Изменения основных компонентов кофейных зерен в процессе обжаривания

Примечание.Для получения сопоставимых величин данные химического состава жареного кофе пересчитаны на исходную массу сырых.

Как видно из данных табл. 10, в процессе обжарки об­щее количество содержащихся в кофе растворимых ве­ществ заметно снижается в основном за счет Сахаров, ка­рамелизующихся при высокой температуре и вступающих в соединение с аминокислотами при образовании меланои-динов, которые совместно с карамеленом и обусловливают коричневую окраску жареных зерен. Снижается и содержа­ние нерастворимых полисахаридов, в том числе гемицел-люлоз.

Из клетчатки в результате пиролитических процессов образуются кислоты, ацетон и другие соединения. Геми­целлюлозы разлагаются на простые сахара и в дальнейшем

происходит образование фурфурола и фурфуролового с та, которые участвуют наряду с другими летучими сое;! нениями в создании аромата готового кофе. Новообразо ние декстринов происходит в результате гидролиза по сахаридов.

Суммарное количество азотистых веществ изменяв незначительно, но при этом некоторая часть белковых ществ разлагается до аммиака, аминов, пиролла, а амл кислоты используются в реакциях меланоидинообразов

Жиры частично разлагаются с образованием свобо." жирных кислот и акролеина, но общее содержание л* дов при этом даже возрастает.

При высокотемпературной обжарке происходит нес чительная сублимация кофеина, однако его процентное > держание в жареных зернах становится даже нескор выше, чем в сырых, из-за снижения влажности и уве} чения доли сухих веществ.

Как свободная, так и входящая в состав кофедуб" ной кислоты хлорогеновая кислота распадается на х* и кофейную кислоты. Кроме того, из хлорогеновой кис образуются фенолы (гваякол, n-винилгваякол, п-вию техол), неохлорогеновая и изохлорогеновая кислоты.

В формировании аромата жареного кофе большую играет пиридин и его производные, которые образуют" результате пиролиза алкалоида тригонеллина, находя" гося в сырых зернах. Тригонеллин, кроме того, при об; ке кофе частично превращается в никотиновую кисЛ" (витамин РР), повышая тем самым физиологическую ность зерен и напитка из них. Установлено, что содер щиеся в сыром кофе витамины группы В (В , В₂, В₆, В, пантотеновая кислота) в процессе обжарки зерен cpal тельно устойчиво сохраняются и переходят в напиток.

Для формирования вкуса кофе из всех компонентов состава наибольшее значение имеют дубильные вещее-кислоты, особенно хлорогеновая и продукты ее расщег ния, а также продукты карамелизации.

Многие компоненты химического состава кофе, содер­жащиеся в исходном сырье и вновь образующиеся при тер­мической обработке, реагируя между собой, дают слож­ный комплекс соединений (в основном летучих), обу­словливающих неповторимый аромат жареного кофе. В составе ароматических веществ жареного кофе в настоя­щее время идентифицировано более 700 соединений, из которых наиболее важны следующие (перечень составлен с учетом количественного содержания компонентов — от большего к меньшему): уксусная кислота, фурфурол, ане­тол (оксиацетон), пиридин, летучие кислоты, пиразино-вые основания, ацетон, фенолы, 5-метилфурфурол, фур­фурол, ацетальдегид, метилэтилацетальдегид, метилмер-каптан, фурфурилмеркаптан, метанол, мальтфл, ацетил-фуран и др."

Общее содержание ароматических веществ в жареном кофе колеблется от 0,055 до 1,5% и зависит от вида сырья, режимов обжарки и охлаждения, времени, прошедшего с момента термической обработки, способа упаковки и усло­вий хранения. Жареный кофе со временем теряет свой аро­мат. Некоторые объясняют это следующим.-При обжарке в кофейных зернах накапливается углекислый газ, в резуль­тате чего давление в них повышается до 1,6—2,5 МПа, и даже при охлаждении зерен оно снижается лишь до 0,8— 1,2 МПа. После помола кофе углекислый газ быстро выде­ляется из частиц вместе с ароматическими веществами. Масса зерен при этом уменьшается (дает угар) на 13—21%, что обусловлено испарением воды и пиролизом органичес­ких соединений с образованием легколетучих веществ.

