Факторы, формирующие качество

Факторами, формирующими качество кофе натурального жареного, в зернах, является выбор качественного сырья и технология производства.

Род кофейного дерева Coffea насчитывает до 40 видов,
из которых только три выращиваются в промышленных
масштабах, в том числе кофе аравийский (arabica), либерийский (liberica) и робуста (robusta).

На семена вида arábica, имеющие однородный красивый зеленый цвет с синеватым или сероватым оттенком и дающие напиток нежного, приятного вкуса с тонким кофейным ароматом, приходится более половины мирового производства кофе. Длина зерен этого вида кофе составляет 9—15 мм, ширина — 8—10, толщина — 5—6 мм. Аравийское кофейное дерево выращивают в Центральной Африке и Южной Америке.

Менее распространенный вид кофе — liberica. По внешнему виду его зерна напоминают аравийский кофе, но несколько крупнее. Произрастает в основном на Западном побережье Африки.

Robusta имеет очень много разновидностей, в связи с чем качество кофе этого вида неоднородно — от низкого до хорошего. Семена кофе робуста округлые, мелкие, желтого цвета различных оттенков и интенсивности, с высоким содержанием кофеина. Робуста — наиболее урожайный вид кофе, выращиваемый главным образом в Кении, Мадагаскаре, Индонезии, Индии и других регионах мира[7].

Качество кофейных зерен определяется химическим составом.

Сырые кофейные зерна, в расчете на сухое вещество, содержат 32—36% экстрактивных веществ, стабильно сохраняющихся в течение семи и более лет при нормальных условиях хранения.

В состав сухого вещества сырого кофе входят следующие основные компоненты, в %: кофеин — 0,7—2,5; белковые вещества — 9—19,2; жир — 9,4—18;сахароза — 4,2—11,8; моносахариды — 0,17—0,65; клетчатка — 32,5—33,5; пентозаны — 5—7; дубильные вещества — 8,7—11,9; минеральные вещества — 3,7—4,5; органические кислоты: хлорогеновая — 4—10,9, лимонная —0,3, винная — 0,4, яблочная — 0,3, щавелевая — 0,05, кофейная — 0,2. Влажность сырого кофе — 9—12%.

Содержание кофеина в зернах меняется после термообработки – обжарки, таблица 1.

Таблица 1. Изменение содержания кофеина в кофе в зависимости
от сорта и обжаривания

Сорт	Содержание кофеина, %
	После обжаривания
Сантос	1,3	1,5
Черри	1,0	1,2
Харари	1,2	1,4
Робуста	1,7	1,9

Из Таблицы 1, видно, что после обжаривания содержание кофеина в зернах увеличивается, в среднем на 0,2 %.

На рисунке 5 - диаграмма содержание Белков, Жиров и Углеводов в кофейных зернах.

Рисунок 5. Содержание белков, жиров и углеводов в кофейных зернах.

Самое низкое содержание жира — у индийских сортов кофе. Отличительной особенностью кофейного масла является высокое содержание дитерпеновых эфиров. На долю ненасыщенных жирных кислот в кофейном масле приходится более половины — 51,9—57,3%,
в том числе преобладает линолевая кислота (37,2—45,6%).

В кофейном масле из зерен кофе разных видов и разновидностей качественный состав жирных кислот практически идентичен. При хранении сырого кофе незначительно возрастают кислотное и перекисное числа жира, что свидетельствует о замедленном протекании внутриклеточных гидролитических и окислительных процессов.

Углеводы оказывают существенное влияние на вкусовые свойства кофе и, в частности, сахара, являющиеся предшественниками многих вкусовых и ароматических веществ обжаренного кофе. Углеводы в кофе представлены сахарами, гетерополисахаридами и клетчаткой [5].

Качество кофе во многом зависит от того, как его собирают и обрабатывают. В основном, практически во всем мире, сбор урожая производится ручным способом.

Это объясняется тем, что созревание кофейных плодов происходит в течение 6 - 8 месяцев, то есть не одновременно, а для получения высококачественного кофе, требуются только созревшие плоды. Время сбора урожая, так же зависит от климата, географического положения, высоты произрастания над уровнем моря и сезона соответствующего региона произрастания.

После того, как урожай собран, его незамедлительно нужно обработать, иначе он испортится. Плоды очищаются от кожуры ручным или машинным способом. Затем они сушатся, сортируются и упаковываются в мешки по 60 - 70 кг., в зависимости от страны производителя. В таком виде кофе поступает на перерабатывающее предприятие, где происходит его вторичная сортировка, калибровка, полировка и тщательное исследование в химических лабораториях.

