Хімічний склад та харчова цінність кави та кавових напоїв

Кава має складний хімічний склад. Вона містить приблизно дві тисячі хімічних речовин, які в сукупності визначають її відмінний аромат і смак. Сире кавове зерно містить жири, білки, воду, мінеральні солі, мікотоксини, різні водорозчинні і нерозчинні речовини. Обсмажені кавові

зерна втрачають велику частину води (її вміст зменшується з 11% до 3%), а їх хімічний склад змінюється залежно від міри та тривалості обжарювання. [3]

Вміст вологи в сирих зернах відіграє важливу роль при їх експорті та імпорті, тому що всі розрахунки, проводяться на основі показника вологості. Сирі зерна кави відносяться до групи продуктів, що володіють капілярно-пористою колоїдною структурою. За нормою Міжнародної організації кави, вміст води в сирих кавових зернах повинен відповідати 12±1%. Але в залежності від умов зберігання та транспортування вологість кави коливається в межах 9-14%.

Сирі кавові зерна, з розрахунку на суху речовину, містять 32-36% екстрактних речовин, що стабільно зберігаються протягом семи і більше років за нормальних умов зберігання. До складу сухої речовини сирої кави входять наступні основні компоненти: такі алкалоїди, як кофеїн – 0,7-2,5%. Це речовина без кольору і запаху, у водному розчині дає гіркий присмак. Кількість кофеїну в зернах в значній мірі змінюється залежно від сорту кави. Кофеїн міститься в тих або інших кількостях більш ніж в ста рослинах, проте лише в плодах кави, какао, гуарани його достатньо багато. На вміст кофеїну в напої також впливає міра обсмажування зерен, причому більш просмажені зерна, як для кави еспрессо, дають менше кофеїну. Вміст кофеїну в зернах відіграє дуже важливу роль при оцінці якості сировини і встановленні технічних вимог на неї. Слід пам'ятати, що кофеїн, володіючи гірким смаком, майже не впливає на смак кави. Тому пов'язувати гіркоту кави з наявністю в ній кофеїну - велика помилка. Окрім кофеїну в кавових зернах міститься ще один алкалоїд - тригонелін. Він добре розчиняється у воді, але термічно нестабільний. При обробці кавових зерен легко перетворюється на нікотинову кислоту (вітамін РР). На відміну від кофеїну він не збуджує і не володіє наркотичним ефектом, проте бере участь в утворенні смаку і аромату обсмаженої кави. Також містяться і такі алкалоїди як Теобромін (1,5-2,5 %) і Теофілін (1-4 %). Слід згадати дуже складну по складу речовину - кафеоль. Включаючи майже дві з половиною сотні компонентів, вона є носієм характерного кавового аромату.

Присмак гіркоти додають кавовому напою складні органічні речовини - таніни. Для їх нейтралізації в каву додають молоко або вершки. Вони зв'язують таніни, і напій втрачає гіркоту. У сирих зернах кави вміст таніну коливається в межах від 3,6 до 7,7%. В процесі обсмажування кількість таніну різко зменшується і в готовому продукті його залишається 0,5-1%. Зниження таніну під час обсмажування не вважається негативним чинником, оскільки сприяє формуванню смаку і кольору кави, проте при надмірному нагріванні танін повністю розкладається. Порожній або «плоский» смак обсмаженої кави інколи можна пояснити зникненням таніну. [22]

Білкові речовини містяться в каві в кількості 9-19,2%, жир (ліпіди) —9,4-18%, (він практично повністю залишається в сухому залишку, і в готовий напій не переходить); сахароза – 4,2-11,8% (розчинні вуглеводи - сахароза, фруктоза і галактоза в структурі смаженого кавового зерна займає від 25% до 28% всіх розчинних компонентів); моносахариди – 0,17-0,65%; клітковина – 32,5-33,5%; пентозани – 5-7%; дубильні речовини – 8,7-11,9%; мінеральні речовини – 3,7-4,5%.

Вуглеводів припадає на частку 50-60% загальної маси сирих кавових зерен. В процесі обсмажування відбуваються глибокі зміни у складі вуглеводного комплексу кави. Сахароза практично повністю зникає, її залишається 0,56%. На початку обсмажування різко падає вміст моносахаридів, але до кінця процесу воно істотно зростає. Коливання в складі і кількості моноцукрів в каві при її тепловій обробці пояснюється витратою деякої їх частини на процеси карамелізації і меланоїдиноутворення, а потім збільшенням їх концентрації за рахунок гідролізу клітковини, та інших полісахаридів.

У сирих кавових зернах присутні такі мінеральні речовини, як: калій, магній, кальцій, натрій, залізо, марганець, рубідій, цинк, мідь, стронцій, а також сліди хрому, ванадію, барії, нікелю, кобальту, свинцю, молібдену, титану і кадмію. Вміст окремих мінеральних елементів залежить від сорту кави, району зростання, способу обробки, виду мінеральних добрив, що вносилися до ґрунту, а також вживаних засобів захисту рослин. Під час обсмажування кави вміст мінеральних речовин підвищується до 5-7%, що пов'язане з великими втратами сухої речовини.

Зерна кави містять більше трьох десятків різних органічних кислот, у тому числі такі органічні кислоти, як: лимонна – 0,3%, яблучна – 0,3%, винна – 0,4%, щавлева – 0,05%, кавова – 0,2%, хлорогенова – 4-10,9% - заслуговує на особливу увагу. Хлорогенові кислоти включають близько 10 з'єднань, що містяться в каві, а подібні ним з'єднання виявлені і в інших рослинах. Не дивлячись на те, що під час обсмажування кавове зерно втрачає її на 60%, частини, що все ж залишилася, вистачає, щоб додавати каві трохи терпкий присмак. За вмістом хлорогенової кислоти кавове зерно є унікальним продуктом, оскільки ні в яких інших рослинах вона в такій кількості не зустрічається. Вона стимулює обмін азоту, допомагає будувати молекулу білка. Важлива роль хлорогенових кислот у формуванні кольору кави під час обсмажування. При нагріві хлорогенові кислоти руйнуються і вступають в реакції з амінокислотами і білками з утворенням темнофарбованих продуктів. Також в кавових зернах міститься оцтова, оксалова, піровиноградна кислоти. У обсмаженій каві ідентифіковано більше 350 ароматичних речовин. Спеціальний аромат смаженій каві додають ефірні масла. Продукти фенолу, що містяться в них, володіють певною антисептичною дією. Також в каві виявлені такі вітаміни і ферменти, як: тіамін (вітамін В₁), рибофлавін (В₂), нікотинова кислота (РР), піридоксин (В₆), вітамін В₁₂ і Токоферол (Е). [22,19]

Що стосується кави, як напою, то її харчова цінність наступна: у 100 г напою без цукру міститься: білків – 0,2 г, жирів – 0,6 г, вуглеводів – 0,1 г, кальцію – 5 міліграм, вітаміну РР – 0,6 міліграм, калія – до 9 міліграма, фосфору – 7 міліграм, заліза – 2 міліграми.

Харчової цінності кава практично не має, хоч і містить білок. Стограмова чашка напою дає всього 9 кілокалорій. Проте як джерело мінеральних речовин, в основному калія, кава грає важливу роль. Також важливе значення кави, як носія вітамінів Р, необхідних для зміцнення кровоносних судин. Чашка кави містить 20% добової потреби організму в цьому вітаміні.