По составу кофе: Страница не найдена

Кофе естественно содержит множество соединений, включая кофеин, антиоксиданты и дитерпены. Они способствуют не только уникальному вкусу, но и хорошо изученным физиологическим эффектам кофе.

Кофеин

Кофеин является основным фармакологически активным компонентом кофе и мягким стимулятором центральной нервной системы. ^2,3 .Кофеин содержится примерно в 60 видах растений, наиболее известными из которых являются какао-бобы, орехи кола, чайные листья и кофейные зерна. ³ . Кроме того, кофеин добавляют во многие популярные газированные напитки, а также входит в состав ряда фармакологических препаратов и лекарств, отпускаемых без рецепта. Типичная чашка кофе содержит примерно 75–100 мг кофеина. Европейское управление по безопасности пищевых продуктов (EFSA) в своем «Научном заключении о безопасности кофеина» пришло к выводу, что «обычное потребление кофеина до 400 мг в день не вызывает опасений по поводу безопасности для небеременных взрослых» ⁴ .Они также сообщили, что прием до 200 мг в день не вызывает беспокойства у беременных или кормящих грудью. ⁴ .

Обширные исследования показали, что кофеин в рационе имеет несколько полезных эффектов, таких как улучшение внимания ⁵ , бдительности ⁵ и физической работоспособности ⁶ . Однако у некоторых людей могут быть побочные эффекты, такие как нарушение режима сна ⁷ .

Дополнительную информацию о роли кофеина в умственной деятельности можно найти здесь , а о физической работоспособности можно найти здесь .

Антиоксиданты

Кофе, естественно, содержит множество соединений, обладающих антиоксидантными свойствами. К ним относятся хлорогеновые кислоты и меланоидины, которые могут помочь дезактивировать окислители ^8-16 .

• Ряд исследований показал повышение уровня антиоксидантов в крови после употребления кофе. ^12-16 .
• Несколько факторов (включая уровень обжарки, добавки, включая молоко или сахар, и соотношение кофе к воде) затрудняют отнесение этого повышения уровня антиоксидантов в крови к определенным соединениям в кофе.
• Различные антиоксидантные соединения, содержащиеся в кофе, по-видимому, по-разному действуют на организм, но необходимы дальнейшие исследования биоактивной и потенциальной роли этих соединений, прежде чем можно будет сделать выводы.

Дитерпены

Дитерпены, кафестол и кахвеол, естественным образом присутствуют в масле, содержащемся в кофе. Исследования показывают, что высокое потребление этих соединений может повысить уровень общего холестерина и холестерина ЛПНП в сыворотке крови ¹⁷ .

• Воздействие в значительной степени связано с методом заваривания, поскольку эти соединения в значительной степени удерживаются в бумажном фильтре в фильтрованном кофе, но переходят в заварку в скандинавском вареном кофе, Cafètiere (горшок с поршнем), греческом и турецком кофе ^17,18 .
• Растворимый кофе практически не содержит этих соединений, повышающих уровень холестерина ¹⁸ . Умеренное потребление эспрессо (около 2-3 чашек) также имеет незначительный эффект, так как его уровни ниже, чем у нефильтрованного кофе, а размеры порций меньше.
• Некоторые исследования предполагают, что дитерпены могут также играть защитную роль против некоторых видов рака, хотя необходимы дальнейшие исследования, прежде чем можно будет сделать какие-либо выводы. ¹⁹ .

Для получения дополнительной информации о дитерпенах и здоровье сердца щелкните здесь.

Для получения дополнительной информации о дитерпенах и раке щелкните здесь.

Эта информация предназначена для профессиональных медицинских работников.
Пожалуйста, обратите внимание на окружающую среду перед печатью.

Химия в каждой чашке | Feature

Трудно избежать рассказов о последних продуктах, которые необходимо съесть, чтобы присоединиться к противораковой бригаде. Сначала отборные овощи и ягоды, затем красное вино, темный шоколад и кофе. Газеты часто говорят нам, что антиоксиданты борются с (неприятными) свободными радикалами, и слова «полифенольные антиоксиданты» вошли в мейнстрим. Швейцарский пищевой гигант Nestlé даже продает кофе под названием Nescafé Green, рекламируемый как содержащий «высокий уровень природных полифенольных антиоксидантов, которые могут помочь защитить клетки организма от повседневных повреждений».Кофе содержит необжаренные (зеленые) кофейные зерна, которые способствуют повышению уровня антиоксидантов.

Кофе действительно является одним из самых богатых источников фенолов в западной диете и потенциально может обладать сильным антиоксидантным действием, теоретически защищая клетки, если естественные механизмы организма не в состоянии держать под контролем уровни активных форм кислорода. Однако история намного сложнее, чем простая битва между антиоксидантами и свободными радикалами. «Все продукты, богатые антиоксидантами, от красного вина до кофе, обладают гораздо более тонкими механизмами действия, чем считалось ранее», — говорит Алан Крозье, биохимик растений из Университета Глазго, Великобритания.

Убить или вылечить?

Мы привыкли думать, что кофе, должно быть, вреден для нас — это отвратительное удовольствие — и многие изо всех сил стараются избавиться от этой привычки. Тем не менее, некоторые эпидемиологические исследования, которые включают опрос людей о ежедневном потреблении кофе и наблюдение за их состоянием здоровья в течение нескольких лет, показывают, что у регулярно пьющих кофе меньше шансов заболеть различными видами рака, включая рак печени, толстой кишки, полости рта и пищевода. В 2008 году группа исследователей из Гарвардской медицинской школы в Кембридже, США, и Мадридского университета, Испания, во главе с Эстер Лопес Гарсия, оценила данные двух крупных эпидемиологических исследований в США, в которых приняли участие более 125 000 человек за два десятилетия.Они пришли к выводу, что регулярное употребление кофе «не связано с повышением уровня смертности». Фактически, принимая во внимание такие факторы риска, как размер тела, курение и конкретные заболевания, команда предположила, что люди, которые пили больше кофе, на самом деле имели меньше шансов умирать в течение десятилетий исследования из-за более низкого риска сердечно-сосудистых заболеваний. ¹

Считается, что кофе защищает от подагры (снижая уровень мочевой кислоты), кариеса и желчных камней.И так список можно продолжить. В частности, появляется все больше убедительных доказательств того, что кофе обеспечивает некоторую защиту от диабета 2 типа.

