Факторы, влияющие на ассортимент и качество кофе

Род кофейного дерева Соffеа насчитывает до 40 видов, из которых только три выращиваются в промышленных масштабах, в том числе кофе аравийский (arabica), либерийский (liberica) и робуста (robusta). Более половины мировой продукции кофе составляют семена вида arabica, имеющие однородный красивый зеленый цвет с синеватым или сероватым оттенком и дающие напиток нежного, приятного вкуса с тонким кофейным ароматом, приходится более половины мирового производства кофе. Длина зерен этого вида кофе составляет 9-15 мм, ширина 8-10, толщина 5-6 мм. Культивируют аравийское кофейное дерево в Центральной Африке и Южной Америке. Liberica - менее распространенный вид кофе. Его зерна по внешнему виду напоминают аравийский кофе, но несколько крупнее. Культивируют его на Западном побережье Африки.

Кофейное дерево robusta имеет очень много разновидностей, в связи с чем качество кофе этого вида неоднородно от низкого до хорошего. Семена кофе округлые, мелкие, желтого цвета различных оттенков и интенсивности, с высоким содержанием кофеина. Робуста - наиболее урожайный вид кофе, выращиваемый главным образом в Восточной Африке. Находятся семена кофейного дерева в сочной мякоти плодов-костянок, которые сходны по внешнему виду, размеру и окраске с крупноплодной вишней. Два плосковыпуклых семени, прижатых друг к другу плоскими боками, размещаются в плодовой мякоти. При этом каждое семя одето в роговидную желтоватую оболочку, называемую пергаментной или роговой, под которой находится семенная оболочка серебристая кожица. Вдоль всего семени по плоской стороне пролегает бороздка-желобок. Состоит семя из эндосперма и небольшого зародыша. В составе кофейных плодов в среднем на долю семени приходится 26%, на долю оболочек - 6, на долю плодовой мякоти - 68%. Начинают сбор созревших плодов спустя 6-7 мес. после цветения, когда окраска их становится темно - малиновой. С 5-6-летнего возраста кофейные деревья в течение 50-70 лет дают урожай от 0,5 до 3 кг сырого кофе. Урожайность кофе, в зависимости от вида, места и погодных условий, колеблется от 0, 03 до 2т с 1 га. Качество кофе в значительной мере зависит от первичной переработки кофейных плодов, которая производится непосредственно на плантациях и состоит из двух основных операций - отделения семян от плодовой мякоти и оболочек и сушки. Соблюдение правил сушки обеспечивает протекание определенных биохимических процессов, формирующих качество готового кофе. Для освобождения семян от мякоти и оболочек существуют сухой и мокрый способы. Сухой метод состоит в том, что плоды кофе высушивают на солнце или в сушилке вместе с мякотью, а затем снимают мякоть и пергаментную оболочку на специальных обдирочных машинах. При мокром способе мякоть удаляют на специальных машинах - пульперах, представляющих собой вращающиеся с различной скоростью терочные цилиндры. На цилиндры непрерывно подают воду, которая смывает с цилиндров снятую мякоть. После обработки на обдирочных цилиндрах на зернах остается часть мякоти. Для облегчения удаления остатков мякоти плоды складывают на несколько часов в чаны или цементные бассейны, в которых масса подвергается брожению. В процессе брожения мякоть размягчается и затем легко удаляется путем промывания в проточной воде в желобах, лозовых корзинах или на машинах. Сушат промытые семена на солнце по 3 - 4 часа в сутки на грунтовых утрамбованных или бетонированных сушильных площадках при непрерывном помешивании. Сушка кофе - это одна из важнейших операций для получения продукта высокого качества. Быстрая сушка препятствует ферментации кофе, а медленная удлиняет ферментативные процессы. Соблюдение правил сушки обусловливает определенный характер биохимических процессов, формирующих качество готового кофе.

