Что содержит кофе кроме кофеина

Что содержится в кофе?

Кофе — это самый популярный натуральный напиток, который отличается богатым составом. Он состоит из многочисленных структурных элементов органической и неорганической природы, влияющих по-разному на организм человека. Свежеобжаренные кофейные зерна содержат около тысячи разнообразных химических соединений. Так что в кофе содержится и какой эффект оказывает?

Общие сведения о химическом составе

Кофейное зерно содержит в себе множество биологически активных компонентов, но их концентрация значительно разнится в зависимости от метода приготовления сырья. Эти соединения имеют кислотный или щелочной характер в зависимости от их строения.

Сырые зерна содержат до 12% процентов жидкости, около 8% сахаристых веществ и столько же дубильных веществ. На долю клетчатки в свежем сырье приходится около четверти от сухого остатка. Содержание алкалоидов в зернах достигает 12%. В кофейных зернах обязательно присутствуют жиры, а также белки и углеводы в незначительном количестве.

После обжаривания кофейное сырье теряет значительное количество воды, углеводов, дубильных веществ. В то же время возрастает концентрация жиров и алкалоидов. Термическая обработка способствует запасанию кислот, витаминов и необходимых микроэлементов.

Содержание белков, жиров и углеводов

Кофейное зерно, помимо огромного количества активных веществ и ароматических соединений, содержит три основные группы компонентов:

Их соотношение зависит от вида кофе, способа приготовления и условий произрастания растения.

Белки

Содержание белковых соединений сильно зависит от видовой принадлежности конкретной кофейной культуры. Выявлена зависимость концентрации алкалоидов от числа белков. При хранении никак не изменяется их количество, но замечена тенденция к увеличению водорастворимой фракции.

Помимо белков, в состав группы азотистых соединений входит более 20 аминокислот свободного типа. Их количество никак не изменяется при хранении. Кофе высокого сорта содержит преобладающее их количество в своем составе.

В зернах кофейного дерева концентрация маслянистых соединений зависит от видовых особенностей. Минимальное количество жира — у кофе, произрастающего в Индии. Кофейное масло имеет особенность в виде большого числа эфиров. Насыщенные жирные кислоты в масле составляют больше половины. Преобладает содержание линолевой кислоты.

Качественный состав маслянистой составляющей у всех кофейных культур идентичен. С увеличением времени хранения замечена тенденция к замедлению окислительных процессов.

Углеводы

Сложные и простые сахара в составе кофейного зерна оказывают сильное влияние на вкусовые качества готового напитка. Они могут служить предшественниками для формирования летучих структур, получаемых при обжарке. Эти соединения придают напитку особый аромат.

Углеводы в кофе встречаются в виде глюкозы, фруктозы, галактозы и сахарозы, концентрация которых от водорастворимой фракции занимает около 30%. Каждый сорт кофе содержит определенное количество сахаров. При хранении их концентрация сильно не изменяется.

Алкалоиды

В кофе содержится обильное количество алкалоидов, но только некоторые из них способны оказывать физиологический эффект. Кофейное зерно по мере своего созревания аккумулирует два главных алкалоида:

Кофеин

Этот алкалоид — важный компонент кофе. Именно он обуславливает все физиологические эффекты, вызываемые тонизирующим напитком. В чистом виде это вещество не имеет выраженного запаха или цвета, но идентифицировать его можно по довольно горькому вкусу. Это вещество обладает высокой растворимостью в полярных жидкостях и нейтральную реакцию среды. В кофе алкалоид встречается в моноварианте или связанным с кисловатым калием в соединения солевого типа.

Концентрация главного азотистого соединения определяет качество кофе. Каждый вид этого напитка отличается своей концентрацией алкалоида. На это влияют природные условия, в которых выращивалось сырье.

Кофеин обуславливает основной эффект напитка. Это в первую очередь стимуляция нервной системы. Но при частом применении может вызвать медлительность в проведении нервных импульсов. А в изобилии может спровоцировать истощение организма.

