Химический состав растворимого кофе

Кофе является одним из немногих напитков естественного происхождения, состоящего из огромного набора различных веществ, как органического, так и неорганического происхождения, существенно влияющих практически на все структуры и системы организма человека.

В свежесваренном кофе без сахара содержится около 1200 натуральных компонентов, из которых больше половины — ароматические соединения, определяющие вкус напитка.

Химический состав кофе

Состав кофе будет отличаться у сырых и жареных кофейных зерен, у молотого и растворимого напитка, а также у каждого сорта присутствует свой особенный набор элементов, и он полностью до сих пор не изучен. Но его основные компоненты хорошо изучены. Главный из них — кофеин.

Концентрация остальных веществ зависит от сорта и почвы, на которой растение выросло. Многие вещества появляются после обжаривания зерен. Около 80% из них отвечают за вкус конечного напитка. Кофе состоит из алкалоидов, фенольных соединений, белков, сахара и полисахаридов, органических кислот, липидов, минералов, аминокислот и др.

По современным требованиям, при изготовлении кофе кофеина в нем должно быть не менее 0,7%, что напрямую зависит от степени вызревания кофейных зерен и их обжарки.

В кофе содержится значительное количество сложных органических соединений. Это белки и аминокислоты, выполняющие питательную и энергетическую функции для клеток организма. Кофейные зерна — один из редких продуктов растительного происхождения, в котором содержатся незаменимые аминокислоты, которые организм получает из мяса и рыбы. Такие аминокислоты не синтезируются в организме человека и участвуют в восстановительных функциях клеточных механизмов и поддерживают иммунитет на достаточно высоком уровне.

Структура молекулы кофеина

Из минеральных веществ в состав кофе входят калий, магний и кальций. Эти неорганические элементы входят в состав костей, обеспечивают работу мышц, регулируют работу сердца, сосудов и мозга.

Сырые зерна

Химический состав кофе — это белки, жиры, углеводы, кофеин, танин, минеральные вещества, витамины, среди которых В1, В2, Е, ниацин, а также органические кислоты и такие микроэлементы, как кальций, магний, натрий, железо, калий, медь. Если сказать кратко, это углеводы, вода и кофейные масла. Более 50% состава занимают такие углеводы, как клетчатка и сахара. Они являются телом напитка.

Жареные кофейные зерна

При физико-химическом воздействии вещества в кофе изменяется из-за частичного разложения и образования новых веществ. Так, при обжарке зерно теряет до 18% влаги, а увеличивается в 1,5 раза. Сахара карамелизуются, из-за чего цвет меняется на темный. Клетчатка распадается на кислоты и спирты. Жиры частично распадаются на кислоты. Содержание кофеина существенно не меняется, потому что зерно теряет влагу, а концентрация сухих веществ возрастает.

Помимо белковых веществ, жиров, углеводов, органических кислот, пищевых волокон, воды, золы, в состав жареных зерен входят витамины В2, Е, ниацин и такие микроэлементы, как кальций, натрий, фосфор и железо.

Растворимый кофе

Формула кофе — это белковые вещества и углеводы, на долю которых приходится 50-60% общей массы сырого кофе. Растворимый кофе отличается от натурального, так как производители добавляют много химических добавок и ароматизаторов. Существует еще органический кофе, процесс создания которого предполагает высушивание кофейного экстракта.

В отличие от растворимого неорганического кофе, где натуральные вещества составляют только 20% от общего состава, в органическом этот процент немного выше.

Однако химический состав растворимого кофе включает еще белки, жиры, углеводы, органические кислоты, пищевые волокна, воду, золу, витамины В2, ниацин, кальций, натрий, фосфор и железо.

Пищевая ценность кофе

Несмотря на столь разнообразный состав, кофе, приготовленный из свежесмолотых натуральных зерен, имеет не столь высокую калорийность, что связано с легкой усвояемостью веществ, входящих в его состав. Процесс всасывания и переваривания дополнительно стимулируется кофеином, который, как известно, также содержится в кофейном напитке.

В зависимости от сорта кофе и способа его приготовления, его пищевая ценность на 100 грамм продукта без сахара, в среднем, составляет:

Пищевая ценность натурального кофе на 100 г продукта, без сахара, составляет:

• белки — 0,2 г;
• жиры — 0,6 г;
• углеводы — 0,1 г;
• кальций — до 5 мг;
• витамин В3 — 0,6 мг;
• калий — 9 мг;
• фосфор — 7 мг;
• железо — 2 мг;
• органические кислоты — 9,2 г;
• зола — 6,2 г;
• насыщенные жирные кислоты — 5,7 г;
• вода — 4,7 г;
• моно- и дисахариды — 2,8 г.