Выделенный путем дистилляции в виде маслянистой Жидкости, или сконденсированный в жидком азоте, комп­лекс ароматических веществ является очень нестабильным, ^и даже во время хранения без доступа воздуха при низкой температуре он изменяется. Поэтому кофе, из-за нестой­кости его ароматических веществ, обжаривают непосред-^Ственно перед реализацией или употреблением.

В настоящее время разработана автором, а также про­фессором Б. В. Артемьевым технология получения арома­тических веществ кофе из другого сырья — чайной пыли, дубовых стружек. Для этого создают условия пиролиза ра­стительного сырья — такие же, которые формируются при обжарке кофе.

Формирование торгового ассортимента кофе

В розничную продажу кофе поступает в сыром и жаре­ном виде. Кофе сырой продают только в зернах. Кофе жа­реный реализуют в зернах, молотым и молотым с добавле­нием 20% цикория или винных ягод (а также их смеси в любых соотношениях).

В зависимости от ботанических видов, торговых наиме­нований и качества применяемого сырья натуральный жа­реный кофе вырабатывают:

♦ в зернах высшего и первого сортов;

♦ молотый высшего, первого и второго сортов;

♦ молотый кофе "по-турецки" высшего сорта;

♦ молотый кофе с цикорием высшего, первого и вто­рого сортов.

Натуральный жареный кофе в зернах высшегосорта вырабатывают из натуральных кофейных зерен высшего сорта ботанического вида арабика одного из торговых наи­менований: Индийский Плантейшн, Колумбийский, Мекси­канский, Никарагуанский, Перуанский, Эфиопский и дру­гих, равноценных им.

Натуральный жареный кофе в зернах первогосорта вырабатывают из натуральных кофейных зерен первого сор­та ботанических видов арабика или робуста одного из тор­говых наименований: Бразильский Сантос, Вьетнамский Арабика, Индийский Арабика Черри, Индийский Робуста Черри и других, равноценных им.

Жареный молотыйкофе подразделяется на молотый высшего, первогои второгосортов и молотый кофе "по-турецки"высшего сорта, а также молотый кофе с цикори­ем высшего, первого и второго сортов.

При этом натуральный жареный молотый кофе выс­шегосорта вырабатывают из натуральных кофейных зерен высшего сорта ботанического вида арабика одного из тор­говых наименований: Индийский Плантейшн, Колумбийс­кий, Мексиканский, Никарагуанский, Перуанский, Эфиоп­ский и других, равноценных им, или их смеси.

Натуральный жареный молотый кофе первогосорта вырабатывают из натуральных кофейных зерен первого сор­та ботанических видов арабика или робуста^ одного из тор­говых наименований: Бразильский Санто.с, Вьетнамский Арабика, Индийский Арабика Черри, Индийский Робуста Черри и других, равноценных им, или их смеси.

При выработке жареного молотого кофе второго сор­таиспользуют натуральные кофейные зерна второго бота­нического вида Робуста одного из торговых наименований: Ангольский, Вьетнамский, Мадагаскарский, Индийский, Индонезийский, Лаосский, Танзанийский и других, равно­ценных им, или их смеси.

Кофе "по-турецки"вырабатывают из натуральных ко­фейных зерен высшего сорта ботанического вида арабика одного из торговых наименований: Индийский Плантейшн, Колумбийский, Мексиканский, Никарагуанский, Перуанс­кий, Эфиопский и других, равноценных им, или их смеси.

Натуральный жареный молотый кофе с цикорием:

♦ высшего сортавырабатывают из натурального жа­реного молотого кофе высшего сорта — не менее 60%, первого сорта — не более 20% и цикория не более 20%;

♦ первого сорта— жареного молотого кофе первого сорта — не менее 80% и цикория — не более 20%;

♦ второго сорта— жареного молотого кофе второго сорта — не менее 80% и цикория — не более 20%.

