Чай и кофе

Кофе натуральный жаренный

В зависимости от ботанического вида, коммерческих сортов и качества сырья натуральный жареный кофе вырабатывают следующих торговых сортов и наименований:

  • в зернах высшего и первого сортов;
  • молотый высшего, первого и второго сортов;
  • молотый «по-турецки» высшего сорта;
  • молотый с цикорием высшего, первого и второго сортов.

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

Натуральный жареный кофе 1-го сорта вырабатывают из натуральных кофейных зерен 1-го сорта ботанического вида Арабика или Робуста одного из торговых наименований зеленого кофе: Бразильский Сантос, Вьетнамский Арабика, Индийский Арабика Черри, Индийский Робуста Черри и других, равноценных им.

Натуральный жареный молотый кофе высшего сорта вырабатывается из натуральных кофейных зерен высшего сорта ботанического вида Арабика одного из вышеперечисленных торговых наименований зеленого кофе, характерных для натурального жареного кофе в зернах высшего сорта, или их смеси.

Натуральный жареный кофе молотый 1-го сорта вырабатывают из натуральных кофейных зерен 1-го сорта ботанического вида Арабика или Робуста одного из торговых наименований зеленого кофе, аналогичных кофе натуральному жареному в зернах 1-го сорта, или их смеси.

Натуральный жареный молотый кофе 2-го сорта вырабатывают из натуральных кофейных зерен второго сорта ботанического вида Робуста одного из торговых наименований зеленого кофе: Ангольский, Вьетнамский, Мадагаскарский, Индийский, Индонезийский, Лаосский, Танзанийский и других, равноценных им, или их смеси.

Натуральный жареный молотый кофе «по-турецки» вырабатывают из натуральных кофейных зерен высшего сорта ботанического вида Арабика одного из торговых наименований зеленого кофе: Индийский Плантейшн, Колумбийский, Мексиканский, Никарагуанский, Перуанский, Эфиопский и других, равноценных им, или их смеси.

Натуральный жареный молотый кофе с цикорием высшего сорта вырабатывают из натурального жареного молотого кофе высшего сорта – не менее 60%, натурального жареного молотого кофе 1-го сорта – не более 20% и цикория – не более 20%.

Натуральный жареный молотый кофе с цикорием 1-го сорта вырабатывают из натурального жареного молотого кофе 1-го сорта – не менее 80% и цикория – не более 20%.

Натуральный жареный молотый кофею цикорием 2-го сорта вырабатывают из натурального жареного молотого кофе 2-го сорта – не менее 80% и цикория – не более 20%.

Технологический процесс

Производство кофе натурального жареного в зернах и молотого состоит из следующих операций: приемка, сепарация, обжаривание, фасовка (для кофе жареного в зернах), размол, просеивание обжаренного полуфабриката, смешивание компонентов и фасовка молотого порошка.

Приемка и сепарация сырья

Поступающее сырье принимают по его фактической массе по видам и сортам в соответствии с рецептурой вырабатываемой продукции. Сырье засыпают в завальную яму, откуда оно поступает на сепарацию. Сепарирование осуществляют в вибрационном сепараторе, отделяющем примеси путем аспирации, просеивания и магнитоулавливания. Легкие примеси (пыль) отбираются вентилятором и осаждаются в съемных бачках циклонов.

Сушеный цикорий в основном не сепарируют, а только пропускают через магнитоуловители.

При очистке сырья на сепараторах каких-либо механических повреждений в структуре тканей зерна не происходит, температура как внутри, так и между зернами не меняется, остаются без изменений также влажность и количество сухих веществ.

Обжаривание сырья

Вода является самым сильным активатором всех биохимических и физико-химических процессов, протекающих при обжаривании кофе, цикория и других видов сырья. Все изменения в составе продукта при термическом воздействии на него начинаются с изменения состояния и формы связи воды во внутриклеточном пространстве, а также с отрыва молекул воды от твердого тела.

По классификации академика П.А. Ребиндера формы связи с материалом делятся на Три группы: химическая, физикохимическая и физико-механическая. Установлено, что в сыром кофе, сушеном цикории и в других видах сырья влажностью 10-14% вода находится во всех трех состояниях.