Пищевая ценность растворимого кофе в 100 г продукта:

• белки — 15 г;
• жиры — 3,6 г;
• углеводы — 7 г;
• вода — 7 г;
• зола — 1 г;
• витамин PP (ниациновый эквивалент) — 26,49 мг;
• витамин PP — 24 мг;
• витамин B2 (рибофлавин) — 1 мг;
• фосфор — 250 мг;
• кальций — 100 мг;
• железо — 6,1 мг;
• натрий — 3 мг.

Кофе может оказывать и положительное, и негативное воздействие на организм человека

Состав кофе

Кофе содержит вещества органического и неорганического происхождения. Он отлично бодрит, и это свойство определяется входящими в его состав компонентами.

Что содержится в кофе

В кофе алкалоиды — это биологически активные щелочные органические соединения. В кофейном зерне содержится два основных — кофеин и тригонеллин. От них зависят вкус и свойства напитка.

Кофеин

Молекула кофеина имеет формулу C8H10N4O2. Это вещество без запаха и цвета, алкалоид пуринового ряда, находящийся в зерне как в свободном состоянии, так и в соединениях с калием и хлорогеновой кислотой. В более высоких сортах содержание кофеина меньше, чем в низкосортных. Примеры видов кофе и процентного содержания кофеина в них:

• Аравийский — 0,6-1,2;
• Робуста — 1,8-3;
• Либерийский — 1,2-1,5.

От содержания кофеина зависят оценка качества сырья и установление технических требований на него.

Кофеин оказывает стимулирующее действие на центральную нервную систему, усиливает сердечный ритм, ускоряет пульс, вызывает расширение кровеносных сосудов, усиливает мочеотделение, снижает агрегацию тромбоцитов. Кофеин применяется в составе средств от головной боли, мигрени, как стимулятор дыхания и сердечной деятельности при простудных заболеваниях, для повышения умственной и физической работоспособности, для устранения сонливости. Однако повышенное употребление кофеина оказывает отрицательное действие на организм человека.

Теобромин в кофе

В кофе теобромин содержится в сердцевине зерен и оказывает противоположное кофеину действие. Часто растворимый кофе не бодрит, а усыпляет человека, потому что в нем мало кофеина и много теобромина. Молекула теобромина C7H8O2N4. Это диметилксантин, бесцветный порошок мелкокристаллического строения, труднорастворимый в воде.

Таннин

В кофе содержание танина — вещества, состоящего из кислорода и водорода, имеющего задачу связывания белков и полисахаридов, — в сырых зернах составляет до 7,7%. Но во время обжаривания большое количество распадается или окисляется, и его содержание в готовом напитке составляет не более 1%. Тем не менее, благодаря разложению танина, он приобретает свой особенный аромат и вкус.

Кислоты хлорогеновые

Это бесцветные и легкорастворимые в воде кристаллы. Они являются самыми распространенными из многих естественных кислот в зеленых и обжаренных кофейных зернах, и их содержание в этих зернах высокое. Однако концентрация этих кислот варьируется в зависимости от типа, сорта, помола и способа приготовления. Например, сорт Робуста содержит больше хлорогеновых кислот, чем Арабика.

Содержание хлорогеновых кислот в кофейном зерне уменьшается в процессе обжарки, поэтому в темно-обжаренных зернах их концентрация меньше, чем в зеленых. Они обладают мощным антиоксидантным действием на человеческий организм.

Теофиллин в кофе

Теофиллин представляет собой бесцветные, труднорастворимые в холодной воде иголочки, с формулой C7H8O2N4. Его общее количество в зернах дикорастущих кофейных растений 1-4 мг%. Теофиллин расслабляет гладкие мышцы в дыхательных путях, что позволяет легче дышать. Кроме того, это вещество стимулирует скорость и силу сокращения сердца.

Тригонеллин и никотиновая кислота в кофе

Тригонеллин — это алкалоид кофе, являющийся главной отличительной чертой напитка, его ароматом. Его содержание в напитке зависит от сорта и обжарки. В относительно большом количестве тригонеллин содержится в сортах Арабика (1-1,2%). В сортах Робуста его несколько меньше (0,6-0,74%), а в сортах Либерика — всего 0,2-0,3%.

Тригонеллин хорошо растворяется в воде, при обработке зерен легко превращается в никотиновую кислоту (витамин РР).

Витамины и минералы в химическом составе кофе

В состав кофейных зерен входит множество ценных витаминов и микроэлементов. Например, витамин PP, главной функцией которого является регулирование окислительно-восстановительных процессов в организме. Витамин B2 ускоряет обмен веществ, а также способствует поглощению кислорода клетками волос, кожи, ногтей.

В 100 г продукта входят:

• витамин PP (ниациновый эквивалент) — 19,7 мг;
• витамин PP — 17 мг;
• витамин E (ТЭ) — 2,7 мг;
• витамин B2 (рибофлавин) — 0,2 мг;
• витамин B1 (тиамин)- 0,07 мг;
• калий (K) — 2010 мг;
• магний (Mg)- 200 мг;
• фосфор (P) — 198 мг;
• кальций (Ca) — 147 мг;
• натрий (Na) — 40 мг;
• железо (Fe) — 5,3 мг.