Кофе растворимый

Кофе натуральный растворимый — это высушенный до порошкообразного состояния водный экстракт, получен­ный ' из натурального жареного кофе. Данный продукт об­ладает приятными, но- менее выраженными, чем у свеже-обжаренных зерен кофе, вкусом и ароматом, повышенным тонизирующим действием и способностью растворяться в воде без осадка. Используют его как для приготовления ко­фейного напитка, так и как добавку при выработке некото­рых кондитерских изделий.

В своем составе кофе натуральный растворимый со­держит, в %: влаги — 4; Сахаров — 1,8; декстрина — 5,8; кофеина — не менее 2,8; тригонеллина — 4,5; золы — 10.

Кофе натуральный растворимый подразделяется на мелкопорошковый и гранулированный (instant coffee).

Для производства растворимого натурального кофе в основном используют низкосортые виды кофе, особенно де­шевый кофе типа африканского робуста, дающий макси­мальный выход экстракта — 36%. Растворимый кофе могут вырабатывать и из арабики, но низкий выход экстрактив­ных веществ существенно увеличивает себестоимость про­изводства и более высокую рыночную цену.

Технологическая схема производства мелкопорошково­го растворимого натурального кофе включает следующие процессы:

♦ очистку зерен сырого кофе на сепараторе и магнит­ных уловителях;

♦ обжаривание в барабанах при постепенно повышаю­щейся температуре от 100 до 220°С с увлажнением зерен до б—7% в конце обжаривания во избежание образования кофейной пыли при последующем измельчении;

♦ грануляцию (измельчение) — дробление зерен на крупинки-гранулы (размером 1,5—2 мм) с минимальным количеством пыли, которая затрудняет процесс экстрак­ции;

ПО

♦ водную противоточную экстракцию гранулированно­го жареного кофе при возрастающей температуре от 90 до 150°С и давлении до 5 атм в течение 3—4 ч до содержа­ния в экстракте 28% и более сухих веществ;

♦ фильтрование экстракта для отделения смол и нераст­воримых частиц с последующим охлаждением до 90—95°С;

♦ подачу экстракта в распылительную сушилку под дав­лением 0,6 МПа, распыление экстракта и высушивание в воздушном противотоке с температурой 130°С внизу и 90°С в верхней части сушилки;

♦ охлаждение сухого экстракта в потоке кондициониро­ванного воздуха при температуре 20°С и относительной влажности 40% и расфасовка в герметическую тару.

Поскольку при последующем растворенщ в воде мел­копорошкового кофе поверхность частиц быстро увлажня­ется, и они создают слизистую пленку, не позволяющую воде проникать вовнутрь, возникают проблемы с растворе­нием данного продукта. Его приходится растирать по стен­кам. Поэтому большинство фирм выпускает гранулирован­ный (инстантный) кофе.

Получают гранулированный кофе в инстайттайзерах. Сущность получения сводится к увлажнению сухого порошка кофе До 10% (при такой влажности наблюдается агломери­рование, соединение мелкие частиц в более крупные — агломераты) и последующей повторной сушке полученного продукта. Вследствие агломерации образуются пористые скопления, пронизанные сетью достаточно крупных капил­ляров, по которым влага легко проникает к глубинным ча­стицам, что приводит к очень быстрому растворению сухо­го продукта.

В исходном кофейном сырье при производстве раство­римого кофе может предварительно удаляться натураль­ный кофеин. Поэтому в полученный продукт из такого сы­рья после сушки дополнительно вводят синтетически по­лученный кофеин.

Кофейные напитки

Кофейные напитки (кофезаменители) вырабатываются из хлебных злаков, цикория, желудей, семян бобовых, оре­хоплодных, ядер плодовых косточек, какавеллы (скорлу­пы какао-бобов), шиповника и других подобных видов сы­рья, обжаренных, размолотых и смешанных по утверж­денным рецептурам, с добавлением или без добавления на­турального кофе.

Кофейные напитки в зависимости от рецептуры и тех­нологии производства подразделяются на: жареные моло­тые и расворимые.