Азиз Нарзикулов — консультант и обжарочный мастер, дает подробное описание всех этапов производства кофе натурального жареного в зернах.

Сбор кофейных зёрен составляет обычно около половины всех текущих расходов.

“Натуральный” сбор кофе арабика заключается в следующем.

Под кофейным деревом настилают ткань, и по мере созревания ягоды опадают вниз. Чаще всего рабочие этого и не ждут, а трясут и ударяют деревья по стволу.

Традиционный способ сбора арабики – пикинг (от англ. pick – выбирать, отбирать) производится в несколько приёмов – предварительный, основной и поздний. Он заключается в том, чтобы срывать руками выборочно только зрелые плоды. Такой сбор позволяет добиться “однородного” урожая и обеспечивает высокое качество кофейных зёрен.

Применяется на плантациях, владельцы которых заботятся о качестве своей продукции.

Другой способ заключается в том, что по ветке проводят “расчёской” с редкими и гибкими зубьями. При этом зрелые плоды падают на расстеленную под деревом ткань, а листья и недозревшие плоды в большинстве своём остаются на ветках.

Способ, которым пользуются в некоторых странах Африки и в Бразилии (в основном, для сбора робусты, которая не осыпается при созревании) — стрипинг (от англ. strip – сдирать, соскабливать). Дожидаются момента созревания большей части ягод и, поддерживая ветку одной рукой, другой скользят по ней сверху вниз и срывают всё подряд – цветки, зелёные, зрелые и перезревшие чёрные плоды, листья и ветки. Из зелёных плодов получаются кофейные зёрна, по внешнему виду ничем не отличающиеся от зёрен спелых плодов. Однако после обжаривания они так и остаются светлого цвета и не имеют аромата. Из чёрных плодов получается напиток с неприятным вкусом и запахом.

Существует также механический способ, чаще всего применяемый в Бразилии. Он заключается в использовании различных устройств: вибратора, прикрепляемого к стволу дерева; “виброруки”, которая, обхватывая ствол, передаёт дереву от трактора генерируемую им вибрацию. Деревья, как правило, получают при таком способе серьёзные повреждения.

Результаты сбора аналогичны результатам стрипинга. Способ применяется для получения дешевых сортов кофе, и требует в дальнейшем утомительной сортировки сырья (если её делать).

Из собранных ягод извлекают зерна кофе. Сформировались несколько способов обработки сырья.

При сухом (не мытом) способе ягоды сушат на площадках под открытым солнцем в течение нескольких недель. Высыхая, наружная оболочка и мякоть отделяются от внутренней части.

Затем сырье продувают потоком воздуха. На зернах остается только серебристая пленка. Кофе, обработанный сухим способом, дает в дальнейшем (при приготовлении кофе) большую плотность, но менее стабильные вкусовые качества, чем зерна мокрой обработки. Три пятых мирового объёма кофе обрабатывается этим способом, в том числе и в Бразилии.

Мокрый (влажный, мытый) способ. Ягоды заливают водой на 12…36 часов (в зависимости от сорта). В результате ферментации (брожения) сырье освобождается от мякоти и проходит при этом естественную сортировку, так как дефектные и незрелые зерна, которые имеют меньшую плотность, всплывают на поверхность. При таком способе кофе приобретает сложный ароматный букет с фруктовой кислинкой. После замачивания зерна кофе промывают проточной водой и раскладывают под солнцем. В начале сушки используют ящики или сетки, чтобы с кофе могла стечь вода. Чтобы обеспечить равномерную просушку, зерна систематически (каждые 15 минут) перемешивают.

Существует и полусухой способ. Сначала удаляют мякоть с помощью цилиндрического или дискового пресса – плоды сжимают, стараясь не задеть сами зёрна. Затем промывают в небольших кругообразных или змеевидных каналах: здоровые зёрна остаются на дне, а поражённые или дефектные – всплывают.

Частички нерастворимой слизи, плотно примыкающие к зёрнам, удаляют с помощью ферментации. Для этого зёрна слоем примерно в один метр помещают в большие бассейны и как можно чаще перемешивают. В процессе ферментации, длящейся от 12 до 24 часов, остатки мякоти разрушаются, после чего зёрна промывают большим количеством воды.

В мировой торговле наиболее ценится мытая арабика и немытая робуста. Первичная обработка завершается операцией по сортировке и отбору кофейных зёрен.

Сначала их очищают продуванием – удаляют землю, пыль, растительные примеси. Затем — магнитная очистка, для удаления возможных металлических предметов.