Все виды сырья в процессе обжаривания проходят три стадии: начальная – подсушка сырья; средняя – собственно обжаривание; конечная – выдерживание обжаренного сырья (стадия ароматизации). В начальной стадии (при температуре 80-160 °С) в первую очередь удаляется механически связанная (капиллярная) влага (потеря массы около 5%). Это свободная влага. На средней и конечной стадиях обжаривания из тканей удаляется адсорбционная, осмотически (прочно связанная с материалом) связанная влага, для испарения которой требуется значительно более высокая температура (200-225 °С), масса уменьшается еще на 20%.

Таким образом, обжарку сырых зерен кофе осуществляют при температуре 160-220 °С в течение 14-60 мин до получения легкоразламывающихся зерен коричневого цвета с выраженным кофейным ароматом. Обжарка кофе сопровождается значительным (на 30-40%) увеличением объема зерен, масса зерна при этом уменьшается: угар составляет от 20% и более, что обусловливается испарением воды и потерей образовавшихся летучих веществ. В кофейных зернах накапливается углекислый газ, повышающий давление в них до 1,6-2,5 МПа, в охлажденных зернах давление сохраняется на уровне 0,8-1,2 МПа.

Период интенсивного обжаривания наступает при достижении температуры 185 °С, а период усиленного угара — при температуре 185-240 °С.

Установлено, что оптимальный режим обжаривания находится в диапазоне 170-200 °С при времени обжаривания 13-16мин.

При обжаривании происходят сложные пиролитические  процессы (под действием высокой температуры), вызывающие превращение углеводов, белков, липидов, органических кислот, дубильных и других веществ. Образуется сложный комплекс веществ, обусловливающих вкус, аромат кофе и цвет кофейных зерен.

При термической обработке сырья важную роль в превращении тех или иных компонентов играют ферментные системы, некоторые из них (например, полифенолоксидаза и пероксидаза) сохраняют 20% своей активности в течение 8 мин при температуре 125 °С.

На ранних стадиях обжаривания происходит распад и превращение наиболее лабильных компонентов: свободных аминокислот, пептидов, моносахаридов, тригонеллина и фенольных соединений. По мере повышения температуры в дальнейшем разлагаются белки, полисахариды, липиды и др.

Из алкалоидов наибольшим изменениям подвергается тригонеллин, который разрушается с образованием никотиновой кислоты и ряда продуктов (29 соединений), участвующих в образовании аромата жареного кофе. Кофеин достаточно термостабилен, теряется на 10-15% без химических превращений.

Состав липидов изменяется вследствие их разрушения и образования свободных жирных кислот, главным образом ненасыщенных высокомолекулярных и низкомолекулярных алифатических, участвующих в образовании аромата.

Особенно интенсивно на 60-67% разрушаются хлорогеновые кислоты, вследствие их декарбоксилирования образуются кофейная и хинная кислоты, при разложении образуются ее изомеры. При сильном разрушении хлорогеновых кислот (при чрезмерном обжаривании) образуется пустой вкус. Продукты термического разложения хлоро-геновой кислоты, соединяясь с белками, образуют темноокрашенные соединения. Содержание дубильных веществ уменьшается до 0,5-1% за счет ферментативного окисления на первой стадии и неферментативных превращений на последующих, что приводит к образованию темноокрашенных веществ.

Превращения органических кислот влияют на изменение кислотности и величины рН, которые происходят на первой и второй стадиях обжарки, когда формируются вкус и аромат продукта. В начале обжаривания величина рН снижается, достигает минимума (5,0-5,1) при 200-215 °С, а затем увеличивается.

Белковые вещества и углеводы играют важную роль в окончательном формировании вкуса, цвета и аромата жареного кофе.

Из белковых веществ наибольшее значение имеют аминокислоты, которые вступают в реакции с моносахарами, образуя темноокрашенные соединения (меланоидины). Свободные аминокислоты зеленого кофе почти исчезают. Содержание связанных в белках аминокислот снижается на 11%.