Кислотный дом

Кофе содержит огромное количество химических веществ, более 1000 ароматических соединений. Если вы ищете антиоксиданты, то наиболее распространенными фенольными соединениями в кофе являются хлорогеновые кислоты (ХГК), на которые приходится до 12 процентов сухого веса зеленых необжаренных кофейных зерен. Большая часть горького вкуса кофе происходит из-за CGA, которые также вызывают кислотный рефлюкс, который иногда бывает у любителей кофе.

ХГК образуются в кофейном растении в результате этерификации транс-коричных кислот (в основном кофейной, феруловой и p -кумаровой кислоты) с гидроксильными группами хинной кислоты. Полученные конъюгированные структуры CGA известны как кофеилхиновые кислоты, ферулоилхиновые кислоты и p -кумароилхиновые кислоты соответственно.

До половины CGA в зеленых кофейных зернах разлагаются во время высокотемпературной обжарки, что вызывает множество химических реакций.Некоторые из CGA гидролизуются с образованием свободных фенольных кислот или дегидратируются до горьких лактонов хлорогеновой кислоты. Другие участвуют в реакциях потемнения Майяра, давая широкий спектр соединений, включая коричневые и очень горькие на вкус антиоксидантные полимеры, называемые меланоидинами.

Концентрация CGA в чашке сваренного кофе сильно варьируется, примерно от 20-675 мг на чашку по сравнению с 20-60 мг в средней чашке чая. Уровни CGA зависят не только от времени и температуры обжарки, но и от кофейных зерен — Arabica Зерна имеют более низкие уровни CGA, чем Robusta — и метод заваривания.Кофе без кофеина содержит такие же уровни фенольных соединений, что и кофе с кофеином, и может содержать более высокие уровни благодаря эффекту концентрации, который возникает во время отказа от кофеина, говорит И-Фанг Чу, возглавляющий группу исследований кофе и благополучия в США в Kraft Foods Global.

Пищеварительные соки

CGA в кофе всасываются в тонком кишечнике и появляются в системе кровообращения в основном в виде глюкуронидированных (в сочетании с глюкуроновой кислотой, обычный способ, которым печень солюбилизирует соединения для подготовки их к выведению через почки), сульфатированных и метилированных метаболитов, объясняет Крозье.«Кажется, что соединения вызывают события и уходят. Организм довольно быстро избавляется от них [с мочой или желчью] », — говорит он.

Становится также очевидным, что толстая кишка (толстая кишка) играет решающую роль в попадании ГКА и их метаболитов в кровоток. Группа Крозье собрала доказательства этого, проанализировав образцы жидкости из подвздошной кишки (тонкой кишки) у людей, которым удалили толстую кишку (илеостомисты). У таких людей только 30 процентов CGA абсорбировались в тонкой кишке, что позволяет предположить, что 70 процентов перешли бы в толстую кишку у здоровых людей. ²

Крозье использовала жидкостную хроматографию-масс-спектрометрию (ЖХ-МС) для анализа образцов мочи от илеостомов и людей со здоровой толстой кишкой. Илеостомы выводили с мочой только 8% поступивших им АГК, в то время как здоровые добровольцы выделяли 30%. «Соединения CGA, абсорбированные в толстой кишке, должны находиться в системе кровообращения в относительно высоких концентрациях по сравнению с соединениями, абсорбируемыми в тонком кишечнике», — говорит Крозье.

Работа Крозье с кофе изначально спонсировалась компанией Nestlé, чьи химики синтезировали метаболиты CGA, чтобы помочь понять реакции и пути разложения в организме. Теория состоит в том, что хинная кислота отщепляется от CGA в тонком кишечнике с высвобождением кофеиновой и феруловой кислот, которые затем образуют глюкурониды, а также метаболизируются до сульфатов. «Из анализа жидкости подвздошной кишки мы знаем, что смесь исходных соединений и некоторых метаболитов проходит из тонкого кишечника в толстый», — объясняет Крозье.«В толстой кишке некоторые из них абсорбируются в виде исходных соединений вместе с сульфатами и глюкуронидами, но большая часть расщепляется бактериями толстой кишки с образованием простых фенольных кислот».

Феруловая и кофейная кислоты образуют фенольные кислоты, такие как дигидроферуловая кислота или дигидрофеиновая кислота. «Люди начинают интересоваться влиянием этих веществ на здоровье толстой кишки», — говорит Крозье. Есть некоторые предположения, что соединения могут действовать как пребиотики, стимулируя кишечные бактерии.

Появляется все больше свидетельств того, что соединения, расщепляемые в толстой кишке, составляют ключевую часть «уравнения биодоступности» флавоноидов и родственных соединений, которые встречаются не только в кофе, но также в овощах и других напитках, — говорит Крозье.Более того, фенольные кислоты, полученные из толстой кишки, обладают противовоспалительной активностью in vitro и защищают нервные клетки человека от окислительного повреждения, говорит Крозье. Также считается, что некоторые фенольные кислоты помогают предотвратить развитие диабета второго типа у регулярно пьющих кофе.