В свою очередь жареные молотые кофезаменители в зависимости от рецептуры относят к одному из следующих четырех типов:

♦ однокомпонентные (Желудевый, Каштановый, Цико­рий и др.);

♦ многокомпонентные с цикорием (Здоровье, Осенний, Кубань, Ячменный, Балтика, Детский, Тукумс, Старт и др.);

♦ многокомпонентные с кофе (Наша марка, Юбилей­ный, Народный, Дружба, Экстра, Утро, Арктика, Новость, Смена и др.);

♦ многокомпонентные без кофе и цикория (Пионерс­кий, Золотой колос, Нева и др.).

Растворимые кофезаменители.в зависимости от рецеп­туры также могут вырабатываться четырех видов: одно-компонентные (Цикорий растворимый), многокомпонентные с цикорием (Бодрость, Курземе), многокомпонентные с кофе (Валгумс, Летний, Южный), многокомпонентные с кофе й цикорием (Львовский, Мария, Новость, Черноморский, Цикорно-яблОчный).

Благодаря образованию в процессе обжарки раститель­ного сырья летучих ароматических и вкусовых веществ; подобных компонентам кофеоля, по вкусу эти напитки на* поминают кофе. При обжарке корней цикория, например^'образуется эфирное масло — цикореоль (0,08—0,1%), прйй

дающий жареному цикорию аромат, близкий к запаху жа­реного кофе. В составе цикореоля найдены уксусная и ва­лериановая кислоты, акролеин, фурфурол, оксиметилфур-фурол, фенолы, ацетон и другие соединения. Образующиеся при гидролизе полисахарида инулина прбДуйты карамели-зации Сахаров и гликозид интибин придают обжаренному цикорию горечь, сходную с горечью обжаренных кофейных зерен. Основными компонентами большинства рецептур ко­фейных напитков являются ячмень и желуди благодаря высокому содержанию в них углеводов, максимальной экст-рактивности ячменя и содержащимся в желудях дубиль­ным веществам (до 11%), придающим приятную терпкость напиткам, подобную слегка вяжущему вкусу некоторых ви­дов кофе. Таким образом, введение этих компонентов по­зволяет приблизить получаемые напитки по таким вкусо­вым показателям, как горечь и терпкость, к показателям, характерным для натурального кофе.

При производстве кофейных напитков сырье предва­рительно сортируют, просеивают, очищают от посторон­них примесей и затем обжаривают в барабанах обжароч-ных аппаратов при температуре 180—230°С в течение 25— .60 мин в зависимости от вида сырья. Охлаждают затем до 35—50*С во вращающихся холодильных барабанах, охла­дительных колонках или чашах, размалывают на вальцо­вых станках, просеивают и очищают от металлопримесей. Затем смешивают по рецептуре в смесительном барабане, расфасовывают для розничной торговли массой нетто до 300 г, упаковывая в бумажные коробки с внутренним паке­том из пергамента или подцергамёнта, а для сети обществен­ного питания ^— массой нетто до 5 кг с упаковкой в двой­ные бумажные пакеты.

Растворимые кофейные напиткипредставляют собой высушенный до порошкообразного состояния водный экст­ракт, предназначенный для приготовления быстрораствори­мых напитков полученный из одно-, двух'- или многокомпо­нентного обжаренного растительного сырья, на том же обо-

рудовании, что и растворимый кофе. Технологические па­раметры подбирают исходя из рецептуры исходного сырья.

При производстве растворимых кофейных напитков, как правило, используют цикорий сушеный, ячмень и рожь продовольственные, кофе натуральный. Процесс производ­ства состоит из следующих технологических операций: при­емки и сепарации сырья, его обжаривания, гранулирова­ния (только для зерен кофе), смешивания компонентов, эк­стракции, сушки экстракта, расфасовки и упаковки. Основ­ное отличие производства растворимых кофейных напит­ков от производства растворимого кофе состоит в получе­нии экстракта меньшей плотности (содержание в нем сухих веществ — 24%). Это вызвано высоким содержанием крах­мала в экстрактах из смесей, в состав которых входит яч­мень, а, следовательно, возрастание вязкости раствора, подающегося в сушилку.

