Танин в кофе

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.

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.

Диаграмма – химический состав кофейного зерна

В основном зеленое кофейное зерно состоит из клетчатки, воды и кофейных масел. Оставшиеся 25% – кофеин, белок, минеральные соли, антиоксидант хлоргеновая кислота (формирует вяжущий вкус кофе) и алкалоид тригонеллин (при обжарке создает уникальный аромат).

  • Более 50% в составе зеленого кофе занимают углеводы (сахара и клетчатка). Именно они формируют пенку в эспрессо и составляют так называемое тело напитка.
  • В кофе содержится множество кислот, и большая их часть выделяется именно в процессе термообработки. Они положительно влияют на работу желудка и пищеварительной системы.
  • Танины формируют горький, немного вяжущий вкус. Молочные продукты (молоко или сливки) частично связывают танины, и делают вкус напитка менее горьким.
  • Кофеин бодрит, помогает сконцентрироваться, несколько повышает давление и активизирует работу всех систем организма. В различных сортах кофе разное количество кофеина (в робусте больше, чем в арабике), а кроме того, имеет значение и место произрастания, и способ обработки зерна.

В кофе всегда присутствует так называемая кофейная зола, которая состоит из калия, магния, кальция, натрия и марганца.

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
    Танин в кофе

    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.

Таблица изменения химического состава кофе в процессе обжаривания

Обжаривание кофейных зерен запускает множество процессов, во время которых меняется состав кофейного зерна. Чем дольше идет обжарка, тем большими будут изменения.

  • Вода. Вода из зерен активно испаряется (примерно с 12% до 3%), и содержание прочих веществ в пересчете на изменившуюся массу возрастает.
  • Сахара. В процессе обжарки карамелизируются, что и обуславливает коричневый цвет.
  • Клетчатка. Распадается на кислоты, спирты, аминокислоты.
  • Жиры. Частично распадаются на кислоты.
  • Кофеин. Его количество почти не меняется, но так как зерно теряет влагу, и концентрация сухих компонентов возрастает, в относительном содержании количество кофеина в обжаренном кофе выше, чем в зеленом.
  • Хлоргеновая кислота. Ее количество при обжарке сильно снижается, но остается достаточно большим, чтобы формировать аромат и горьковатый вкус.
  • Тригоннелин. Один из важнейших алкалоидов, при термообработке выделяет ценный витамин PP, то есть, никотиновую кислоту.

При обжарке компоненты зерна не только распадаются на большее количество соединений, но и реагируют друг с другом, образуя новые (как правило, летучие) составляющие. В результате этого формируется особенный вкус и аромат.

Химический состав кофе

Маслянистые летучие соединения довольно непрочные, и даже при отсутствии воздуха их концентрация снижается. Поэтому важно покупать свежеобжаренный кофе и хранить его в небольших закрытых емкостях.

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.

Кофе (в зависимости от сорта и способа приготовления) – 100 мл 80-170 мг
Кофе без кофеина – 100 мл 2-3 мг
Чай черный — 100 мл 20-65 мг
Чай зеленый — 100 мл 15-30 мг
Какао растворимый — 100 мл 2-3 мг
Какао натуральный — 100 мл 5-10 мг
Темный шоколад — 100 гр 70-90 мг
Кока-кола — 100 мл 10,4 мг
Молочный шоколад — 100 гр 10-60 мг
Растворимый кофе – 100 мл 60-100 мг
Энергетические напитки — 100 мл 20-35 мг
Болеутоляющие препараты — 1 табл 15-115 мг

Преимущества и недостатки растворимого кофе

В растворимом кофе только 15-20% составляющих получены из натурального кофе. Эспрессо готовят всего 30 секунд, а кофейные зерна для растворимого кофе иногда вываривают 5-10 часов. При этом все полезные, ароматические и вкусовые вещества остаются в гуще, которая не используется. В основном, переходит только кофеин и некоторое количество кислот.

Ни один производитель не будет делать растворимый кофе из “100% высокогорной арабики”, как иногда пишут на упаковке. Как максимум туда отправятся разломанные и поврежденные зерна. И то, чаще всего это робуста, в которой больше кофеина.

Производство растворимого кофе подразумевает варку кофейных зерен, получение кофейного напитка и его последующую сушку. При этом происходит интенсивное выделение всех растворимых элементов, содержащихся в кофейных зернах, и повторное помещение их в готовую массу растворимого вещества, что не может не сопровождаться потерями.

Растворимый кофе содержит меньше полезных веществ, чем молотый

Производители стараются компенсировать потери добавлением указанных веществ в готовую продукцию, что неминуемо ведет к его удорожанию. Поэтому, чем дешевле кофе на прилавке, тем беднее его вкус и аромат. Кроме того, при изготовлении растворимого кофе используют отходы производства натурального кофе, чаще — из выбракованных зерен.