Уровень сахара в крови

Чу из Kraft’s очень интересуется тем, как именно кофе может помочь предотвратить диабет. В его экспериментах на жировых клетках человека in vitro кофе вдвое увеличивал уровень усвоения глюкозы.В организме такое увеличение поглощения снизит уровень глюкозы в крови. Но пока не ясно, какие соединения кофе побуждают клетки усваивать больше глюкозы. Чу исключил кофеин, который не влиял на жировые клетки при применении отдельно, и концентрации CGA, по-видимому, не коррелируют с уровнями стимуляции клеток. По словам Чу, определение того, какие соединения стимулируют усвоение глюкозы, и определение того, связан ли эффект с их способностью связываться с рецепторами инсулина, имеет «важное питательное и фармакологическое значение». ³

Чу проверил способность кофе защищать нейроны, по крайней мере, in vitro, и обнаружил, что обработка зеленым или жареным кофе защищает клетки от окислительного стресса, вызванного перекисью водорода. Обжаренный кофе защищал клетки намного лучше, чем зеленый кофе, возможно, потому, что он обладает в 30 раз большей липофильной антиоксидантной активностью. Команда Чу, в которую входили исследователи из Национального университета Ян-Мин на Тайване, предполагает, что липофильные антиоксиданты, такие как лактоны хлорогеновой кислоты, являются ключом к очевидному нейрозащитному эффекту кофе, возможно, потому, что мозг является таким богатым липидами органом.Чу подчеркивает, что теперь необходимо провести дополнительную работу для определения «ключевых нейропротекторных биоактивных веществ кофе».

Чу также изучила противовоспалительное действие кофе на клетки в лаборатории. По его словам, основными противовоспалительными компонентами являются хлорогеновые кислоты. Однако в экспериментах с чистым CGA Чу не смог достичь тех же результатов, что и с кофе. «Чистое соединение не обладает таким же уровнем воспалительного ингибирования, как цельный кофе, поэтому мы предполагаем, что существует матричный эффект, при котором компоненты кофе работают вместе, обеспечивая преимущества», — говорит Чу.

Кофеин в кровотоке

Известно, что кофеин улучшает память и скорость, с которой наш мозг обрабатывает информацию. Он связывается с некоторыми из тех же рецепторов, что и аденозин, соединение, которое, помимо прочего, способствует сну. Кофеин является неселективным антагонистом аденозиновых рецепторов A ₁ и A _2A в сердце и головном мозге, оказывая действие, противоположное аденозину, и оказывая стимулирующее действие.

Есть также предположение, что кофеин, возможно, может принести пользу людям, страдающим болезнью Альцгеймера.Теоретически блокирование рецепторов A _2A ослабляет повреждения, вызванные бета-амилоидом, пептидом, который накапливается в головном мозге при болезни Альцгеймера. Введение кофеина мышам, созданным для лечения заболевания, ограничивало уровень бета-амилоида и повышало уровень аденозина. ⁴ Исследования на людях не выявили прочной связи между кофеином и болезнью Альцгеймера, хотя анализ финских данных о 1409 человек в возрасте старше 21 года, проведенный Марьо Эскелиненом из Университета Куопио, Финляндия, показал, что люди, выпивавшие 3-5 чашек кофе за один день значительно снизил риск развития болезни Альцгеймера или слабоумия. ⁵

Финское исследование ни в коем случае не было единственным, кто предположил, что кофеин может помочь остановить снижение активности мозга с возрастом. В исследовании «Три города», проведенном во французских городах Бордо, Дижон и Монпелье в период с 1999 по 2001 год, более 9000 человек в возрасте старше 65 лет были опрошены об уровне потребления чая и кофе, а их умственная ловкость была оценена с помощью стандартных тестов. Когда группа французских исследователей во главе с Карен Ричи из Университета Монпелье проанализировала данные, они предположили, что существует «значительная взаимосвязь» между более высоким потреблением кофеина женщинами без деменции и «более низким когнитивным снижением с течением времени».Любопытно, что не было обнаружено никакой связи между потреблением кофеина и снижением когнитивных функций у мужчин. ⁶ Не волнуйтесь — группа исследователей из Национального института общественного здравоохранения и окружающей среды в Билтховене, Нидерланды, предполагает, что «употребление кофе снижает когнитивные нарушения у пожилых мужчин» на основе анализа данных за 10-летний период. исследование мужчин из Финляндии, Италии и Нидерландов.

Канцерогены в кофе

Конечно, есть минусы.Например, кофе содержит 4-метилимидазол, который Национальная токсикологическая программа США (NTP) определила как канцероген. Компаунд используется для производства многих продуктов, от красителей до сельскохозяйственных химикатов и резины. Но он также может образовываться в результате реакции Майяра в продуктах питания и напитках, особенно в продуктах с карамельным вкусом, таких как кола. ⁷ Уровни 4-метилимидазола в напитках из колы аналогичны уровням в кофе, говорит Такаюки Сибамото из отдела токсикологии окружающей среды Калифорнийского университета в Дэвисе, США.

«Понять, как химические вещества образуются в кофе и как предотвратить их образование, непросто», — говорит Сибамото. Тем не менее, он привержен этой задаче, во многом потому, что это соединение внесено в список Калифорнийского агентства по охране окружающей среды как канцероген по предложению 65 в Калифорнии, США. Это означает, что продукты питания или напитки, которые, как известно, содержат уровень химического вещества, превышающий допустимый предел потребления 16 мкг в день, должны быть маркированы как таковые.

Первоначальное исследование NTP показало, что 4-метилимидазол вызывает рак у мышей, получавших до 1250 ppm соединения в течение двух лет, что эквивалентно 170 мг / кг веса тела мышей.По словам Шибамото, человек весом 60 кг, выпивающий целую бутылку колы объемом 591 мл (20 жидких унций), проглотит только 3,3 мкг / кг 4-метилимидазола, поэтому любители кофе, вероятно, будут подвергаться еще меньшему воздействию.

Также есть предполагаемый канцероген акриламид (2-пропенамид), который хорошо растворим в воде и, как полагают, также является результатом реакции Майяра. В марте прошлого года Европейское химическое агентство добавило акриламид в свой «список веществ, вызывающих очень серьезную озабоченность». Образование акриламида достигает пика в какой-то момент процесса обжарки, прежде чем значительно снизится.Таким образом, степень обжарки является ключевым фактором при определении содержания акриламида, — говорит Рита Алвес из Университета Порту в Португалии.

Алвес и ее команда проанализировали уровни акриламида в кофе эспрессо и показали, что светлая обжарка содержит значительно больше акриламида, чем темная. Тип бобов также влияет на уровень акриламида, и эспрессо Robusta содержит почти вдвое больше акриламида, чем их аналоги Arabica , говорит Алвес. По ее оценкам, то, что она называет «умеренным» потребителем эспрессо, который выпивает 3-5 чашек в день, вероятно, потребляет около 4-6 мкг акриламида в день.

