Посмотрим на кофе глазами химика. Кофейное дерево — это удивительная природная лаборатория.

Кофейные зерна содержат большое количество сложных органических веществ. Эти вещества и изменения, которые они претерпевают в процессе приготовления напитка, изучаются десятками различных научно-исследовательских лабораторий мира. Цель изучения состоит не только в по­знании химического состава веществ и их трансформации на различных стадиях приготовления кофейного напитка, но и в выработке технологии, поисках методов, которые обеспечили бы высшее качество кофейного напитка. Вопро­сы, возникающие при этом, сложны и в ряде случаев еще ждут своего решения.

Природа объединила в кофе самые различные органиче­ские вещества. Новейшие методы химического анализа свидетельствуют о наличии в кофе нескольких сотен компо­нентов. Это сочетание и создает то, что мы называем кофей­ным напитком. Каждому сорту кофе присуща своя особенная комбинация веществ.

Вкус и аромат кофе зависят от способа обжаривания зерен и технологии приготовления, в процессе которых органические вещества испытывают сложные химические превращения.

В состав сырых кофейных зерен входят кофеин, тригонеллин, хлорогеновая кислота, белок и минеральные соли. Этот набор веществ, названия которых, правда, мало что говорят человеку, далекому от химии, составляет около четверти массы сырого зерна. Остальное приходится на клетчатку, кофейное масло и воду.

Теперь в самых общих чертах опишем значение отдель­ных органических соединений, входящих в состав кофе. Кофеин химики относят к группе алкалоидов. Наличию кофеина кофе обязан своим возбуждающим, бодрящим действием. Еще в 20-х годах прошлого века это вещество было выделено в чистом виде из кофейного экстракта. Кофеин имеет вид бесцветных кристалликов с горьковатым вкусом. В конце XIX в. расшифровали структурную формулу кофеина, а в 1897г. он был синтезирован немецким химиком Г. Фишером.

Действие кофеина на организм проверялось в многочис­ленных опытах медиков и физиологов. Было установлено, что в небольших дозах кофеин возбуждает центральную нервную систему, в первую очередь кору головного мозга. Такая реакция вызывает улучшение общего обмена, усиле­ние дыхания, кровообращения, повышение жизнедеятель­ности всех тканей организма. Кофеин входит в состав мно­гих лекарственных препаратов, выпускаемых фармацевти­ческой промышленностью.

Процентное содержание кофеина в кофейных зернах за­висит от сорта. Наибольшее количество обнаруживается в робусте из Гвинеи (1,7—2,3 %), сантосе.(1,3—1,5 %), ходейде (1,2 %).

Кофеин имеет горьковатый вкус, но практически мало что дает для вкуса кофейного напитка. Часто ошибочно свя­зывают горечь кофе с наличием в нем кофеина и жалуются, что кофе некрепкий. Если вам встретится такой приверед­ливый гость, приготовьте ему кофе, добавив немного совер­шенно безвредного цикория. Почти наверняка такой чело­век будет считать, что получил крепчайший напиток.

Кофеин есть не только в кофейных зернах, но и в чай­ном листе, и орехах кола. Специалисты считают, что две бутылки тонизирующего напитка «кока-кола», который готовится из этих орехов, по своему действию на организм человека равноценны одной стандартной чашке кофе. Не все знают, что при одинаковой массе чай содержит кофеина двое больше, чем кофе. И все-таки в чашке чая вы обнаружите примерно вдвое меньше кофеина, чем в точно такой же чашке кофе. Здесь нет противоречия. Дело в том, что для приготовления чая берут совсем небольшое количество чайного листа сравнительно с массой используемого кофе. Есть и иные тонкости, о которых мы поговорим, сопостав­ляя кофе и чай.

Второй алкалоид, содержащийся в кофейных зернах, — тригонеллин. Он не обладает возбуждающими свойствами, но ему принадлежит важная роль в образовании вкуса и запаха обжаренного кофе.

Может возникнуть вопрос о роли кофеина и других ал­калоидов в растениях. В природе нет ничего лишнего и не­нужного. Как утверждают специалисты, кофеин появился в кофейных деревьях в процессе эволюции для защиты рас­тений от вредных насекомых, поскольку это вещество явля­ется природным инсектицидом. Эксперименты показали, что порошкообразные чай и кофе в сильной степени воз­действуют на поведение и развитие многих насекомых и их личинок. Концентрированные дозы приводят к их гибели.

При обжаривании зеленых кофейных зерен из них в пер­вую очередь удаляется вода, содержание которой уменьша­ется с 11 до 3 %. Происходит карамелизация сахара. Са­хароза, содержащаяся в зернах, превращается под дейст­вием тепла в карамелин, придающий коричневую окраску кофейному настою. Нерастворимые полисахариды частич­но распадаются на более простые, растворимые углеводы. В процессе обжаривания образуется очень сложное веще­ство — кафеоль, с которым связан специфический кофей­ный аромат, В обжаренном кофе его содержание достигает 1,5 %. Кафеоль был выделен в результате дистилляции жа­реного кофе с перегретым паром. Это сложнейшее веще­ство, в котором современными методами обнаружили более 220 компонентов.

Многочисленные попытки создать искусственным путем вещество с ароматом кофе пока к существенному успеху не привели. А ведь все согласятся с тем, что аромат — душа кофейного напитка. О работах в этой области рассказывал журнал «Химия и жизнь» (1975, № 11). Высокая темпера­тура обжаривания не влияет на содержание кофеина. Он полностью сохраняется, а поскольку масса кофейного зер­на при обжаривании уменьшается, то процентное содержание кофеина даже возрастает. Тригонеллин при обжаривании разрушается, а в процессе его разложения образуется значительное количество никотиновой кислоты. Это сложное органическое вещество представляет собой один из витаминов группы В. Витамины этой группы играют важную роль в биохимических процессах, протекающих в живом организме, и предупреждают ряд тяжелых заболеваний ти­па пеллагры. Уже давно было замечено, что в некоторых районах Южной Америки, где население страдает от постоянного недоедания, пеллагра практически не встречается. Секрет этого, казалось бы, странного обстоятельства заклю­чается в кофейном зерне, содержащем никотиновую кисло­ту. Ведь кофе — национальный напиток народов, насе­ляющих Латинскую Америку, и потребляется там в большом количестве.

Кофе содержит более тридцати различных органических кислот (в том числе яблочную, лимонную, уксусную и ко­фейную). Одна из них — хлорогеновая — в значительном количестве встречается только в кофейных зернах. Ее со­держание в них колеблется от 4 до 8 % в зависимости от сорта. В плодах и листьях других растений содержание ее ничтожно. При обжаривании хлорогеновая кислота раз­лагается, образуя иные органические продукты, придающие кофе характерный, немного вяжущий привкус. Нали­чие в кофе различных кислот положительно влияет на дея­тельность желудка и улучшает пищеварение.

Характерно для кофе и наличие сложных органических веществ — танинов. Они придают кофейному напитку при­вкус горечи. Молоко и сливки, которые часто добавляют в кофе, взаимодействуют с танинами и связывают их, тогда кофе частично утрачивает горечь. Отметим также, что при приготовлении кофе кофеин практически полностью пере­ходит в напиток.

Заканчивая наш небольшой экскурс в область химии, подчеркнем, что сложные химические процессы, происхо­дящие в кофейном зерне, изучены далеко не полностью. Еще не раскрыта роль отдельных составных, а тем более всего комплекса веществ.