3. Методы обработки кофейных зерен и формирование потребительных свойств кофе

Созревшие плоды кофе по внешнему виду напоминают вишню темно-красного или темно-фиолетового цвета округлой или овальной формы. Под кожистой оболочкой плода расположена сочная мякоть. В среднем в составе кофейных плодов на долю семени приходится 26%, на долю оболочек - 6%, на долю плодовой мякоти – 68%, в которой находятся обычно парные полушаровидные семена. Отдельные виды кофе дают одно округлое зерно, которое собирают отдельно как очень ценный плод – перл-кофе. Сбор плодов начинается через 6 – 7 месяцев после цветения, когда их окраска становится темно-красной. Начиная с 5 – 6 летнего возраста, кофейные деревья в течение 50 – 70 лет дают урожай от 0,5 до 3 кг сырого кофе. Кофейные плоды собирают вручную или стряхивают с дерева на разосланный брезент.

Свежеубранные зерна кофе выдерживают до 3 лет, чтобы в них прошел процесс дозревания. Во время дозревания образуются вещества, которые в жареном кофе способствуют улучшению его вкуса.

Кофейные плоды очищают от плодовой мякоти и внутренних оболочек мокрым или сухим способом. При мокром способе обработки плоды обрабатываются в специальных терочных цилиндрах, куда непрерывно подается вода, смывающая снятую плодовую мякоть. Плоды с остатками мякоти выдерживают несколько часов в кучах или цементных бассейнах для размягчения мякоти, которая потом легко смывается проточной водой. Сушка производится в естественных условиях. Процесс сушки влияет на интенсивность ферментативных процессов, которые обусловливают качество готового кофе.

Распространенный на Африканском континенте сухой способ удаления плодовой мякоти состоит в сушке плодов на солнце и последующем механическом освобождении от оболочек на специальных обдирочных машинах.

Основная задача при длительном хранении сырого кофе – не допустить значительных колебаний температуры в складских помещениях. Температура хранения сырого кофе должна быть около 10ºС, но не выше 20ºС, относительная влажность воздуха около 70%, но не выше 75%. Эти условия обеспечивают стабильную равновесную влажность зерен на уровне 12%, т.е. на 2% ниже предельно допустимой. При повышении влажности зерен до 15 – 18% они приобретают затхлый, а иногда и плесневелый запах, который не исчезает и после обжарки. Сырой кофе в местах производства хранят не менее года и не более 10 лет. Известно, например, что аравийский кофе приобретает наиболее высокие потребительные свойства после трех лет хранения, а бразильский – после 8 – 10 лет.

На рынок поступает сырой и жареный кофе в зернах, а также жареный кофе молотый.

Сырой кофе в зернах оценивают по таким показателям качества: цвет и оттенки окраски, форма и величина, равномерность по размеру, степень очистки от серебристой кожицы, глянец, состояние зерна на разрезе, количество дефектных зерен.

Однородность кофейных зерен по размеру является положительным признаком его качества, такие зерна равномерно обжариваются. Крупные зерна ценятся выше, чем мелкие.

Отсутствие серебристой оболочки на поверхности кофейных зерен свидетельствует о хорошей их очистке, что является признаком более высокого качества продукции. Оболочка может стать причиной получения недожаренного кофе.

Белесоватые оттенки в окраске зерна появляются в результате его длительного хранения, что ухудшает вкус жареного кофе. Вместе с тем, качество бразильских видов кофе после 3 - 5 лет хранения в большинстве случаев улучшается.

Серый цвет зерен свидетельствует о нарушении процессов ферментации или хранения кофе в сырых помещениях. Подмоченные зерна кофе становятся стекловидными.

Поверхность разреза свежего кофейного зерна должна быть роговидной, равномерно окрашенной. По мере старения кофе зерно становится хрупким и с трудом разрезается. При этом понижается кислотность и ухудшается вкус кофе, настой имеет слабую окраску.

Почерневшие зерна (чернушки) появляются в результате плохой сушки или когда плоды длительное время лежат на земле. При обжаривании они становятся тусклыми, легко обугливаются и сообщают напитку неприятный резкий вкус.

При обжаривании кофе с признаками самосогревания получаются белесые зерна, а напиток из них имеет кислый запах и вкус. Кислые светло-коричневые зерна получаются в результате длительного брожения мякоти. Такие плоды при раздавливании издают гнилостный запах.

Белые, губчато – опаловые кофейные зерна, недостаточно высушенные, дают неравномерно обжаренный продукт. Высохшие на дереве зерна вишневого цвета быстро обугливаются при обжаривании и дают настой низкого качества. Их присутствие в качественном кофе резко снижает его потребительные свойства.

В зависимости от качества сырой кофе делится на высший, 1-й и 2-й сорта.