Алвес признает, что практически невозможно снизить уровень акриламида в кофе без ущерба для качества, но предлагает выбрать более высокое содержание зерен арабика и более темную обжарку. По ее словам, короткий эспрессо, а не «лунго», для приготовления которого требуется в два раза больше времени, также может иметь более низкий уровень акриламида, поскольку у этого химического вещества меньше возможностей для перехода в напиток.

Качели и карусели

Так много химикатов, о которых нужно думать. Если вам уже нравится пить кофе, приятно думать, что вы, возможно, делаете себе что-то хорошее.Вы пьете молоко? Или сахар? Если это так, возможно, вы меняете химический состав антиоксидантов. Крозье уже показал, что добавление сливок в клубнику замедляет всасывание антиоксидантов, и изучение влияния добавок на биодоступность антиоксидантов кофе является следующим в повестке дня многих химиков кофе.

Какой бы ни была наука, кофе, безусловно, заставляет мозг работать по утрам и доставляет массу удовольствия. Просто запомните ключевое слово, которое никогда не ускользает от диетолога, когда речь идет о красном вине и кофе: умеренность.

Эмма Дэвис — внештатный научный писатель из Бишопс-Стортфорд, Великобритания

www.ChemistryIsLife.com — Химия кофе

Весовой кофе в основном состоит из полисахаридов. Полисахариды — это разновидность углеводов. Вторым по распространенности компонентом необжаренного кофе являются липиды. Липиды — это соединения, которые в основном нерастворимы в воде, например жиры и масла. В обжаренном кофе второе по частоте соединение образуется в результате карамелизации, карамелизация — это неферментативная реакция потемнения, которая вызывает окисление сахарида.Одно из химических веществ, которое многие люди ассоциируют со своей чашкой кофе, — это кофеин. Кофеин — это пуриновый алкалоид, его химический состав — C8 h20 N4 O2. Еще один интересный компонент кофе — кислоты. Кислоты в кофе сильно влияют на его вкус и ощущения во рту, когда вы его пьете. Среди кислот уксусная, лимонная, муравьиная, яблочная, фумаровая и другие.

Основные химические вещества, соединения, компоненты

Двумя основными химическими веществами в кофе являются полисахариды и липиды.

• Полисахариды представляют собой тип углеводов, которые состоят из дисахаридных цепей или моносахаридных единиц. Они состоят в основном из углерода, водорода и кислорода. Примером одного из них в кофе является арабиноза, имеющая химическую формулу C5h20O5.
• Липиды — это нерастворимые в воде соединения, представляющие собой сложные эфиры цепей жирных кислот. Одним из этих липидов, содержащихся в кофе, являются триглицериды, а триглицериды кофе в основном представляют собой сложные эфиры линолевой и пальмитиновой жирных кислот.Линолевая кислота имеет химическую формулу Ch4 (Ch3) 4CH = CHCh3CH = CH (Ch3) 7CO2H, которая представляет собой ненасыщенную жирную кислоту с температурой плавления -5ºC. Пальмитиновая кислота имеет химическую формулу Ch4 (Ch3) 14CO2H, представляет собой насыщенную жирную кислоту и имеет температуру плавления 63 ° C. Причина разницы в температуре плавления пальмитиновой кислоты и линолевой кислоты связана с их формой, линолевая — это ненасыщенная жирная кислота, которая имеет двойную связь между углеродом и водородом, что вызывает искривление ее формы, а пальмитиновая — это насыщенный жирный жир. кислота, не имеющая этой двойной связи.

Роль химии

Химия связана с кофе, потому что при выращивании кофе факторы окружающей среды, такие как влажность, pH почвы и местоположение. Кроме того, продолжительность обжарки кофе влияет на его химические свойства и вкус. Если его обжарить слишком коротко, он будет очень кислым и довольно неприятным на вкус, но при правильном прожаривании он имеет химический состав, который многие из нас знают и любят. Когда кофе обжаривается, зерна проходят процесс карамелизации.Карамелизация — это процесс, при котором полисахариды окисляются, и это неферментативный процесс потемнения. Побочными продуктами карамелизации являются кармелен с химической формулой C36H50O25, карамелан с химической формулой C12h28O9 и карамелин с химической формулой C125h288O80. Окисление также несколько меняет цвет кофе, а зерна медленно превращаются в древесный уголь.

Предварительные исследования

Кофе выращивают в поясе зерен, который проходит между тропиком рака и тропиком козерога.Затем фасоль забирается и сушится, а затем отправляется на обжарочные установки. Эти устройства для обжарки жарят его, упаковывают и иногда измельчают для вас. Тогда ваша работа — взять кофе, если это целые зерна, измельчить его, а если нет, поджарить его и наслаждаться.

Ресурсы

http://www.jlhufford.com/articles/whatiscoffee.asp

Химический состав кофе

http://www.chemistryviews.org/SpringboardWebApp/userfiles/chem/image/magazine/ 2010 Май / 1005_espresso_table1.gif

Весовой химический состав кофе.

http://www.sciencenews.org/view/generic/id/340733/title/Coffee_gives_jolt_to_life_span

Польза кофе для здоровья

http://www.blackriverroasters.com/the-science-of-coffee/

объясняет липиды кофе, немного кофеина, и слегка раскрывает различия между зернами робусты и арабики.

http://www.vittoriacoffee.com/

В нем рассказывается о переходе кофе от зерна к дереву, о его измельчении, а также упоминается арабика и робуста, а также о широтах, в которых они растут.

http://www.sweetmarias.com/coffee.other.robusta.php

Здесь много говорилось о бобах робуста и в чем разница между ними и арабикой.

http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb1/part2/sugar.htm

Здесь говорилось о сахарах и полисахаридах.

http://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/VirtTxtJml/lipids.htm

Липиды

http://www.scienceofcooking.com/caramelization.htm

информация о карамелизации

http: // лайфхакер.com / 5986506 / the-science-behind-coffee-and-why-its-really-good-for-your-health

Влияние кофе на здоровье.

http://www.wired.com/science/discoveries/magazine/17-10/st_coffee

Что внутри кофе

http://www.coffeeresearch.org/science/sourmain.htm

кислоты

http://www.britannica.com/EBchecked/topic/15672/alkaloid

Алкалоиды

http://0.tqn.com/d/chemistry/1/7/-/B/1/arabinose.jpg

визуальная ссылка на арабинозу

http: // www.scienceofcooking.com/maillard_reaction.htm

Реакция Маллиарда.