Чтобы избежать образования комков во время приго­товления напитка, порошок тщательно размешивают и за­ливают крутым кипятком (или кипящим молоком).

Выпускают растворимые кофейные напитки в зависи­мости от вида используемого сырья следующих наименова­ний: Цикорий растворимый, Новость, Бодрость, Львовский, Мария, Летний, Черноморский и др.

Показатели качества кофе и кофейных напитков

Качество жареного кофеоценивают по органолепти-ческим показателям (внешнему виду, степени обжарки зе­рен, их вкусу и аромату) и физико-химическим показате­лям: влажности (при выпуске — не более 4%, в течение срока хранения — не более 7%); массовой доли золы, в том числе нерастворимой в соляной кислоте; массовой доли эк­страктивных веществ (20—30%, а для молотого с цикори­ем — 30—40%), кофеина (не менее 0,7% в натуральном

кофе и 0,6% в кофе с добавлениями цикория); крупности помола, наличию металлопримесей (до 5 мг на 1 кг) и дру­гих посторонних примесей.

Содержание токсических элементов, афлатоксина В_х и пестицидов в натуральном жареном кофе не должно пре­вышать допустимые уровни, установленные органами' Гос­санэпиднадзора.

При оценке качества кофе особое значение придают результатам органолептической оценки напитка — кофей­ного экстракта.

Для этого навеску кофе массой 10,0 г помещают в фар­форовый или стеклянный стакан, заливают 200 см³ горячей воды, доводят до кипения при помешивании и сразу же снимают с огня (кофе не варят, а заваривают), во избежа­ние потери аромата стакан закрывают крышкой. После от­стаивания настой сливают в дегустационные чашки и опре­деляют его аромат и вкус, обращая внимание на полноту и гармоничность вкусовых свойств, их соответствие виду и сорту кофе, наличие посторонних привкусов и запахов.

Кофе натуральный растворимыйпо органолептичес-ким показателям оценивают по следующим показателям: внешний вид, цвет, вкус иаромат. Он должен быть в виде порошка коричневого цвета, однородный по интенсивности. Вкус и аромат должны быть выраженными, с различными оттенками, свойственными натуральному кофе.

По физико-химическим показателям при оценке каче­ства определяют: массовую долю влаги, кофеина, золы, рН, полную растворимость, массовую долю металлопримесей и посторонние примеси. При этом влажность растворимого натурального кофе при выпуске должна быть не более 4%, в течение гарантийного срока хранения допускается уве­личение до 6%; содержание кофеина — не менее 2,3%; общей золы — не менее 6%; рН напитка — не менее 4,7; растворимость в воде — полная в горячей за 0,5 мин,при 20*С — за 3 мин); количество металлопримесей — не более 3 мг/кг;а посторонние примеси не допускаются. Содержа-

ние. токсических элементов, афлатоксина Bj и пестицидов не должно превышать допустимые уровни, установленные органами Госсанэпиднадзора.

Органолептические показатели определяют в следую­щей последовательности: внешний вид и цвет, аромат и вкус. Для определения аромата и вкуса навеску кофе массой 2,5 г помещают в фарфоровый, стеклянный стакан или ци­линдр вместимостью 250 см³ и растворяют при помешива­нии в 150 см³ горячей прокипяченной воды (при температу­ре 96—98°С).

Качество кофейных напитковоценивают по внешнему виду, вкусу и аромату, влажности (при выпуске — не бо­лее 5%, при хранении в течение гарантийного срока ^- до 7%), зольности (не более 5,5%), количеству экстрактивных веществ (для напитков первого и второго типов — не ме­нее 35%, третьего типа—не менее 20%), степени помола, наличию примесей (в том числе металлопримесей — не бо­лее 5 мг/кг).

