко не исчерпывающий список, но и из него видно, что кофеин – не единственное действующее вещество.
Кроме перечисленного, в составе кофе есть фосфор, железо, калий и кальций, в полезных свойствах которых никто не сомневается.
В сырых кофейных зернах содержатся сложные органические вещества, которые при обжаривании значительно изменяются. Потому каждый сорт кофе обладает особенной комбинацией этих веществ.
Химический состав жареных кофейных зерен
Состав жареного кофе изменяется в зависимости от места произрастания и от степени обжарки. Зерна при этом теряют значительную часть влаги, а также образуются газы, что дает увеличение объема зерен.
После обжарки кофе становится легче на 15—25{ff3290b889689e93688dc8b73290c9f83eb66bc381a1eb5e1a8ac1930feb8ef5}. Ее степень зависит только от вкуса потребителя. Американцы предпочитают совсем светлый кофе, а шведы и итальянцы – очень черный, французы выбирают кофе среднего цвета. Вариации цвета можно объяснить карамелизацией сахаров.
Сахароза, которая содержится в зернах кофе, при высокой температуре превращается в карамелин, придающий коричневый цвет напитку. Происходит также частичный распад нерастворимых полисахаридов на растворимые углеводы.
При обжаривании образуется сложное вещество, благодаря которому мы и наслаждаемся ароматом кофе, – кофеоль. Его содержание в готовом к употреблению кофе достигает 1,5{ff3290b889689e93688dc8b73290c9f83eb66bc381a1eb5e1a8ac1930feb8ef5}.
Содержание кофеина в обжаренных зернах
Кофеин в чистом виде был выделен из кофейного экстракта еще в двадцатых годах XIX века. В 1897 году немецкому физику Г. Фишеру удалось синтезировать этот алкалоид. Содержание кофеина в зернах при обжаривании не изменяется, а масса зерен уменьшается.
Следовательно, процентное содержание кофеина в обжаренном кофе выше, чем в сыром. При приготовлении напитка кофеин почти полностью переходит в готовый кофе. В арабике кофеина гораздо меньше, чем в робусте – в стандартной чашке кофе, соответственно, 0,10 г и 0,25 г.
Узнайте, как выбрать чайник для газовой плиты!
О преимуществах кофеварки гейзерного типа можно узнать здесь.
Небольшие дозы кофеина благотворно влияют на организм, происходит некоторое возбуждение центральной нервной системы, стимулируется рефлекторная возбудимость спинного мозга, активизируется дыхательная функция легких, а само дыхание становится более глубоким.
Работа поперечно-полосатых мышц усиливается, тонус сердца улучшается, и повышаются жизненные силы организма. Лечебная доза кофеина, применяемая медицинской практике, составляет 0,25-1,5 г в сутки.
Полезные составляющие кофе
В кофейных зернах присутствуют более 30 органических кислот. Хлорогеновая кислота, содержание которой в сырых зернах составляет 4-8{ff3290b889689e93688dc8b73290c9f83eb66bc381a1eb5e1a8ac1930feb8ef5}, при разложении образует терпкий привкус кофе. При термической обработке около половины этой кислоты теряется.
Известно, что воздействие хлорогеновой кислоты на нервную, кровеносную, дыхательную и пищеварительную системы подобно действию кофеина. Некоторые ученые уподобляют ее действие действию половых гормонов.
Тригонеллин – еще один алкалоид, находящийся в зернах кофе. Обладая возбуждающим действием, он во многом отвечает за вкус и запах обжаренных зерен. При термической обработке тригонеллин разрушается и при этом образуется никотиновая кислота.
Кофе – ваш вечный спутник? Тогда вам необходимо знать калорийность кофе!
Как правильно выбрать кофеварку для дома, можно узнать здесь.
Чем хорош стеклянный электрический чайник, читайте по этому адресу: <https://ahotcup.com/posuda/chajjniki/ehlektricheskijj-chajjnik-iz-termostojjko.html
Никотиновая кислота – противопеллагрическое, сосудорасширяющее средство, улучшающее углеводный обмен и кровообращение. Эта кислота имеет выраженное детоксикационное действие, с ее помощью улучшаются функции печени и кроветворная функция в костном мозге. Кроме того, нормализуется уровень холестерина. Потребность взрослого человека в никотиновой кислоте – 15 мг в сутки, в чашке кофе-эспрессо – 1,67 мг, в «домашнем» кофе – 1,02 мг.
В странах Южной Америки, где нет полноценного питания и должен был бы неизбежно возникнуть авитаминоз, пеллагра (очень неприятная болезнь, связанная с недостаточным питанием) почти не наблюдается.
Это обстоятельство ученые объясняют традиционным употреблением кофе, восполняющим дефицит никотиновой кислоты в полной мере. Кофейное масло состоит из глицеридов пальмитиновой, стеариновой, каприоновой и линоловой кислот. В готовый напиток жирные вещества не переходят.
Приятный аромат кофе образуется при обжаривании зерен и объясняется проявлением эфирных масел. Масла эти обладают противомикробным действием, поскольку содержат терпены и продукты фенола.
Как пить кофе без вреда для здоровья
Многие из нас не представляют себе жизни без чашки кофе. Но как известно, польза или вред от чего угодно зависит от дозировки.
Хлорогеновые кислоты повышают кислотность желудка, особенно если речь идет о растворимом кофе. Чашка растворимого напитка натощак может со временем привести к изжоге, гастриту, проблемам с печенью и поджелудочной железой.
Содержание кофеина в кофе разных сортов составляет 0,6-2,4{ff3290b889689e93688dc8b73290c9f83eb66bc381a1eb5e1a8ac1930feb8ef5}. Растворимый кофе – месторождение кофеина, содержит 4,5—5{ff3290b889689e93688dc8b73290c9f83eb66bc381a1eb5e1a8ac1930feb8ef5}. Если при изготовлении была использована робуста, содержание кофеина достигает 7,7{ff3290b889689e93688dc8b73290c9f83eb66bc381a1eb5e1a8ac1930feb8ef5}. Предположим, на один стакан воды мы берем одну чайную ложку растворимого кофе (что случается редко), тогда одна чашка напитка снабжает нас суточной дозой кофеина (0,19 г).
Чтобы кофе приносил исключительно удовольствие, врачи советуют не превышать двух доз кофеина, что равно приблизительно 3 чайным ложкам молотого кофе, и совершенно отказаться от растворимого напитка.
Еще одна настоятельная рекомендация – не пить кофе без кофеина. Оказывается, в очищенном от кофеина напитке содержится канцероген метиленхлорид, вызывающий проблемы гораздо более серьезные, чем бессонница.