Об авторе

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Приготовьте немного кофейной химии

В твоей чашке кофе много чего происходит. Все эти сложные и разнообразные вкусовые ощущения, аромат, «ощущение во рту» или текстура напитка — все это способствует общему впечатлению от употребления напитка. И каждый из этих элементов является результатом некоторой интересной химии, лежащей в основе.

От фермы до вашей чашки существует множество процессов, которые влияют на химический состав, вкус и сенсорные ощущения напитка, который вы, наконец, можете выпить.Обычно собирают плоды выращиваемых на фермах растений Coffea , называемые кофейной вишней, затем удаляют внешний слой вишни в процессе ферментации или сушкой, обнажая семена или «зеленую фасоль». Следующий шаг, обжарка зерен, также является важным процессом для ряда химических реакций, таких как реакция Майяра (на самом деле серия реакций) и карамелизация, которые дополнительно изменяют химическую структуру и вкусовой профиль зерен. Как только обжаренные зерна готовы к подаче на стол, их внутренняя часть подвергается воздействию воздуха, и происходит еще больше химических реакций.

Каждый напиток, который вы или ваш бариста готовит, будет иметь различный химический состав и обеспечивать слегка различающиеся сенсорные ощущения. Давайте взглянем на некоторые ключевые составляющие, влияющие на вкус и аромат кофе.

Кофеин, алкалоид, вполне может быть причиной того, что вы любите кофе. Алкалоиды оказывают стимулирующее действие на центральную нервную систему, повышая бдительность, и их можно экстрагировать водой. В первоначальном виде они имеют горький привкус.

Кофеин придает крепость, консистенцию и горечь, характерные для кофе. Возможно, поэтому вкус кофе без кофеина не тот. В зависимости от вида и сорта кофеин составляет 0.От 6 до 4 процентов фасоли. Обжарка не снижает количество кофеина.

Тригонеллин — это алкалоид, который содержится в кофейных зернах в несколько более низких концентрациях, чем кофеин. Он начинает разлагаться при 160 ° C, поэтому в процессе обжарки (который более горячий — до 200 ° C) теряется более половины тригонеллина, при этом образуются ароматические соединения, которые создают сладкие, карамельные и землистые ароматы.

Летучие соединения — это органические соединения, которые испаряются при комнатной температуре. Они ответственны за большую часть аромата кофе и обычно возникают в результате реакций во время процесса обжарки, но хранение также может повлиять на них. Они могут быть сгруппированы по запаху, например, землистые, фруктовые или пряные.

Химики продолжают выяснять, какие летучие соединения создают определенные атрибуты кофе.Например, соединения фурана обычно отвечают за сладкий солодовый аромат, а соединения пиразина придают ореховый, землистый, жареный и зеленый аромат. Работа над исследованием всех этих соединений продолжается, так как в обычной чашке кофе содержится более 1000 летучих соединений. Они изменчивы по названию и по своей природе — они стремятся улететь, прежде чем успеет их измерить!

Зеленые бобы имеют более высокий уровень кислотности по сравнению с жареными бобами.Кислоты в кофе включают, среди прочего, лимонную, яблочную, хлорогеновую и хинную кислоты, каждая из которых имеет терпкий вкус и имеет тенденцию балансировать сладость и горечь кофе. Продукты расщепления кислот часто участвуют в реакции Майяра и производят широкий спектр соединений, включая меланоидины очень горького вкуса и коричневого цвета. Таким образом, чем темнее жаркое, тем более горькими будут бобы.

Большая часть зеленых кофейных зерен состоит из липидов или кофейного масла. Во время обжарки липиды перемещаются изнутри зерна на поверхность. После извлечения в кофейную заварку они образуют пенку — сливочную ароматную часть, плавающую на вершине эспрессо. Масла содержат летучие соединения и жирорастворимые витамины. Они способствуют вкусовым ощущениям и консистенции напитка.

Знание химических тонкостей кофе помогает промышленности управлять частями процесса для получения определенного вкуса, аромата или ощущения во рту.Это также полезно для определения потенциального воздействия кофе на здоровье. Производители, сборщики урожая, транспортировщики, переработчики, обжарщики, бариста и многие другие люди между ними участвуют (намеренно или нет) во влиянии на то, как химия изменит конечный продукт. Неудивительно, что кофе имеет особый характер — столько всего вложено в каждую чашку.

Что такое химические соединения в Кофе? — Кофе JayArr

Чашка кофе поначалу может показаться простой: два ингредиента — вода и молотый кофе.Однако это еще не все. Даже если предположить, что используется дистиллированная (чистая) вода, молотый кофе содержит более 1000 химических соединений, большинство из которых экстрагируется водой во время заваривания. В зависимости от того, откуда был взят кофе, как он был обработан и как он был обжарен, эти соединения могут присутствовать или не присутствовать в вашей чашке и могут отличаться по количеству.

Давайте рассмотрим несколько наиболее распространенных кофейных соединений — что они собой представляют, какое действие они оказывают при приеме внутрь и их роль в приготовлении отличной чашки кофе.

Основы химии кофе

Во-первых, давайте познакомимся с некоторыми основными понятиями химии, связанными с кофе:

Альдегид: органическое соединение, содержащее углерод, водород и кислород.

Алкалоид: класс органических соединений, происходящих из растений и оказывающих физиологическое воздействие на человека; кофеин, серотонин и так далее.

Карамелизация: химическая реакция при нагревании, которая расщепляет молекулы сахара и приводит к образованию различных соединений.

