1. Формула кофеина
Формула кофе очень сложна, поскольку в состав сырого кофе входят алкалоиды, белки, фенольные соединения, моно- и дисахара, липиды, органические кислоты, аминокислоты, минеральные элементы и ряд других веществ, содержащихся в небольшом количестве. Кофеин — важнейший алкалоид в составе кофейных зерен, известный под названием 1,3,7-триметилксантин.
Главное действующие вещество, за которое кофе ценят — кофеин. Химическая формула кофеина (C8H10N4O2) — 8 атомов углерода, 10 атомов водорода, 4 атома азота, 2 атома кислорода.
Кофеин был выделен из кофе немецким химиком, Фридрихом Фердинандом Рунге, в 1819. Он ввел термин «kaffein», который на английском языке стал «caffeine», а в русском — «кофеин».
Физико-химические свойства кофеина:
- Молярная масса кофеина: 194,19 г/моль;
- Температура кипения: 178°C при нормальном давлении;
- Температура плавления 235–238°C (безводный);
- Плотность кофеина: 1,23 г/см³;
- Растворимость в воде: 2,17 г/100 мл при 25°C;
- Химическая классификация: пуриновый алкалоид.
2. Формула кофе
В сыром кофе белковые вещества содержатся в количестве 9-12% в зависимости от сорта и условий выращивания. Такое высокое содержание белка определяет питательность кофе. Кофе не только стимулирует организм, но и питает его.
Углеводы составляют 50-60% общей массы сырого кофе и включают:
- Сахарозу (6-10%)
- Целлюлозу (5-12%)
- Пектиновые вещества (2-3%)
- Полисахариды, клетчатку, лигнин и др.
В процессе обжарки химический состав кофе существенно меняется. Происходят реакции карамелизации сахаров, распада белков и преобразования кислот. Это формирует характерный аромат и вкус обжаренного кофе.
В сыром кофе содержатся дубильные вещества — танины, в количестве 3,6-7,7%. В результате обжарки кофе танины образуют темноокрашенные пигменты, их количество существенно снижается — примерно до 1%. Именно танин способствует формированию вкуса и цвета кофе. Однако, при избыточном нагревании танины разлагаются, что и обусловливает невыразительность пережаренного кофе.
Хлорогеновая кислота — основная часть фенольных соединений и одна из важнейших составляющих формулы кофе. Также, кофейные зерна содержат эфиры хинной кислоты с кофейной и феруловой кислотами. Содержание хлорогеновых кислот в сыром кофе варьирует от 5,5 до 11%, в зависимости от вида (в Робусте больше, чем в Арабике). При обжаривании их количество снижается на 65-70% из-за термического разложения с образованием кофейной и хинной кислот. Хлорогеновые кислоты важны для формирования вкусового профиля кофе и обладают антиоксидантными свойствами. Во время обжарки они частично разрушаются, участвуя в образовании ароматических соединений и меланоидинов, придающих кофе характерный вкус и цвет.
Другими важными составляющими формулы кофе являются:
- Теофиллин (1,3-диметилксантин) — формула C₇H₈N₄O₂
- Теобромин (3,7-диметилксантин) — формула C₇H₈N₄O₂
- Тригонеллин (метилбетаинникотиновая кислота) — формула C₇H₇O₂N
- Липиды (жиры и масла) — 10-18% массы
- Различные летучие ароматические соединения — более 800 различных компонентов
Тригонеллин — алкалоид, который присутствует в кофе. Содержание меняется в зависимости от сорта: в Арабике (1-1,2%), в Робусте (0,6-0,74%), в Либерике (0,2-0,3%). При обжарке он частично преобразуется в никотиновую кислоту (витамин PP или B₃). С этим связано расхожее мнение, что кофе может помочь отказаться от курения — чашечка эспрессо в день вместо сигареты. Однако, это не имеет научного обоснования. Хотя, тригонеллин в кофе действительно частично преобразуется при обжарке в никотиновую кислоту (витамин B3), это вещество не связано с никотином напрямую, несмотря на схожесть названий. Никотиновая кислота не воздействует на никотиновые рецепторы и не помогает в преодолении зависимости.
Источники:
— Farah, A. (2012). «Coffee Constituents» в книге «Coffee: Emerging Health Effects and Disease Prevention»
— Spiller, M.A. (1998). «The Chemical Components of Coffee» в «Caffeine» под редакцией G.A. Spiller
— Illy, A., & Viani, R. (2005). «Espresso Coffee: The Science of Quality»