При обжаривании глубоким изменениям подвергаются углеводы кофе. Сахароза, на долю которой приходится 65-70% суммы сахаров, почти полностью разрушается (карамелизуется).

Содержание редуцирующих Сахаров вначале уменьшается за счет пиролиза и образования продуктов с низкой молекулярной массой: карбонильных соединений, алифатических кислот, участвующих в образовании аромата, а также за счет карамелизации и меланоидинообразования, а затем увеличивается за счет гидролиза клетчатки и других полисахаридов; из пентозанов образуется фурфурол, участвующий в образовании аромата.

Количество минеральных элементов при обжаривании кофе увеличивается за счет высвобождения их при распаде органических веществ и ферментов. В результате обжаривания образуется комплекс веществ (0,05-1,5%), обусловливающих аромат кофе.

Количество экстрактивных веществ на первой стадии обжаривания снижается, а затем увеличивается и снова уменьшается при повышении температуры, поэтому одной из задач кофеперерабатывающей промышленности является изыскание оптимальных режимов и способов обжаривания.

Влажность обжаренного кофе не более 4%. Для ароматизации обжаренного кофе его выдерживают внутри обжарочного аппарата с выключенными горелками. При этом температура снижается до 45 °С. Это стадия ароматизации. Затем кофе доохлаждают при перемешивании в чаше и подают на фасовку (таблица 1).

Таблица 1 - Сравнение среднего химического состава сырых и обжаренных зерен (г на 100 г продукта)
Таблица 1 — Сравнение среднего химического состава сырых и обжаренных зерен (г на 100 г продукта)

В составе ароматических веществ кофе идентифицировано более 400 соединений, из которых наиболее представлены (количественно) следующие: уксусная кислота, фурфуроловый спирт, анетол (оксиа-цетон), пиридин, летучие кислоты, пиразиновые основания, ацетон, фенолы, 5-метилфурфурол, фурфурол, ацетальдегид, метилэтилаце-тальдегид, метилмеркаптан, фурфуролмеркаптан, метиловый спирт, мальтол, ацетилфуран и др.

Ароматообразующие вещества кофе нестабильны даже при хранении без доступа воздуха. Из-за нестойкости аромата кофе стараются обжаривать непосредственно перед реализацией.

Установлено, что в процессе обжаривания витамины группы В (В1, В26, В12 и В3), содержащиеся в сыром кофе, сравнительно устойчиво сохраняются и наряду с витамином РР переходят в напиток.

Существует три способа обжаривания кофе: тепловое (контактное и конвективное), диэлектрическое (в поле токов высокой частоты) и радиационное (ИК-лучами).

В нашей стране наибольшее распространение имеет тепловое обжаривание при 180-215 °С в течение 10-20 мин в зависимости от типа аппарата.

После обжаривания кофе охлаждают до 35-40 °С, пропускают через камнеотборники и магнитоуловители, взвешивают и направляют либо на фасовку, либо на размол. Степень обжарки кофе может быть различной, от чего во многом зависят цвет, аромат и вкус напитка. За границей принята обжарка от слабой (английский способ), придающей кисловатый вкус напитку, до высшей степени (французский, испанский) и экспрессе (итальянский, индийский) – на грани обугливания зерен, придающий приятный «паленый» оттенок напитку.

При производстве кофе молотого с добавлением цикория размолотые, просеянные и очищенные от металлопримесей зерна и цикорий загружают в смесительный аппарат, медленно перемешивают в течение 3-5 мин и направляют на фасовку.

Фасовка и упаковка готовой продукции

Обжаренные зерна при выходе из аппарата содержат 1,5-2,0% СО2, который образуется в результате распада главным образом карбоксильных кислот. При измельчении и размалывании кофе примерно половина СО2 выделяется в атмосферу. Естественно, чем больше открытой поверхности у частиц, тем интенсивнее идет газовыделение и тем больше абсорбция влаги из окружающей среды. Поэтому целые обжаренные зерна кофе достигают равновесной влажности медленнее, чем измельченные.