Фуран: это гетероциклические органические соединения, состоящие из пятичленного ароматического кольца, которые играют ключевую роль в аромате кофе.

Реакция Майяра: химическая реакция между аминокислотами и редуцирующими сахарами, в которой тепло используется в качестве катализатора. Подумайте о подрумянивании стейка или, в данном случае, об обжарке кофе.

Неполярные молекулы: они имеют четное количество электронов и протонов, что приводит к более стабильной молекуле. Заваренная чашка кофе содержит 10-25% неполярных соединений.

Нелетучие соединения: это соединения, которые остаются стабильными при комнатной температуре и способны влиять на аромат и ощущение во рту.

Полярные молекулы: Эти молекулы имеют неравномерное количество электронов и протонов, что приводит к более высокой электроотрицательности. Полярные молекулы также легче растворяются в других полярных молекулах. Подумайте о магнитах, воде, аммиаке и т. Д. Заваренная чашка кофе содержит от 75% до 99% полярных соединений.

Восстановительный сахар: Восстановительный сахар — это сахар, который имеет свободную альдегидную или кетоновую группу, у которой есть атом кислорода, присоединенный к углеродной цепи двойной связью.Состав этих сахаров позволяет им легко расщепляться или образовывать пары с другими молекулами.

Летучие соединения: Органические соединения, испаряющиеся при комнатной температуре. Летучие соединения напрямую связаны с запахом. Скорее всего, если вы его почувствуете, он летучий.

Химические соединения влияют как на вкус, так и на аромат

Когда дело доходит до вкуса и аромата, огромное разнообразие соединений способствует тому, что большинство людей воспринимает как классический вкус / аромат кофе.Классический аромат заваренного кофе обусловлен более чем 900 различными летучими соединениями.

Какие химические соединения влияют на аромат кофе?

Давайте рассмотрим следующие 12, которые больше всего влияют на аромат кофе:

2-фурфурилтойл (содержащий серу): даже в отдельности это соединение очень пахнет жареным кофе.

3-метил-2-бутен-1-тиол (содержащий серу): запах серы с нотками аммиака

3-меркапто-3-метилбутилформиат (содержащий серу): немного пахнет карамелизированным луком, жареным кофе, серой и мясистым запахом.

Метантиол (содержащий серу): пахнет тухлой капустой.

Метилпропаналь (альдегиды / кетоны): одно из наиболее пахнущих соединений в этом списке, метилпропаналь пахнет как цветочными, так и пряными.

3-метилбутаналь (альдегиды / кетоны): фруктовый и солодовый запах.

Ацетальдегид (альдегиды / кетоны): ацетальдегид Острый, но фруктовый аромат.

(e) -β-дамасценон (альдегиды / кетоны): пахнет медом, но также фруктовый.

Гуаякол (фенольный): Гуаякол имеет довольно дымный и пряный запах; больше преобладает в более темном жареном.

Фуранеол: (Furans): это соединение сладко пахнет с нотками карамели; также более распространен в более темном обжаренном кофе.

2-изобутил-3-метоксипиразин (пиразины): отчетливый землистый аромат.

2-этил-3,5-диметилпиразин (пиразины): также землистый, но с жареными нотами.

Хотя некоторые из этих соединений могут показаться немного неприятными, например, сернистые, при соединении они образуют аромат, более сильный, чем сумма его частей.

Какие физиологические эффекты оказывает аромат кофе?

В ходе исследования использовались ключевые соединения, созданные в лаборатории для создания синтетического кофе.Затем опытных дегустаторов кофе попросили обнаружить странности в синтетическом пиве. Исследователи обнаружили, что недостаток определенных соединений не может быть замечен даже натренированным носом и языком.

Что касается аромата, существуют также исследования, которые показывают потенциальную корреляцию между простым запахом кофе и активностью мозга. Однако эти исследования проводились на лишенных сна крысах, поэтому неясно, в какой степени результаты применимы к людям.

Кроме того, было проведено исследование с участием двух групп людей, каждой из которых давали экзамен: одна группа находилась в комнате, пахнущей кофе, а другая группа была контрольной группой.Первая группа, в которой пахло кофе, получила более высокие баллы на экзамене. Однако вопрос о том, насколько полезен аромат кофе, все еще обсуждается, а количественные данные отсутствуют.

Какие химические соединения влияют на вкус кофе?

Что касается вкуса кофе, обжарка, вероятно, является самым важным шагом в определении конечного вкуса вашей чашки. Это в первую очередь связано с двумя факторами: реакцией Майяра и процессом карамелизации, каждому из которых способствует химический состав кофейных зерен.

Реакция Майяра потребляет аминокислоты и восстанавливает сахар с образованием меланоидинов, что приводит к знакомому коричневому цвету и консистенции сваренного кофе. При расщеплении этих соединений образуются сотни отдельных соединений, которые влияют как на вкус, так и на аромат. Кроме того, выдерживание бобов в фазе реакции Майяра в течение более длительного времени — например, при приготовлении темной обжарки — приводит к менее кислому, но также менее фруктовому / сладкому профилю, поскольку большинство соединений, которые производят эти ноты, разрушаются.Верно и обратное. короткая реакция Майяра приводит к более сладкому и кислому профилю.

Ниже перечислены несколько ключевых компонентов, которые играют огромную роль в определении вкуса кофе:

1,3,7-триметилпурин-2,6-дион (кофеин): хотя широко обсуждается, какое влияние кофеин оказывает на вкус кофе, изолированный кофеин довольно горький, поэтому, возможно, часть этой горечи вносит свой вклад в горечь кофеина. заваренный кофе. Кофе с меньшим количеством кофеина обычно менее горький, чем кофе с его более высокой концентрацией, но неясно, в какой степени это связано с количеством кофеина (корреляция vs.причинно-следственная связь). Рассмотрим бобы робусты и бобы арабики: первые, как известно, более горькие, с более высоким содержанием кофеина. Кофеин оказывает на организм невероятно широкий спектр воздействий, как хороших, так и плохих, но большинство считает кофеин источником своей утренней энергии.