В ходе гранулометрического отбора зерна сортируют по размеру, просеивая их через сита с отверстиями разного размера. Лучшими считаются самые крупные зёрна. И, наконец, удаляют дефектные зерна.

К дефектам относят наличие на зёрнах трещин, значительная пористость, механические повреждения, поражение сколитами, лаброка (долгоносиками) и т.д.

Зерна после сортировки представляют собой коммерческий продукт – необжаренный, «зеленый» кофе, цвет которого варьируется от синевато-зелёного до серо-зелёного. Коричневый оттенок или пятнистость зёрен — свидетельство того, что их сушили с нарушением технологии. Коричневый или тёмно-коричневый (почти чёрный) цвет имеют зёрна после декофенизации. Жёлтый цвет может иметь старый (выдержанный) кофе.

По содержанию влаги зелёный кофе делится на “золотистый” — 35…42%, “влажный” – 43…49%, “мокрый” — от 50% и выше. По окончании переработки содержание влаги должно составлять 9…13%. При такой влажности зёрна затариваются в мешки из джута (трава) или сисаля (листья агавы) и готовы к хранению или реализации.

Смешивание зёрен разных сортов преследует очень важную цель - создание вкусового букета.

При этом учитываются, прежде всего, вкусовые и ароматические особенности тех или иных сортов кофе. Смешивание позволяет нейтрализовать нежелательные вкусовые характеристики и, наоборот, усилить нужные. Крепкому кофе, например, может не хватать кислотности, а кофе с хорошей кислотностью может уступать другому в крепости. После смешивания зёрен такие характеристики кофе как аромат, кислотность, полнота могут быть значительно улучшены и сбалансированы.

Пропорция каждой смеси кофе является коммерческой тайной производителя. Цена такого кофе пропорциональна содержанию зерен арабики и их качеству. Главная предпосылка, из которой все исходят при получении смеси – какую конечную цену кофе хотят получить, и для каких потребителей он предлагается.

От правильного выбора режимов обжаривания зависит ход биохимических реакций, протекающих в сырье, и, в конечном счёте — качество полученного продукта.

Именно обжаривание позволяет добиться оттенков вкуса и аромата. Кофе, приготовленный из зерен одного сорта, но различной степени прожаренности, будет абсолютно разным и может удовлетворять совершенно противоположные вкусовые пристрастия. Обжарка требует специальных знаний, большого опыта, творческого подхода и “лёгкого” характера человека, который этим занимается.

В процессе обжарки влажность в зёрнах кофе снижается с 9…13% (зелёный) до 1…3…7% (жареный).

Метод вспышки - наиболее распространенный промышленный способ обжарки для дешевых сортов. Зерна обжариваются при температуре 880°C в течение 40 секунд. Обжарка получается неравномерной и подавляет вкусовые свойства зерен кофе. Зёрна в дальнейшем используются для изготовления растворимого кофе, столь любимого в России.

Традиционная обжарка производится в течение 15…18 минут в ростере (от англ. to roast – жарить) – машине с вращающимся барабаном со шнековидными оппозитными пластинами, выполненными из чернёного чугуна. Для контроля процесса, в ростере предусмотрены смотровое окно и длинный узкий совок (tryer), которым из ростера периодически берутся пробы зерна. После обжарки зерна охлаждают потоком воздуха.

При температуре 170°С (на 5…7 минуте) зерна начинают терять влагу, приобретая желтый, темно-рыжий, а затем светло-коричневый оттенок.

По достижении температуры 205…230°С (8…12 минут) начинается пиролиз (гр. pyr — огонь + lysis – разложение) – переработка органических веществ нагреванием их при высоких температурах. Зерна “окрашиваются” в ровный каштановый цвет (за счёт карамелизации сахаров), теряют 15…20% веса и “разбухают”, увеличиваясь в размере до 50…60%.

Углекислый газ, образующийся внутри зерен, движется к поверхности и выносит наружу ароматические масла. На 15…16 минуте зёрна приобретают темно-коричневый цвет и начинают блестеть от кофейных масел, выходящих на поверхность.

Применяется также обжарка в псевдоожиженном слое, когда зёрна обрабатывают струей чрезвычайно горячего воздуха, в результате чего они оказываются как бы подвешенными в воздухе. В это время происходит обжаривание, занимающее только несколько минут. Однако, специалисты единодушны во мнении, что “барабанная” обжарка гарантирует более высокое качество, хотя она дороже и менее производительна.