Теобромин

Таурин

Таурин-это вещество, по структуре напоминающее аминокислоту. Антиоксиданты в кофе представлены этим веществом.​ Обычно это соединение синтезируется в организме человека. Таурин в кофе способен благоприятно влиять на организм.

Положительные действия этого вещества:

Хлорогеновые кислоты

Фенольные соединения кофейного зерна представлены хлорогеновыми кислотами. Наибольшей концентрации достигают эфиры коричной хинной кислот. Встречаются так же эфиры кофейной и феруловой кислот. Эти соединения обуславливают кислотность кофе.

Содержание этих соединений достигает в зерне 10%. Их содержание снижается во время обжарки, так как они разрушаются под действием температуры. Хлорогеновые кислоты придают темный цвет зернам после обжарки. Чем больше их концентрация, тем темнее цвет.

Витамины и микроэлементы

Кофе, приготовленный из зерен натурального происхождения, содержит большое количество витамином и микроэлементов. Витамины в кофе представлены обширно. Они играют важную роль в физиологии человека. Какие витамины присутствуют в напитке:

Помимо витаминов, в состав напитка входит достаточное количество микроэлементов. Это следующие вещества:

Натуральный кофе, выращенный в экологически чистых условиях, не способен оказать на организм пагубного влияния. Он не содержит вредных веществ и продуктов окисления. Но необходимо всегда придерживаться нормы при употреблении этого напитка.

Источник

Кофе под микроскопом: химия зерна и воздействие на организм

Дело не только в кофеине

11 мин. на чтение

20007 просмотров

Зеленый кофе содержит множество химических соединений. Они формируют вкус и запах напитка, а также влияют на наш организм.

Например, самым известным компонентом напитка является кофеин. Многие пьют кофе из-за ощущения бодрости, которое он вызывает. Однако все не так просто: кофеин создает лишь иллюзию прилива сил, но не заменяет полноценный отдых. Зато в составе кофе есть множество других веществ, которые оказывают положительный эффект.

Вместе с Глебом Бабий, автором блога «Moguchii Health» в Instagram и YouTube, сотрудником кафедры Молекулярной диетологии ПМГМУ имени И.М. Сеченова и АНО Центра биотической Медицины, разбираемся в химическом составе кофе и реакциях организма на его элементы.

Состав зеленого кофе: какие вещества и компоненты влияют на вкус

Химические соединения зеленого зерна влияют на вкус и аромат напитка. Так, аромат создается за счет эфирных масел и других соединений. А кофеин — один из компонентов, создающих горечь в кофе. Но есть и другие соединения, которые, так или иначе, влияют на то, что мы ощутим в кофе.

Сухие зеленые кофейные зерна состоят из следующих химических соединений.

Нелетучие алкалоиды: кофеин, тригонеллин. Кофеин придает напитку горький вкус. В зерне его содержится от 0,8 % до 4 %. Тригонеллин — производное витамина B6, участвует в образовании вкуса и аромата обжаренного кофе. Составляет от 0,3 % до 1,2 % массы зерна.

Белки и аминокислоты. Выступают дополнительным источником горьких компонентов. Содержание в зерне — от 8 % до 12 %.

Углеводы: фруктоза, сахароза, клетчатка, целлюлоза, пектин. Участвуют в реакции Майяра, отвечают за горечь, карамельные и ореховые дескрипторы и запах обжаренного кофе. Содержание в зерне — около 50 %.

Липиды: воск и эфирные масла. Защищают зерно от окисления, участвуют в образовании аромата. Также в составе есть летучие соединения — жирные кислоты и эфирные масла (ароматические молекулы). Они отвечают за запах и вкус обжаренного кофе. Содержание в зерне — от 8 % до 18 %.

Нелетучие кислоты: хлорогеновая кислота, полифенолы. Увеличивают растворимость кофеина и являются важными модуляторами вкуса. Составляют от 6,7 % до 12,1 % массы зерна.

Запах кофе формируют преимущественно масла, в том числе эфирные, и продукты реакции Майяра

Химический состав зерен арабики и робусты сильно отличается. В арабике меньше кофеина, аминокислот и на 60 % больше эфирных масел, чем в зернах робусты. А в робусте больше хлорогеновой кислоты и кофеина. За счет этой разницы у робусты вкус более терпкий с выраженной горечью, а у арабики — более сложный с яркой кислотностью.