Жареный кофе. Сырой кофе имеет вяжущий вкус, с трудом измельчается, плохо разваривается и полученный напиток не обладает привычным вкусом и ароматом.

Для получения напитка, пригодного к употреблению, кофейные зерна обжаривают при температуре 180 – 200 ºС, непрерывно помешивая, до приобретения всеми зернами равномерного коричневого цвета и появления приятного кофейного аромата.

В результате обжарки кофейные зерна увеличиваются в объеме на 30 – 40%.Увеличение объема объясняется тем, что образовавшийся внутри зерен углекислый газ и другие газообразные вещества давят на наружные части зерна. Кроме того, кофейные зерна теряют до 18% своей массы за счет испарения влаги и распада некоторых органических соединений (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Изменение состава кофе при обжарке

Составная часть	Содержание в кофе, %			Составная часть	Содержание в кофе, %
	сыром	жареном			сыром	жареном
Вода	11,3	2,7		Жир	11,7	14,4
Азотистые вещества	12,6	13,9		Сахара	7,8	2,8
Кофеин	1,2	1,4		Декстрины	0,4	1,3
Кофейно-дубильная кислота	8,4	4,7		Пентозаны	5,0	2,8
Хлорагеновая кислота (свободная и связанная)	9,6	3,8		Растворимые вещества (общая сумма)	29,5	22,8

Количество сахаров при обжарке уменьшается вследствие образования карамелена, меланоидинов и других соединений, благодаря которым продукт приобретает характерные потребительные свойства: коричневый цвет специфический вкус и аромат. Существенную роль в этих процессах играют азотистые вещества, особенно белки альбумины.

При обжарке уменьшается количество пентозанов, которые расходуются на образование фурфуролового спирта. Вследствие сухой перегонки клетчатки выделяется ацетон и жирные кислоты. Последние накапливаются также в результате расщепления жиров. Часть жира, выступая на поверхность зерна, придают ему глянцевитость. Этот процесс называется «потением» зерен.

При высокой температуре обжарки происходит незначительная потеря кофеина. Однако его процентное содержание в жареных зернах несколько даже увеличивается, по сравнению с сырыми, из-за снижения влажности и увеличения массовой доли сухих веществ.

В процессе обжарки кофе образуется около 70 различных органических соединений, которые объединяются под общим названием кафеоль – темная маслянистая жидкость с интенсивным кофейным запахом. В составе кафеоля обнаружены летучие кислоты, метилфурфурол, фурфуроловый спирт, ацетон, пиридин, альдегиды, фенолы и другие вещества. Содержание кафеоля в зернах обжаренного кофе достигает 0,55%.

Всего же в составе жареного кофе идентифицировано более 400 ароматических веществ, относящихся к самым различным классам органических соединений.

Ароматические вещества жареного кофе легко улетучиваются и окисляются, поэтому сырой кофе следует обжаривать перед отправкой в розничную сеть, а еще лучше перед непосредственным употреблением.

Кофе жареный, поступающий для реализации, может быть высшего, 1-го и 2-го сортов.

Кофе высшего сорта в зернах вырабатывают из зерен одного вида: Колумбия, Гватемала, Ходейда, Кения, Камерун, Индийский Арабика и других им равноценных.

Кофе высшего сорта молотый готовят, как правило, из двух видов кофе высшего сорта (более 75%) и кофейных зерен других видов 1-го сорта (не более 25%).

Кофе молотый высшего сорта с добавлениями содержит не менее 60% измельченных зерен высшего сорта, до 20% кофе первого сорта и не более 20% наполнителей.

Кофе жареный в зернах 1-го сорта готовят из одного из видов кофе первого сорта. Для приготовления молотого кофе первого сорта используют один или несколько видов кофе первого сорта.

Молотый кофе 1-го сорта с добавлениями содержит не менее 80% кофейных зерен 1-го сорта и не более 20% цикория или винных ягод, а также их смеси в любых соотношениях.

Растворимый кофе представляет собой сухой кофейный концентрат. Для производства растворимого кофе в основном используют низкие сорта кофе, особенно дешевый кофе типа африканского Робуста, который дает самый высокий выход экстракта (до 36%).

Технологическая схема получения растворимого кофе включает следующие операции: очистка зерен от посторонних примесей, купажирование, обжарка кофейных зерен, измельчение обжаренных зерен, экстрагирование и сушка экстракта.

Обжарка кофейных зерен производится при постоянно возрастающей температуре от100 до 220ºС. При этом зерна периодически увлажняют для предупреждения образования пыли при последующем дроблении и лучшего извлечения растворимых веществ в процессе последующей экстракции.

Охлажденные до 30 –35ºС зерна измельчают. Тщательное измельчение кофейных зерен должно обеспечить ускоренную экстракцию растворимых веществ, но образующаяся при дроблении пыль засоряет канальца между частицами и мешает равномерному смачиванию порошка. Поэтому измельчается кофе до состояния мелкогранулированного порошка с незначительным содержанием пылевидной фракции.

