Что происходит с кофе во время обжаривания

Процесс промышленной переработки сырого кофе включает следующие этапы:

1. Подготовка сырья, включающая отделение от зерен посторонних примесей.
2. Обжарка сырых зерен при температуре 160-220°С в течение 14-60 минут до получения легкоразмалывающихся зерен коричневого цвета с выраженным кофейным ароматом.
3. Охлаждение зерен до температуры 40-50°С.
4. При необходимости: помол обжаренного кофе, развеска, фасовка.

При обжарке кофейные зерна получают свой характерный цвет, вкус и аромат благодаря пиролитическим (крекинговым) превращениям веществ, в основном углеводов, дубильных веществ и органических кислот. Обжарка также приводит к небольшому увеличению объема зерен на 30—40%. В процессе обжарки внутри кофейных зерен накапливается углекислый газ, что повышает давление в них до 1,6—2,5 МПа, и даже при охлаждении зерен давление снижается лишь до 0,8—1,2 МПа. Большие по размеру зерна, как правило, образуют большее давление из-за их увеличения в объеме.

Во время обжарки кофейных зерен, крекинговые процессы происходят при разных давлениях в зависимости от размера зерна при одной и той же температуре. Это приводит к различным стадиям разложения пиролитических соединений, что в свою очередь создает возможность получить обжаренный кофе с различными ароматическими и вкусовыми характеристиками.

При обжарке кофейных зерен общее количество растворимых веществ значительно сокращается, прежде всего за счет сахаров, которые карамелизируются при высокой температуре, образуя соединения с аминокислотами и приводя к образованию меланоидинов. Эти вещества, вместе с карамелью, придают жареным зернам коричневый оттенок. Кроме того, уменьшается содержание нерастворимых полисахаридов, таких как гемицеллюлоза.

При обжарке кофейных зерен общее количество азотистых веществ остается примерно таким же, однако некоторая часть белковых веществ разлагается до аммиака, аминов, пиролла, и аминокислоты применяются в процессах образования меланоидинов.

Жиры частично разлагаются, образуя свободные жирные кислоты и акролеин, однако общее содержание липидов увеличивается.

При высокотемпературной обжарке наблюдается незначительная сублимация кофеина, однако его процентное содержание в обжаренных зернах даже увеличивается, поскольку уменьшается влажность и растет доля сухих веществ.

При образовании аромата жареного кофе основную роль играют пиридин и его производные, образующиеся в результате пиролиза алкалоида тригонеллина, содержащегося в сырых кофейных зернах. Тригонеллин также частично превращается в никотиновую кислоту (витамин РР) при обжарке кофе, что повышает физиологическую ценность кофейных зерен и напитка из них. Исследования показывают, что витамины группы В (В1, В2, В6, В12 и пантотеновая кислота), содержащиеся в сыром кофе, относительно стабильно сохраняются и переходят в напиток в процессе обжарки.

При формировании вкуса кофе наибольшее значение имеют дубильные вещества, кислоты, особенно хлорогеновая кислота и ее продукты разложения, а также продукты карамелизации из всех компонентов его состава.

Содержание ароматических веществ в жареном кофе колеблется от 0,055 до 1,5% и зависит от различных факторов, таких как вид сырья, режимы обжарки и охлаждения, время после обработки, метод упаковки и условия хранения. Со временем жареный кофе теряет свой аромат. Это может быть объяснено тем, что при обжарке в зернах кофе накапливается углекислый газ, повышая давление до 1,6—2,5 МПа, и даже после охлаждения зерен давление снижается лишь до 0,8—1,2 МПа. При помоле кофе углекислый газ выделяется из частиц вместе с ароматическими веществами. В результате процесса уменьшается масса зерен на 13—21%, так как происходит испарение воды и пиролиз органических соединений с образованием легколетучих веществ.