Качество растворимых кофейных напитковопределя­ют по внешнему виду и консистенции, цвету, вкусу и аро­мату, влажности (при выпуске с производства — до 4,5%, в течение гарантийного срока хранения — до 6%), содер­жанию общей золы (в пересчете на сухое вещество — не бо^лее 3,5%), рН напитка (4,5), времени полного растворе­ния порошкообразного напитка в горячей и холодной воде (соответственно 30 с и 3 мин), содержанию металлоприме­сей (не более 3 мг/кг) и массовой доле кофеина (в зависи­мости от закладки натурального кофе).

Факторы, сохраняющие качество кофе и кофейных напитков

Упаковка, маркировка и хранение жареного кофе.Од­ним из важнейших факторов сохранения товарных свойств кофе вследствие наличия в нем неустойчивых летучих ве-

ществ является упаковка. Лучшей для кофе является газо­непроницаемая герметичная упаковка под вакуумом и в ат­мосфере инертного газа.

В России натуральный жареный кофе для розничной торговли упаковывают в:

♦ пачки из картона типа хром-эрзац толщиной 0,32— 0,60 мм с внутренним полимерным покрытием из термосва­риваемых материалов;

♦ пакеты из бумаги с полимерным покрытием;

♦ пакеты из комбинированных термосвариваемых ма­териалов на основе алюминиевой фольги или металлизиро­ванной пленки;

♦ пакеты из термосвариваемых пленочных материалов;

♦ банки металлические и комбинированные, металли­ческие сборные цилиндрические, стеклянные, из полимер­ных материалов, разрешенных органами Госсанэпиднадзо­ра к применению в пищевой промышленности.

Допускается упаковывание натурального жареного кофе в зернах в пакеты из полиэтиленовой пленки.

Для предприятий общественного питания, по заказам потребителя и для промышленной переработки натураль­ный жареный кофе упаковывают в:

♦ пакеты из полимерной пленки;

♦ пакеты из бумаги мешочной с внутренним пакетом из пергамента или подпергамента;

♦ мешки бумажные четырехслойные;

♦ мешки-вкладыши пленочные (полиэтиленовые) с пос­ледующим обязательным упаковыванием в транспортную тару.

Фасованный натуральный жареный кофе упаковывают в следующую транспортную тару:

♦ ящики из гофрированного картона массой нетто по 20 кг;

♦ ящики из древесины и древесных материалов массой нетто до 25—30 кг.

Маркировкадолжна быть нанесена на потребительс­кую тару или на этикетку и содержать следующие данные: наименование, местонахождение (адрес) изготовителя, наи­менование страны и места происхождения; товарный знак; наименование продукта; обозначение стандарта; состав про­дукта; сорт; массу нетто; способ приготовления; надпись "Срок хранения до~ (дата)"; надпись "Хранить в сухом про­хладном месте" и информацию о сертификации.

Также маркировка должна включать одно из следую­щих, обозначений:

♦ кофе натуральный жареный (в зернах или молотый);

♦ кофе натуральный растворимый;

♦ кофейный напиток нерастворимый;

♦ кофейный напиток растворимый.

Тара, транспортные средства и складские помещения для хранения кофе должны быть сухими, чистыми, не за­раженными амбарными вредителями. Склады должны хоро­шо вентилироваться, относительная влажность воздуха в них не должна превышать 75%. Недопустимо совместное хранение кофе с пахнущими продуктами и материалами, размещение его вблизи отопительных приборов или кана­лизационных труб. На складах ящики с кофе укладывают на подтоварники шириной и высотой не более 8 ящиков.

При соблюдении этих условий гарантийные сроки хра­нения натурального жареного кофе со дня изготовления составляют определенное количество времени (см. табл. 11).

Упаковка, маркировка и хранение растворимого кофе.Для сохранения своих потребительских свойств раствори­мый натуральный кофе упаковывают в банки металличес­кие, стеклянные, из полимерных материалов, разрешен­ных органами Госсанэпиднадзора кприменению в пищевой промышленности. При этом допускается использование дру­гих видов тары, разрешенных органами Госсанэпиднадзора к применению в пищевой промышленности, позволяющие сохранить качество продукции в течение срока годности.

Таблица 11