Обжарка кофе обычно производится в стране потребления, в зависимости от предпочтений местного потребителя. В зависимости от стран и фирм-производителей кофе технология, терминология, классификация и характеристики обжарки могут различаться (например, американская классификация отличается от европейской).

Большинство специалистов в мире сегодня различают восемь степеней обжарки (по шкале Specialty Coffee Association of America): 0. Зелёное зерно. 1. Корица (Cinnamon). 2. Светлая (Light). 3. Средняя (Medium). 4. Сити (City). 5. Фул Сити (Full City). 6. Тёмная (Dark). 7. Итальянская (Italian). 8. Французская (French). 9.Пережаренное (негодное). [9]

Во время обжаривания меняется химический состав кофейных зерен. В таблице 2 приведен сравнительный анализ химических показателей зерен до и после обжарки.

Присущие кофе цвет, вкус и аромат кофейные зерна
приобретают при обжарке в результате пиролитических
(крекинговых) превращений веществ, главным образом углеводов, дубильных веществ и органических кислот. Обжарка
кофе сопровождается незначительным (на 30—40%) увеличением объема зерен. При обжарке в результате пиролитических процессов 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. Чем меньше размеры и
объем сырых зерен, тем больше они увеличиваются в объеме.

Поэтому в кофейных зернах, больших по размеру, формируется и большее давление.

Размер зёрен кофе играет важнейшую роль в определении его сортности — считается, что чем крупнее зерно, тем спелее была ягода, из которой его получили, и соответственно, тем лучше настой кофе из такого зерна. Зерна кофе сортируются по размеру с помощью нескольких сеток с ячейками разного размера – таблица 2.

Таблица 2. Классификация зерна по размеру, при помощи сеток с ячейками разного размера

Наименование сита	Размер ячейки	Классификация зерна
Сито №20	ячейка больше 8 мм	очень большое зерно
Сито № 19	ячейка 7.543 мм	экстра большое зерно
Сито № 18	ячейка 7.146 мм	большое зерно
Сито № 17	ячейка 6.749 мм	достаточно большое зерно
Сито № 16	ячейка 6.352 мм	хорошее зерно
Сито № 15	ячейка 5.955 мм	среднее зерно
Сито № 14	ячейка 5.558 мм	малое зерно
Сито № 13	ячейка 5.161 мм	мелкое зерно

Данные сетки используются в большинстве стран, производящих и покупающих кофе, для определения размера зёрен, что является одним из важнейших критериев при определении сортности (принадлежности к тому или иному грейду).

В зависимости от размера зерна, при одной и той же
температуре, крекинговые процессы протекают при различных давлениях. Это и позволяет получать жареный кофе с различными вкусоароматическими показателями.

Как видно из данных табл. 3, 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 меланоидинов.

Таблица 3. Изменение основных компонентов кофейных зерен в процессе обжаривания

Компоненты	Содержание в кофе, %
Сырой	Жареный
Вода	11,3	2,7
Растворимые вещества	29,5	21,6
Азотистые вещества	12,6	11,7
Жир	11,7	12,2
Сахара	7,8	0,4
Декстрин	0,4	1,0
Клетчатка	23,9	20,3
Гемицеллюлозы	5,0	2,4
Зольные элементы	3,8	3,3
Кофеин	1,18	1,05
Кофедубильный вещества	8,4	4,7
Хлорогеновая кислота	9,6	3,8

Которые совместно с карамеленом и обусловливают
коричневую окраску жареных зерен. Снижается и содержание нерастворимых полисахаридов, в том числе гемицеллюлоз.

Из клетчатки в результате пиролитических процессов
образуются кислоты, ацетон и другие соединения. Гемицеллюлозы разлагаются на простые сахара и в дальнейшем происходит образование фурфурола. Новообразование декстринов происходит в результате гидролиза полисахаридов.

Суммарное количество азотистых веществ изменяв
незначительно, но при этом некоторая часть белковых веществ разлагается до аммиака, аминов, пиролла, а аминокислоты используются в реакциях меланоидинообразования

Жиры частично разлагаются с образованием свободных жирных кислот и акролеина, но общее содержание липидов при этом даже возрастает.

При высокотемпературной обжарке происходит незначительная сублимация кофеина, однако его процентное содержание в жареных зернах становится даже несколько выше, чем в сырых, из-за снижения влажности и увеличения доли сухих веществ.

Для формирования вкуса кофе из всех компонентов
состава наибольшее значение имеют дубильные вещества, кислоты, особенно хлорогеновая и продукты ее расщепления, а также продукты карамелизации.

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 [10].