Еще один важный элемент — железо, влияющий на уровень гемоглобина в крови, необходимый для осуществления обменных процессов в организме.

Натуральный кофе не содержит токсинов и вредных веществ, оказывает мощное антиоксидантное действие. Употребление этого напитка в разумных количествах способно приносить не только удовольствие, но и ощутимую пользу.

Влияние кофе на здоровье человека

Учитывая богатый химический состав, кофе оказывает как благоприятное, так и негативное воздействие на здоровье, что напрямую зависит от индивидуальных особенностей человека и объема выпиваемого напитка в сутки. Общая картина воздействия кофейного продукта на организм такова:

• регулярный прием чистого кофеина в объеме более 1000 мг, которым кофе наиболее богат, может вызвать феномен зависимости, подобно наркотической или алкогольной;
• кофе обладает достаточным мочегонным эффектом, поэтому при появлении признаков обезвоживания, необходимо увеличить количество выпиваемой жидкости;
• у здоровых людей, не страдающих повышенным артериальным давлением, кофе вызывает общее повышение давления на 10-15 мм ртутного столба. У людей, страдающих гипертонией и смежными сердечно-сосудистыми заболевания, давление может повышаться гораздо сильнее или, наоборот, снижаться, что их сильно ограничивает в кофепитии;
• прямого влияния кофеина на сердце не отмечается. Кофе действует на сердечную деятельность косвенно — повышая артериальное давление, путем возбуждающего действия на центральную нервную систему;
• регулярное использование нефильтрованного кофе часто приводит к повышению общего холестерина в крови, что неминуемо приводит к сосудистым патологиям, характеризуя появления проблем с давлением крови;
• улучшение внимания, производительности труда, повышение уровня памяти и настроения — временное явление. В зависимости от реактивности организма, подобный эффект проходит через 30-120 минут;
• кофе усиливает действие некоторых болеутоляющих препаратов, например, ацетилсалициловой кислоты и анальгина, снижает риск возникновения болезней Паркинсона и Альцгеймера за счет временного сосудосуживающего эффекта и прямого воздействия на нейроны головного мозга, возникает так называемый эффект «тренинга» этих органов;
• регулярное употребление кофе снижает риск развития запоров и цирроза печени, рака груди у женщин;
• у лиц преклонного возраста, кофе снижает плотность скелетных костей, что может явиться причиной трещин и переломов;
• у людей, выпивающих в день более двух чашек кофе, велика возможность развития мочекаменной болезни;
• беременным женщинам не рекомендуется выпивать в день более чашки кофе. За счет повышения артериального давления, вследствие воздействия кофеина, возможно развитие анемии плаценты, преждевременные роды и низкая масса тела новорожденного, а также — выкидыши и мертворожденность.

Чем полезен растворимый кофе

• Витамин В2 также принимает участие в процессах превращения белков и углеводов в энергию, без которой организм не сможет полноценно функционировать. Полезен для беременных женщин, ведь стимулирует рост тканей и деление клеток плода.
• Витамин РР оказывает положительное влияние на нервную систему, улучшает мозговую деятельность, расширяя сосуды и насыщая их кислородом. Также в организме мужчин и женщин он влияет на обменные процессы, расщепляя жиры с углеводами, превращая их в энергию, без которой невозможны ни двигательная активность, ни дыхание, ни поддержка сталой температуры человеческого тела;
• Фосфор принимает участие во многих физиологических процессах, включая энергетический обмен, регулирует кислотно-щелочного баланса, входит в состав фосфолипидов, нуклеотидов и нуклеиновых кислот, необходим для минерализации костей и зубов. Дефицит приводит к анорексии, анемии, рахиту.
• Железо входит в состав различных по своей функции белков, в том числе ферментов. Участвует в транспорте электронов, кислорода, обеспечивает протекание окислительно- восстановительных реакций и активацию перекисного окисления. Недостаточное потребление ведет к гипохромной анемии, миоглобиндефицитной атонии скелетных мышц, повышенной утомляемости, миокардиопатии, атрофическому гастриту.

Калорийность растворимого кофе

Кофе входит в тройку самых популярных в мире напитков. Примерно половина жителей Европы и Америки предпочитает начинать утро нового дня именно с чашечки этого ароматного и бодрящего напитка. Некоторые мужчины и женщины предпочитают натуральному кофе обыкновенный растворимый.

Что это за напиток, насколько он калорийный, вредный или полезный для мужчин и женщин, попробуем разобраться далее. Состав и свойства растворимого кофе существенно отличаются от зернового.

Так, содержание зерен в нем не превышает 20%, а с помощью красителей и ароматизаторов он становится более похожим на натуральный.

Важный нюанс: в сублимированном кофе содержатся те самые минеральные вещества, что и в натуральном зерновом. Речь идет о фосфоре, кальции, железе, азоте и натрии.