Влажность обжаренного кофе — главный фактор сохраняемости его качества, так как от содержания влаги зависит скорость поглощения кислорода, к которому компоненты обжаренного кофе проявляют высокую лабильность. Кроме того, СО2, который выделяется из продукта, уносит за собой летучие ароматические вещества и тем самым вызывает его быстрое старение.

Газовыделение из обжаренных целых зерен или молотого кофе – естественный процесс, его можно или ускорить, например быстрым и сильным размолом, что сопровождается потерей ароматических веществ, или замедлить путем немедленной упаковки обжаренного продукта в герметичную тару. Но поскольку размол необходим для выработки молотого кофе, важно, чтобы, вопервых, при его осуществлении избегали любого повышения температуры в измельченной массе, во-вторых, молотый порошок необходимо собирать в закрытые бункеры и, в-третьих, фасовать его надо в тару в течение не более 8 ч.

Исходя из этого рекомендуется упаковывать жареный кофе как в зернах, так и молотый прежде всего в водо- и кислородонепроницае-мую тару с герметически сваренными швами. Упаковку кофе целесообразно производить в тару с созданием в ней вакуума, поскольку доказано, что при содержании над поверхностью кофе внутри тары более 3% О2 продукт теряет свое качество через 1,5-2 мес., при содержании 0,5-1,0% О2 качество кофе изменяется в течение 4 мес., упаковка в отсутствие воздуха практически гарантирует полное сохранение аромата кофе в течение 6мес.

Еще лучший эффект дает заполнение вакуума внутри тары азотом или другими инертными газами. Учитывая, что диоксид углерода также является защитной инертной средой, вакуумирование в сочетании с выделяющимися из кофе СО2 способствует сохранению качества в течение года. Однако малейшее нарушение вакуума нарушает равновесие системы СО22 и вызывает изменение состава продукта. Для устранения повреждения упаковки в результате выделения СО2 рекомендуется применять пакеты с выпускным клапаном и материалы, поглощающие диоксид углерода из обжаренного кофе.

В Германии создано оборудование для изготовления из ламинированной пленки упаковок, снабженных дегазирующим клапаном, и для фасовки свежеобжаренного кофе. Остаточное количество кислорода в упаковке примерно 10 мкг на 1 г кофе. В случае повышения давления окружающего воздуха клапан герметизирует упаковку. Клапанные пакеты лучше удерживают летучие ароматические вещества кофе по сравнению с традиционными пакетами и коробками.

Во Франции, Германии и других странах кофе, упакованный в коробку из комбинированных материалов, помещают в вакуум-камеру, где подвергают прессованию, осуществляемому специальным устройством. Благодаря прессованию в несколько раз уменьшается объем упакованного продукта и контактирование его поверхности с кислородом воздуха, что предотвращает окисление обжаренного молотого кофе.

Эти показатели наиболее легко контролируются в условиях производства, и поэтому они получили общее признание во всех странах.

Следует отметить, что немаловажную роль для качества готовой продукции имеет содержание в готовом кофе Сахаров, незаменимых аминокислот, жирных кислот, Р-активных фенольных соединений и минеральных элементов (таблица 2).

Таблица 2- Требования к качеству кофе натурального жареного
Таблица 2- Требования к качеству кофе натурального жареного

Дефекты жареного кофе

Наиболее часто встречаются следующие дефекты:

  • обугленные зерна – вследствие наличия в сыром кофе зерен-чернушек (зерно долго лежало на земле, плохо высушенное зерно), зерен ломаных (ушки, раковины) и механически поврежденных (давленых) при обработке, поврежденных вредителями (короедом), а также нарушения режима обжарки (высокая температура);
  • кислые запах и вкус кофе – из-за самосогревания сырых зерен кофе, обжаривания плесневелых зерен;
  • неравномерно обжаренные зерна получаются при недостаточной сушке сырых зерен и наличия роговой и пергаментной оболочек;
  • белесые зерна – из-за наличия в сырье недозрелых, засохших еще на дереве сырых зерен (зеленого, вишневого цвета);
  • недожаренные зерна – зерна в оболочке из-за плохой очистки.