5-кофеилхиновая кислота: Жареные бобы содержат несколько кислот, попадающих в эту категорию, некоторые из которых непосредственно способствуют возникновению горечи. Однако при более длительном процессе обжарки концентрация этих кислот снижается.В результате реакции Майяра образуются хинолактоны, фенилинданы и меланоидины. Меланоидины особенно горькие.

Лимонная кислота: Лимонная кислота очень распространена в зеленых кофейных зернах, но при обжарке лимонная кислота расщепляется, ограничивая количество, которое в конечном итоге попадает в вашу чашку. Вот почему темная обжарка значительно менее кислая, чем светлая. Лимонная кислота обладает антиоксидантными свойствами и способствует тому, что люди называют «яркой кислотностью» во вкусовом профиле.

Сахароза: Сахароза — это обычный сахар, который содержится в различных продуктах питания. В кофе количество уменьшается от зеленых зерен к обжаренным — от 7,3% для необжаренных зерен определенного происхождения до 0,3% для очень темной обжарки. Сахароза отвечает за легкую сладость черного кофе.

Липиды / жиры: неожиданно из-за реакции Майяра количество масел, присутствующих в кофе, увеличивается от зеленого до жареного: с 11,4% до 11,9%. Присутствующие масла сильно влияют на ощущение во рту, поскольку они задерживаются на языке намного дольше, чем вода, в значительной степени способствуя великолепной текстуре и вкусу, которые производит френч-пресс.

Малеиновая кислота: Эта кислота обычно отвечает за кислый, острый, но фруктовый вкус, который обычно сопровождается некоторой терпкостью. Кроме того, он естественным образом вырабатывается в организме человека, когда углеводы перевариваются и превращаются в энергию. Некоторые говорят, что нанесение малеиновой кислоты на кожу может уменьшить артефакты старения и удалить омертвевшие клетки кожи, а употребление в пищу увеличивает выработку коллагена.

Этановая кислота / уксусная кислота: способствует кислому профилю с нотками белого уксуса, имеет несколько применений в бытовой химии и используется для изготовления клея.Также внесен в список Всемирной организацией здравоохранения как основное лекарство.

Никотиновая кислота: Никотиновая кислота, известная как ниацин и витамин B3, вырабатывается в процессе обжарки только тогда, когда температура обжарки превышает 160 градусов по Фаренгейту (71 C). При 160 ° F метильная группа отделяется от другого соединения, высвобождая никотиновую кислоту. Никотиновая кислота растворима в воде, а это означает, что она легко экстрагируется из молотого кофе горячей водой. Кроме того, в отличие от жирорастворимых витаминов, требующих потребления жира для пищеварения, вода в кофе — это все, что необходимо для пищеварения.Витамин B3 — важная часть сбалансированной диеты; хотя кофе содержит лишь небольшое количество его (1-2 мг), он все же может способствовать достижению рекомендуемой дневной нормы. Никотиновая кислота способствует кислому вкусу кофе.

Чувства запаха и вкуса тесно связаны; возможно, нигде это так не заметно, как в кофе. Комбинация летучих и нелетучих соединений в кофе вместе формирует ощущение вкуса / аромата кофе.

Возьми чашку!

Горстка соединений, упомянутых выше, необходима для приготовления кофе таким, какой он есть на самом деле: восхитительного напитка, которым пользуются более 1000 лет, и одного из самых потребляемых напитков на Земле.Однако даже спустя столько времени химики все еще находят в кофе новые соединения. Скорее всего, охота за полным пониманием химического состава кофе не закончится в ближайшее время. А пока заварите себе чашку и наслаждайтесь!

Откуда берется аромат кофе?

На вкус кофе влияет так много факторов: сорт, профиль обжарки, рецепт заваривания, метод обработки… Однако, когда вы начинаете его разбирать, его вкусовой профиль на самом деле является результатом одного — химических соединений.

То, как мы обжариваем кофе, тип кофе, который у нас есть, высота над уровнем моря, на которой он был выращен, — все это, конечно, влияет на эти соединения. Но если мы хотим действительно оптимизировать профиль кофе, нам нужно понимать науку, лежащую в основе этого. (Это особенно верно для обжарщиков, поскольку ваша задача — управлять теплом для управления несколькими химическими реакциями.)

В настоящее время я получаю докторскую степень по науке о продуктах питания, специализируясь на том, как мы можем предсказать вкус, аромат и качество кофе, анализируя его химические соединения.Позвольте мне рассказать вам об основных моментах, которые вам следует знать.

Версия на испанском языке: Ciencia del Café: Descifrando de Dónde Viene el Sabor

Свежезаваренный кофе, готовый к подаче. Кредит: Vilte Kasetaite для Strange Love Coffee

Вкус вашего кофе

Вкус, послевкусие, кислотность и консистенция кофе создаются в результате воздействия различных химических соединений. На столе для банок мы анализируем их с помощью наших органов чувств, но химические реакции все равно вступают в игру.Мы оцениваем сухой аромат, затем аромат по мере того, как мы разрушаем корочку, а затем вкус. Разные стадии, разные молекулы.

СМОТРИ ТАКЖЕ: Coffee Guide: What Is Body? & Как мне заварить и поджарить?

Как специалист по оценке качества, я люблю процесс заваривания кофе. Но как ученый я также смотрю непосредственно на химические соединения и то, как они взаимодействуют. Существует множество нелетучих соединений , которые влияют на вкус и качество, от углеводов до кофеина.Их количество будет варьироваться в зависимости от качества зеленого кофе, но помните, что химический состав зеленых бобов полностью отличается от химического состава жареных бобов.

И это подводит меня к летучим соединениям : они в основном образуются в результате химических превращений в процессе обжарки. Они необходимы для определения вкуса и качества кофе.

СМОТРИ ТАКЖЕ: Понимание вкуса кофе — через линзу микроскопа

Кофе трех видов.Кредит: Elm Coffee Roasters

К нелетучим соединениям относятся алкалоиды (кофеин и тригонеллин), хлорогеновые кислоты, карбоновые кислоты, углеводы и полисахариды, липиды, белки, меланоидины и минералы. Все это влияет на аромат кофе.