Пожалуй, единственным преимуществом растворимого кофе является скорость приготовления и увеличение срока его хранения.

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.

Витамины и минералы в химическом составе кофе

Натуральный кофе богат множеством полезных для человека витаминов и минералов.

B3 – витамин, получаемый из тригонеллина во время нагревании. Положительно влияет на нервную систему, нормализует метаболизм.

А – витамин, влияющий на рост и развитие всех органов.

D – улучшает всасывание полезных веществ в кишечнике;

Е –  стимулирует иммунитет, положительно влияет на репродуктивную систему.

Калий, магний и кальций полезны для сердца, улучшают работу мозга и сосудов, укрепляют костную и мышечную системы.

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.

Компоненты % содержания в кофе
Сырые зерна Жареные зерна
Вода 10,73 2,38
Кофеин 1,07 1,16
Азотистые вещества 12,64 14,13
Жир 11,8 13,85
Сахар 7,62 1,31
Клетчатка 24,01 18,07
Декстрин 0,86 1,31
Дубильные вещества 9,02 4,63
Минеральные вещества 3,02 4,65
Остальные безазотные вещества 20,3 39,88

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

Вывод

  • Кофе – один из самых сложных природных продуктов, который в обжаренном виде содержит более 2000 соединений.
  • Натуральный кофе в небольших дозах положительно влияет на практически все системы организма.
  • Растворимый кофе не полезен для организма, содержит минимум витаминов и масел, зато включает синтетические добавки.

Понравился сайт – поделитесь ссылкой с друзьями. Спасибо!

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.

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.

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

  1. Зеленые кофейные зерна заливаются горячей водой (но не кипятком) или обрабатываются паром в течение 30 минут.
  2. Затем они погружаются в растворители (чаще всего применяется метиленхлорид или этиленацитат), которые выводят алкалоид. Этот этап длится в среднем 10 часов.
  3. После этого зерна снова промываются в горячей воде для удаления излишка растворителя.
  4. 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.

Танин в кофе

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:

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

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

  1. Сперва кофейные зерна вымачиваются в горячей воде.
  2. 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.
  3. 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.

Кофеин: 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.

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.

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.

Учитывая богатый химический состав, кофе оказывает как благоприятное, так и негативное воздействие на здоровье, что напрямую зависит от индивидуальных особенностей человека и объема выпиваемого напитка в сутки. Общая картина воздействия кофейного продукта на организм такова:

  • регулярный прием чистого кофеина в объеме более 1000 мг, которым кофе наиболее богат, может вызвать феномен зависимости, подобно наркотической или алкогольной;
  • кофе обладает достаточным мочегонным эффектом, поэтому при появлении признаков обезвоживания, необходимо увеличить количество выпиваемой жидкости;
  • у здоровых людей, не страдающих повышенным артериальным давлением, кофе вызывает общее повышение давления на 10-15 мм ртутного столба. У людей, страдающих гипертонией и смежными сердечно-сосудистыми заболевания, давление может повышаться гораздо сильнее или, наоборот, снижаться, что их сильно ограничивает в кофепитии;
  • прямого влияния кофеина на сердце не отмечается. Кофе действует на сердечную деятельность косвенно — повышая артериальное давление, путем возбуждающего действия на центральную нервную систему;
  • регулярное использование нефильтрованного кофе часто приводит к повышению общего холестерина в крови, что неминуемо приводит к сосудистым патологиям, характеризуя появления проблем с давлением крови;
  • улучшение внимания, производительности труда, повышение уровня памяти и настроения — временное явление. В зависимости от реактивности организма, подобный эффект проходит через 30-120 минут;
  • кофе усиливает действие некоторых болеутоляющих препаратов, например, ацетилсалициловой кислоты и анальгина, снижает риск возникновения болезней Паркинсона и Альцгеймера за счет временного сосудосуживающего эффекта и прямого воздействия на нейроны головного мозга, возникает так называемый эффект «тренинга» этих органов;
  • регулярное употребление кофе снижает риск развития запоров и цирроза печени, рака груди у женщин;
  • у лиц преклонного возраста, кофе снижает плотность скелетных костей, что может явиться причиной трещин и переломов;
  • у людей, выпивающих в день более двух чашек кофе, велика возможность развития мочекаменной болезни;
  • беременным женщинам не рекомендуется выпивать в день более чашки кофе. За счет повышения артериального давления, вследствие воздействия кофеина, возможно развитие анемии плаценты, преждевременные роды и низкая масса тела новорожденного, а также — выкидыши и мертворожденность.

Видео по теме

Как делают растворимый кофе

Кликните Play для просмотра

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
MinProduct.ru