В местах производства сухие зерна кофе обычно хранят в джутовых мешках по 60 кг и в такой же упаковке экспортируют. Иногда используют также двойные полиэтиленовые мешки, многослойные бумажные мешки с прослойкой из полиэтилена и джутовые мешки с полиэтиленовым вкладышем. В условиях высокой влажности применяют бестарное хранение кофе в ларях на складах с кондиционированным воздухом, а также в герметичных изотермических бункерах из бетона, железа и алюминия.

При длительном хранении сырого кофе основной задачей является не допустить значительных колебаний температуры внутри помещений, что достигается с помощью герметизации и теплоизоляции складов и систематического вентилирования складского помещения и поддержания в нем температуры около 10°С (но не выше 2°С), а также относительной влажности воздуха на уровне 70% (но не выше 75%). Это обеспечивает поддержание стабильной равновесной влажности зерен на уровне 12%, что на 2% ниже предельно допустимой. Зерна приобретают затхлый, а иногда и плесневелый запах, не исчезающий при обжаривании, при повышении их влажности до 15-18%. Этот дефект можно несколько ослабить лишь путем озонирования. В местах производства сырой кофе хранят от одного до 10 лет. Известно, что аравийский кофе из Йемена приобретает наиболее высокое качество после трех лет хранения, а бразильский - после 8-10 лет. В процессе хранения происходят биохимические процессы дозревания зерен, выражающиеся в исчезновении неприятного травянистого вкуса, повышении экстрактивности готового кофе, усилении кофейного аромата и появлении желто-коричневых оттенков. Исследованиями установлено, что в улучшении товарных свойств сырого кофе при хранении, помимо клеточных ферментов, большую роль играют микроорганизмы. С целью ускоренного дозревания сырого кофе вместо длительной выдержки применяют специальную химическую обработку семян в течение 5-6 дней. Химический состав кофейных зерен: 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, в%: кофеин - 0,7 - 2,5; белковые вещества - 9-19,2; жир - 9,4 - 18; сахароза - 4,2 - 11,8; моносахариды - 0,17 - 0,65; клетчатка - 32,5-33,5; пентозаны - 5 - 7; дубильные вещества - 8,7 - 11,9; минеральные вещества - 3,7 - 4,5; органические кислоты: хлорогеновая - 4 - 10,9; лимонная - 0,3; винная - 0,4; яблочная - 0,3; щавелевая - 0,05; кофейная - 0,2. Влажность сырого кофе - 9 - 12%. Наибольшее влияние на организм человека при употреблении кофе из перечисленных веществ оказывает алкалоид кофеин, или 1,3,7-триметилксантин, являющийся производным пуриновых оснований. Кофе оказывает благоприятное физиологическое действие на организм благодаря содержанию кофеина, выражающееся в регулировании уровня глюкозы в крови и повышении общего тонуса и работоспособности человека. В кофе кофеин находится как в свободном состоянии, так и в соединении с калием и хлорогеновой кислотой в виде кофеин-хлорогеново-кислого калия; при этом преобладает связанная форма. Более высокие сорта кофе отличаются пониженным содержанием кофеина, а низкосортный африканский вид робуста может накапливать до 3,2% кофеина. В процессе хранения кофе содержание кофеина в зернах практически не изменяется, а при обжаривании увеличивается, изменение содержания кофеина в кофе показано в приложении 1.

