header photo

Химия кофе. Липиды

В сыром кофе трех основных разновидностей (Арабика, Робуста и Либерика) белковые вещества содержатся почти в одинаковом количестве (аминный азот – 1,55-1,63%, общее содержание белка – 9,69-10,19%).

Аминокислотный состав сырого кофе исследуется с помощью жидкостной ионообменной хроматографии, а их количество определяют путем сравнения площадей пиков на хроматограмме исследуемых образцов, а также площадей пиков калибровочной смеси аминокислот. Разделение и идентификацию аминокислот кофе проводят также при помощи электрофореза и тонкослойной хроматографии. В состав белков кофе входит 20 аминокислот, в числе которых глутаминовая, аспарагиновая, глицин и лейцин.

В зернах кофе обнаружена также γ-аминомасляная кислота, а в сырых зернах кофе вида Арабика и гибрида Арабики с Робустой найдена пипеколиновая кислота, которая в сыром кофе других разновидностей не была выявлена. Кофейные зерна вида Либерика по аминокислотному составу не отличается от других разновидностей кофе. В целом установлено, что по составу аминокислот кофе видов Арабика, Канифора и Либерика практически одинаков, а по содержанию заметно различается, что объясняется условиями произрастания.

В обжаренном кофе белки содержат тот же самый состав аминокислот, но количество многих из них существенно уменьшается (серина – в 3 раза, глицина – в 2 раза и т.д.). Общее содержание белков снижается примерно на 15%. Скорее всего, после обжаривания в кофе содержатся не белки, а белковоподобные вещества, являющиеся продуктами взаимодействия белков или их фрагментов с углеводами, фенольными соединениями и т.п.

В сырых зернах кофе обнаружено высокое содержание свободных аминокислот. Найдено свыше 1% фенилаланина, более 0,6% глутаминовой кислоты. Но в процессе обжаривания свободные аминокислоты исчезают фактически полностью, обнаруживаются, только если следы аспарагиновой и глутаминовой кислот, треонина, серина, валина. Очевидно, что свободные аминокислоты в первую очередь вступают в сахароаминные и хинониминные реакции, участвуя в образовании цвета и формировании аромата кофе.

Немецкий ученый Клечкус, проанализировав водорастворимые меланоидины кофе с помощью жидкостной хроматографии, установил, что их молекулярная масса колеблется от 3500 до 100 000. Причем доля высокомолекулярных продуктов меланоидинообразования возрастала с увеличением степени обжаривания.

С помощью метода ГХ/МС в обжаренном кофе Робуста идентифицировано два основных компонента, ответственных за специфический запах продукта: 2-этил-3,5-диметилпиразин и 2-этенил-3-этил-5-метилпиразин. Пороговое значение запаха (0,014 нг/л) новых пиразинов аналогично 2-этил-3,5-диметил- и 2,3-диэтил-5-метилпиразину. В кофе также обнаружен 3-этинил-2-этил-5-метилпиразин, у которого пороговое значение запаха в 8000 раз выше, чем у 2-этенил-3-этил-5-метилпиразина. После добавления HBr удалось выделить два изомера этенилэтилметилпиразина и определить их количество с помощью капиллярного газового хроматографа. Соотношение содержания этих изомеров в кофе равно 1:1.

В других исследованиях образование различных метилпиразинов при обжаривании кофе оценивали после их отгонки с паром и определения методом ГХ. В кофе были обнаружены 2-метил-, 2,3-диметил, 2,6-диметил, триметил- и тетраметилпиразины. Основным его компонентом был 2-метилпиразин: его концентрация в зернах превышала 2000 мкг на 100 г кофе в зависимости от продолжительности и температуры обжаривания, а также от сорта зерен. Отмечена корреляция между содержанием метилпиразинов и органолептическими характеристиками обжаренного кофе.

Была проведена идентификация пяти дикетопиперазинов пролинового типа в водных экстрактах белков обжаренного кофе и в самом обжаренном кофе. Выделение этих веществ включало гельхроматографию и экстракцию хлороформом. При изучении заваренного обжаренного кофе применяли также хроматографию с полиамидной колонкой. Идентификацию выполняли с помощью МС. Оба метода с неоспоримой очевидностью показали присутствие в кофе дикетопиперазинов.