Для получения водного экстракта гранулированный кофе обрабатывают умягченной питьевой водой. Для более полного извлечения растворимых веществ экстракция производится ступенчато, а температура в экстракторах постепенно повышается от 70 до 170ºС. Этим обеспечивается гидролиз труднорастворимых соединений и практически полное извлечение экстрактивных веществ кофе. Чтобы предупредить кипение смеси и связанное с ним интенсивное разложение и потерю ароматических веществ, в экстракторах при повышении температуры соответственно повышают давление.

Кофейный экстракт должен содержать 28 – 30% сухих веществ, т.к. от этого зависит работа сушилки и размер частиц готового порошка. Для отделения смол и нерастворимых частиц экстракт фильтруют. Оптимальной температурой экстракта при этом является температура на уровне 15 – 17ºС.

Сушат кофейный экстракт либо в распылительных сушилках, либо применяют более современную вакуум – вальцовую и вакуум – ленточную сушку.

В процессе получения экстракта и последующей его сушки в значительной степени теряются ароматические вещества, поэтому аромат растворимого кофе значительно слабее, чем натурального. Для восполнения потерянных ароматических веществ в большинстве стран мира используются отдушки, основу которых составляют фурфурол-меркаптановые соединения. Наиболее эффективным (с точки зрения сохранения ароматических веществ в готовом порошке растворимого кофе) считается сублимационная сушка экстракта.

4. Кофейные напитки

Кофейные напитки, или заменители натурального кофе, представляют собой обжаренные, размолотые и смешанные по утвержденной рецептуре растительные продукты, не содержащие кофеина и кафеоля. Эти напитки обладают высокой экстрактивностью и приятным вкусом и запахом, напоминающим натуральный кофе. Высокие потребительные свойства кофейных напитков обусловлены ароматическими и вкусовыми веществами, образующимися при обжарке растительного сырья. Кофейные напитки рекомендуются лицам, которые не могут употреблять натуральный кофе вследствие его возбуждающего действия.

Для приготовления кофейных напитков используют следующее сырье: сушеный цикорий, продовольственно-фуражный ячмень, овес, сушеную сою, целый и очищенный шиповник, сушеные желуди, рожь, сушеные каштаны, какавеллу, свежевысушенные плодовые косточки (алычи, сливы, абрикоса, терна), арахисовые, кедровые, буковые орешки, а также натуральный кофе 1-го и 2-го сортов.

В производстве кофейных напитков особенно ценится цикорий, благодаря инулину, содержание которого в сыром цикории достигает 14 – 17%. Горький вкус цикория обусловлен наличием гликозида интибина. При обжарке инулин изменяется, образуя редуцирующий сахар. Глюкоза и фруктоза карамелизуются, придавая цикорию темную окраску, интибин частично разрушается. В жареном цикории образуется до 0,1% цикореоля, в состав которого входят уксусная кислота, акролеин, фурфурол и фурфуроловый спирт.

Ароматическое масло жареного цикория содержит уксусную и молочную кислоты, ацетальдегид, метиловый спирт, фурфурол, оксиметилфурфурол, фенолы, ацетон, диацетил и др. вещества.

Цикорий содержит большое количество (60 – 80%) растворимых соединений и дает интенсивно окрашенный настой.

Важнейшей технологической операцией производства кофейных напитков является обжарка сырья, в результате которой увеличивается содержание растворимых веществ, полуфабрикат приобретает коричневую окраску и характерный аромат.

Качество готового продукта зависит от степени размола обжаренного сырья: излишне тонкий размол сырья приводит к образованию мутного настоя, при крупном размоле снижается экстрактивность настоя.

Для улучшения потребительных свойств некоторых видов кофейных напитков добавляют натуральный кофе. Если рецептурой предусмотрено более 15% натурального кофе, то используют кофе 1-го сорта, в остальных случаях используют кофе 2-го сорта.

В зависимости от рецептуры выпускают три типа кофейных напитков:

• содержащие натуральный кофе (Наша марка, Юбилейный, Дружба, Народный, Арктика, Новость);

• содержащие цикорий без добавления натурального кофе (Цикорий, Ячменный, Здоровье, Кубань, Балтика, Детский);

• приготовленный без натурального кофе и цикория (Желудевый, Золотой колос, Пионерский, Нева).

Для производства кофейных напитков сырье сортируют, просеивают, очищают от посторонних примесей и обжаривают при температуре 180 – 230ºС в течение 25 – 60 мин в зависимости от вида сырья. Затем обжаренное сырье охлаждают до 35 – 50ºС, размалывают, просеивают и очищают от металлопримесей. Компоненты сырья в соответствии с рецептурой смешивают и готовую смесь расфасовывают.