Специфично для отдельных ботанических видов и сортов кофе содержание белковых веществ. Аравийский кофе примерно на 3% меньше содержит белковых веществ, чем кофе робуста, при этом внутрисортовые колебания не превышают 2%. Установлена положительная корреляционная зависимость между количеством кофеина и азотистых веществ. В процессе хранения их общее содержание не изменяется, но наблюдается увеличение фракции водорастворимых белков с высокой степенью электропроводности. Также обнаружено в составе азотистых веществ кофе 20 свободных аминокислот, количество которых при хранении практически не изменяется. Установлено, что кофе высшего сорта отличается более высоким содержанием свободных аминокислот по сравнению с кофе 1 сорта. При этом кофе высшего сорта отличается более высоким содержанием свободных аминокислот (до 923 мг%) по сравнению с кофе 1-го и 2-го сортов (до 480 мг%). В кофейных зернах содержание жира (кофейное масло) подвержено существенным межвидовым и внутривидовым колебаниям. Самое низкое содержание жира у индийских сортов кофе. Отличительной особенностью кофейного масла является высокое содержание дитер-пеновых эфиров. На долю не насыщенных жирных кислот в кофейном масле приходится более половины - 51,9 - 57,3%, в том числе преобладает линолевая кислота (37,2 - 45,6%). В кофейном масле из зерен кофе разных видов и разновидностей качественный состав жирных кислот практически идентичен. При хранении сырого кофе незначительно возрастают кислотное и перекисное числа жира, что свидетельствует о замедленном протекании внутриклеточных гидролитических и окислительных процессов. Углеводы оказывают существенное влияние на вкусовые свойства кофе и, в частности, сахара, являющиеся предшественниками многих вкусовых и ароматических веществ обжаренного кофе. Наибольшей сахаристостью отличается кофе арабика. Содержание сахаров в процессе хранения кофе незначительно снижается. Сахара в кофе представлены глюкозой, фруктозой, галактозой и сахарозой, которые составляют приблизительно 28% водорастворимых веществ. В сыром кофе аравийских сортов содержится 8,2-8,3% моносахаридов, в то же время в робусте присутствует 3,3-4,1%. В процессе хранения сырого кофе содержание сахаров снижается незначительно. Гетерополисахариды кофе представлены галактанами, маннанами, глюканами и арабанами. В состав полисахаридов зеленого кофе arabica входят арабиноза - 1,8%, галактоза - 9,3%, манноза - 20,8%, глюкоза - 6,8%. В то же время в жареном кофе и в экстракте данные сахара и ге-теропо-лисахариды присутствуют в следовых количествах (0,3% - глюкозы, 0,16-0,05% - фруктозы, 0-0,26% - маннозы и 0,02-0,3% - глюкозы и сахарозы). Таким образом, при высокотемпературной обработке и под воздействием высокого давления (до 2,5 МПа) в зернах кофе протекают крекинговые процессы разрушения, прежде всего, углеводов. В то же время клетчатка кофе, составляющая 1/3 сухого вещества кофейных зерен, формирует твердость и плотность зерен. Не позволяя разваливаться и увеличиваться в объеме при обжаривании, клетчатка кофе и позволяет получить ароматный продукт. При этом она является одним из наиболее стабильных компонентов, и отдельные виды и сорта кофе практически не отличаются между собой по содержанию клетчатки. Дубильные вещества, содержащиеся в кофе, обусловливают терпкость кофейного напитка. Более горький вкус кофе робуста объясняется тем, что в его зернах накапливается в среднем на 2, 3% больше фенольных соединений, чем в аравийском кофе. Хлорогеновая кислота в таком значительном количестве содержится в природе только в зернах кофе, придавая им специфический слабокислый и слегка терпкий вкус. Количество полифенольных соединений в процессе хранения заметно снижается, что приводит к некоторому снижению крепости кофе робуста, но к обеднению вкуса кофейных напитков из высших сортов арабика. Для кофе характерно значительное содержание кофейно-дубильной кислоты (4-11% сухой массы). Титруемая кислотность является одним из наиболее стабильно сохраняющихся его компонентов и составляет в зависимости от сорта кофе 10,8-17,8. Уровень титруемой кислотности по мере хранения кофе возрастает незначительно (за 7 лет - на 0,3-1,1°), что свидетельствует о замедленном протекании внутриклеточных гидролитических и окислительных ферментативных процессов. Содержание минеральных веществ обусловлено ботаническим видом кофе, сортовыми и региональными особенностями. В составе золы на долю основного элемента калия приходится 30-50%, на долю магния - 4-6, на долю кальция - 2,3-18%. При экстракции в кофейные напитки переходит почти весь калий, около 70% магния и половина натрия, кальция и марганца.