Кофеин влияет на воспринимаемую крепость, горечь и консистенцию кофе. Растворим в воде. Другой важный алкалоид — т ригонеллин , который способствует аромату жареного и сваренного кофе.

Хлорогеновые кислоты образованы транс-коричной кислотой (кофейная кислота, феруловая кислота и п-кумаровая кислота) и хинной кислотой. Хинная кислота создает горечь и терпкость . Во время обжарки хлорогеновые кислоты разлагаются, увеличивая наше восприятие хинной кислоты и делая очень темное жаркое горьким.

Органические кислоты связаны с хорошей кислотностью, которая является важным атрибутом качества, связанного со сладостью. Кофе арабика более кислый, чем робуста, и кислотность кофе уменьшается при обжарке.Темная обжарка снижает содержание кислоты в кофе и снижает воспринимаемую кислотность.

В то время как некоторые кислоты разлагаются во время обжарки, концентрация других увеличивается.

Колесо вкуса. Кредит: Джемми Виджая Шалим

Углеводы и полисахариды: полисахариды включают арабиногалактаны, маннаны и целлюлозу. Эти соединения удерживают летучие соединения, которые способствуют аромату. Они также создают вязкость напитка, а более мелкие, такие как глюкоза и фруктоза, способствуют ощущению сладости.

Липиды влияют на текстуру сваренного кофе. Они извлекаются из зерен и в эспрессо создают пенку. Процесс обжарки влияет не на уровень их содержания , а на , в то время как в обжарке масла мигрируют на поверхность зерен (сохраняя летучие соединения внутри).

Наконец, меланоидин являются продуктом реакций Майяра: реакций между аминокислотами и карбоксильной группой восстанавливающих сахаров. Эти большие молекулы, придающие зерну коричневый цвет и улучшающие текстуру напитка.Этому цвету также способствует карамелизация. Содержание аминокислот в кофе тесно связано с его качеством. Чем больше аминокислот, тем больше реакций и больше меланоидинов.

Заваривание кофе с помощью Kalita Wave. Кредит: Тайлер Никс

Теперь мы переходим к самой захватывающей теме: летучие вещества в кофе. В кофе очень много летучих соединений, и, как я сказал ранее, они являются важным фактором, определяющим вкус кофе.

Летучие соединения в основном образуются в результате химических превращений в процессе обжарки, но это не значит, что зеленые бобы не имеют к ним никакого отношения. Летучие соединения характеризуют сорта кофе, фермерские технологии обработки, а также географическое происхождение кофе.

Можно легко сказать, что в кофе после обжарки содержится более 1000 летучих соединений. Однако лишь небольшое их количество способствует ощущаемому аромату. Некоторые исследователи предполагают, что в нашем напитке задействовано около 20–30 отдельных летучих веществ.При анализе аромата мы должны иметь в виду, что он, вероятно, более тесно связан с количеством одного соединения, плюс его синергизм между другими соединениями и их «порогом», чем все 1000 соединений. (Порог означает минимальное количество химического вещества, к которому чувствителен человеческий нос).

Свежеобжаренный кофе.

Итак, давайте посмотрим на химические реакции, которые приводят к этим летучим соединениям.Первичные химические реакции — это реакции Майяра (неферментативное потемнение). Мы уже рассматривали их с точки зрения меланоидинов; однако они также производят азот и серосодержащие гетероциклические соединения.

Еще одна важная реакция, на которую следует обратить внимание, — это разложение фенольной кислоты . Это разложение хлорогеновых кислот (помните те из раздела о нелетучих соединениях?) С образованием кофейной кислоты (или другой транс-коричной кислоты), лактонов и хинных кислот.Эти соединения придают заваренному кофе горечь и терпкость.

Деградация Strecker — еще одна критическая реакция. Это происходит в основном на стадии обжарки кофе и относится к расщеплению аминокислот на альдегиды и кетоны (хорошо для аромата).

И, честно говоря, есть еще как минимум семь реакций, о которых мы могли бы поговорить во время обжарки — но это тема для другой статьи. На мой взгляд, фаза обжарки похожа на большую химическую вечеринку, происходящую внутри зерен.Так много всего происходит.

Кофе охлаждается после обжарки. Кредит: Crema Coffee Garage

Эти летучие соединения включают такие вещества, как углеводород , спирты , альдегиды , кетоны , карбоновые кислоты , сложные эфиры , пиразины , пирролы 5, фуридоны 31, фуридоны 31, фуридоны 31, 31 , фенолы, и другие.

И хотя все эти названия звучат очень научно и, возможно, немного пугающе, все они могут быть связаны с определенными атрибутами кофе.

Вы использовали ароматический набор Le Nez du Café? Он содержит 36 ароматов, которые вы можете использовать для тренировки своих сенсорных навыков. Один из моих любимых — абрикос (номер 16): свежий фруктовый аромат. Обычно цветочные и фруктовые ароматы являются результатом кетонов и альдегидов. И если вы посмотрите характеристики числа 16 в книге, которая идет с набором Le Nez du Café, вы увидите, что этот аромат связан с бензальдегидом — альдегидом.Красивый!

Фуран и фураноны — вот что обычно заставляет нас воспринимать карамель и ноты жареного кофе. Пиразины могут быть связаны с нотками орехов и жареного кофе. И, конечно же, количество и взаимодействие некоторых других соединений могут создавать негативные ноты: молекулы гваякола (фенольные соединения) ответственны за фенольные и жженые ноты.

Кофейные банки. Кредит: Aveley Farms Coffee

Прошу прощения, читатели, но этот мир, который я начал исследовать, похоже, не имеет границ.Эта статья — всего лишь введение в чудеса химии кофе: есть еще много всего, что нужно узнать. Так что давайте поговорим об этом вместе, будь то за научной книгой или просто за чашкой кофе.

Потому что, хотя все сводится к глубокой и сложной области науки, мы всегда можем попробовать эти соединения в чашке.