Как химические вещества, содержащиеся в кофе, влияют на организм

Основные вещества в составе кофе, которые влияют на организм человека — это кофеин, полифенолы, в том числе хлорогеновая кислота, и дитерпены. Остальные компоненты, перечисленные выше, влияют преимущественно на вкус напитка — их воздействие на организм не доказано.

Кофеин — как мы говорили выше, это нелетучий алкалоид. Его влияние наиболее ощутимо по сравнению с другими веществами. При попадании в организм кофеин действует следующим образом:

уменьшает чувство усталости, создает иллюзию бодрости. Так происходит из-за того, что под действием кофеина тело начинает расходовать «резервные» запасы энергии — они хранятся на случай экстремальных нагрузок. Поэтому после употребления кофе возникает ощущение, что человек отдохнул. Но оно обманчиво — усталость вернется довольно быстро и станет более сильной и продолжительной;

повышает секрецию норадреналина — одного из главных медиаторов нервной системы. Это дополнительно усиливает чувство бодрости, но при этом может вызвать учащенное сердцебиение и тревожность;

подавляет рост клеток опухоли прямой кишки;

снижает влияние канцерогенов на ЖКТ.

Все эффекты, которые вызывает кофеин, являются дозозависимыми — чем больше количество кофеина, тем сильнее эффект.

Кофеин вызывает обманчивое чувство бодрости и иллюзию того, что человек отдохнул

При чрезмерном употреблении — более 300 мг в день — кофеин отрицательно влияет на работу сердечно-сосудистой системы. Он блокирует аденозиновые рецепторы и способствует повышению давления. Также возможно учащенное сердцебиение, мигрень и тремор (мелкая дрожь). У некоторых людей такие эффекты могут возникать и от меньшего количества кофеина — все зависит от индивидуальной чувствительности.

Полифенолы — это молекулы, которые защищают растения от ультрафиолетовых лучей солнца, а для людей являются антиоксидантами. При попадании в организм полифенолы:

поддерживают гомеостаз мозга — устойчивое состояние, в котором он может работать с максимальной эффективностью, без нарушений,

оказывают легкий успокоительный эффект,

снижают вредное воздействие свободных радикалов: уменьшают окислительный стресс, снижают выраженность воспалительных процессов и скорость старения клеток.

Хлорогеновая кислота — это соединение кофейной и хинной кислот, относится к группе полифенолов. Оказывает ряд положительных эффектов:

нормализует уровень сахара в крови,

В большом количестве хлорогеновая кислота вызывает тошноту, головные боли и учащенное сердцебиение.

Дитерпены — это биологически активные вещества, к ним относятся кафестол и кахвеол. Полезные свойства дитерпенов:

снижают выделение желчных кислот и этим уменьшают риск рака прямой кишки,

увеличивают выработку инсулина, улучшают «захват» глюкозы клетками. Это снижает риск сахарного диабета и других заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ.

Зачастую дитерпены провоцируют повышение холестерина в крови: в большей степени — кафестол, в меньшей — кахвеол. Это может стать причиной атеросклероза — формирования бляшек в сосудах.

Исследование, которое провели ученые в Нидерландах, доказало: люди, которые регулярно пьют кофе, приготовленный без использования фильтра, имеют более высокий уровень холестерина в крови. Поэтому, когда готовите кофе, используйте бумажный фильтр. Это поможет удалить кофейные масла, содержащие кафестол.

Положительное действие элементов кофе наблюдается при умеренном потреблении — в среднем 3-4 чашки фильтр-кофе, выпитых в течение дня. У кого-то отрицательный эффект проявляется после употребления одной чашки кофе, а у кого-то и после десяти его не будет. Все зависит от индивидуальной чувствительности организма к кофеину.

Арабика и робуста отличаются химическим составом, поэтому по-разному воздействуют на организм. Напиток, приготовленный из робусты, будет давать более выраженный стимулирующий эффект за счет более высокого содержания кофеина — но и «отдача» в виде вернувшегося чувства усталости будет более ощутимой. А употребление арабики полезнее для организма в долгосрочной перспективе — за счет более высокого содержания органических кислот и полифенолов.

Все-таки арабика полезнее робусты — особенно в долгосрочной перспективе

В каких случаях меняется состав и эффекты от кофе

Состав кофе зависит от уровня экстракции, а она, в свою очередь, — от способа приготовления кофе и множества других параметров. При этом важно учесть температуру и состав воды, размер помола и степень обжарки зерна. К примеру, если вода будет холодной, органические кислоты и кофеин хуже экстрагируются. Поэтому в cold brew кофеина примерно на 20% меньше, чем в фильтр-кофе.

Если мы добавим в кофе молоко, сливки, сахар или подсластитель — изменится пищевая ценность напитка. Увеличится содержание белков, жиров и углеводов.

Есть мнение, что добавление молока также повлияет на действие напитка. Однако ученые пока не пришли к единому выводу. Существует два предположения.

1. Чем больше молока, тем меньше антиоксидантной активности в кофе. Возможно, белки молока связывают хлорогеновую кислоту, и она не может проявлять антиоксидантные функции.

2. Разницы в антиоксидантной функции черного кофе и кофе с молоком практически нет. Потому что, даже если белки молока связывают хлорогеновую кислоту, есть еще другие полифенолы. Они тоже действуют как антиоксиданты. К тому же со временем молочные белки распадаются, а хлорогеновая кислота отсоединяется. Она может вновь проявлять свои функции.

Требуются дополнительные исследования, чтобы подтвердить или опровергнуть какое-либо из предположений.

Добавление молока изменит калорийность кофе, но практически не повлияет на оказываемые им эффекты

Спешелти кофе полезнее коммерческого — правда ли это

Разный химический состав коммерческого и спешелти кофе обусловлен разной высотой произрастания.

Как правило, спешелти кофе растет на возвышенностях. Поэтому в нем меньше кофеина.

Кофейные деревья вырабатывают кофеин, чтобы защитить себя от различных насекомых. Следовательно, чем выше растет кофе, тем меньше там водится насекомых. Поэтому спешелти арабика, которая растет на высоте 900 метров и выше, будет содержать меньше кофеина. А коммерческая арабика, растущая ниже, содержит больше кофеина.

Второе отличие спешелти кофе от коммерческого — содержание флавоноидов, терпенов и полифенолов. Эти вещества отвечают за кислотность и аромат кофе и ряд положительных эффектов. Чем ярче и сложнее вкус и аромат — тем больше в напитке этих веществ. Следовательно, тем больше положительный эффект.

Спешелти кофе действительно не только вкуснее, но и полезнее коммерческого — за счет уменьшения негативного действия кофеина и большего содержания флавоноидов, терпенов и полифенолов.

Что запомнить

Химические элементы в составе кофе влияют на вкус и запах готового напитка: повышают горечь, кислотность или придают ему определенные дескрипторы. Их содержание зависит от вида — арабика или робуста, и разновидности кофейного дерева.

Кроме того, эти вещества влияют на организм. Например, вызывают чувство бодрости, понижают или повышают давление, оказывают легкий успокоительный эффект, обладают противовоспалительными свойствами и даже предотвращают рак и сахарный диабет.

При чрезмерном употреблении кофе могут проявиться негативные эффекты. Чтобы этого не допустить, придерживайтесь нормы — 3–4 чашки фильтр-кофе или 300 мг кофеина, выпитого в течение дня.

Вам может быть интересно:

Развитие спешелти кофе на Филиппинах

25 мар 2021 · 9 мин. на чтение

20007 просмотров

Источник

Химический состав кофе: что содержится в кофе кроме кофеина

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

Оригинальные кофейные зерна содержат:

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 – 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:

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.

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 стимулирует дыхательную функцию. Облегчает дыхание, уменьшает выраженность эпизодов одышки. Способствует повышению пульса, стимулирует сердечную деятельность.

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:

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

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.

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.

Источник