Анализ ассортимента и экспертиза качества кофе в зернах

Содержание:

Введение

Кофе — это вкусовой продукт, приготовляемый из обжаренных семян вечнозеленого кофейного дерева рода Coffea Родиной кофейного дерева является юго-западная часть Эфиопии – область Кэфа (отсюда и название кофе).

Кофейное дерево культивируют в виде дерева или куста. Известно около 50 его видов, но в промышленных масштабах культивируют только три: аравийский кофе Coffee arabica, либерийское кофе  coffee liberica hiern, робуста coffee robusta.  Более половины мирового производства кофе составляет сорт Арабика. Арабика превосходит Робусту по вкусу и аромату напитка.

Плод кофе – ягода, которая  по внешнему виду, размеру и окраске напоминает вишню. В сочной мякоти заключено два плосковыпуклых зерна, прижатых друг к другу плоскими сторонами. В плоде так же может развиваться только одно из двух семян, приобретая овально-круглую форму. Такой кофе ценится выше и называется перл-кофе.

Плоды кофе собирают зрелыми  до 3 раз в году (всего с одного дерева до 3 кг). После сбора зерна  освобождают от плодовой мякоти и  внутренних оболочек мокрым, влажным  или сухим способом, а затем  сушат и сортируют по размеру. Кофейные зерна, очищенные влажным способом лучше по качеству. Для придания зернам красивого гладкого вида их полируют во вращающихся барабанах или центрифугах. По цвету различают зерна желтые, зеленые и синеватые. Зеленый кофе подразделяют по качеству на высший, первый и второй сорта: ботанического вида Арабика — на высший и 1-й; ботанического вида Робуста — на 1-й и 2-й.

В зависимости от используемого  сырья и технологии кофепродукты подразделяют на следующие группы:

• кофе сырой или зеленый;
• кофе натуральный жареный в зернах и молотый;
• кофе натуральный растворимый;
• кофейные напитки нерастворимые;
• кофейные напитки растворимые порошкообразные;
• кофейные напитки растворимые пастообразные;
• кофе без кофеина;
• кофе и кофейные напитки с молоком.

Целью курсовой работы явилась  товароведная оценка качества натурального  кофе в зернах, реализуемого в розничной  торговой сети г. Красноярска.

В соответствии с поставленной целью, в данной курсовой работе решались следующие задачи:

• анализ состояния упаковки и маркировки исследуемых образцов кофе
• анализ органолептической оценки кофе  в зернах
• Анализ результатов проведения физико-химических методов исследования.

1. Теоретическая часть

1.1. Пищевая  ценность и химический состав  кофе

Сырые кофейные зерна, в  расчете на сухое вещество, содержат 32—36% экстрактивных веществ, стабильно сохраняющихся в течение 7 и более лет при нормальных условиях хранения. В состав сухого вещества сырого кофе входят следующие основные компоненты, в %: кофеин — 0,7—2,5; белковые вещества — 9—19,2; жир — 9,4—18; сахароза — 4,2—11,8; моносахариды — 0,17—0,65; клетчатка — 32,5—33,5; пентозаны — 5—7; дубильные вещества — 8,7— 11,9; минеральные вещества — 3,7—4,5; органические кислоты: хлорогеновая — 4—10,9, лимонная — 0,3, винная —0,4, яблочная —0,3, щавелевая — 0,05, кофейная — 0,2. Влажность сырого кофе — 9—12%.

Наибольшее влияние  на организм человека при употреблении кофе из перечисленных веществ оказывает алкалоид кофеин (C₈H₁₀N₄О₂), или 1,3,7-триметилксантин, являющийся производным пуриновых оснований. Кофе оказывает благоприятное физиологическое действие на организм благодаря содержанию кофеина, выражающееся в регулировании уровня глюкозы в крови и повышении общего тонуса и работоспособности человека. В кофе кофеин находится как в свободном состоянии, так и в соединении с калием и хлорогеновой кислотой в виде кофеин-хлорогеново-кислого калия; при этом преобладает связанная форма. Более высокие сорта кофе отличаются пониженным содержанием кофеина, а низкосортный африканский вид робуста может накапливать до 3,2% кофеина. В процессе хранения кофе содержание кофеина в зернах практически не изменяется, а при обжаривании увеличивается.

Наряду с кофеином в зернах сырого кофе из алкалоидов также находится не обладающий физиологической активностью тригонеллин (C₇H₇N02 — метилбетаинникотиновая кислота) в количестве

0,24—1,2%. Он распадается  при обжарке зерен на ряд  соединений, в том числе пиридин,  который участвует в формировании  вкусовых свойств готового кофе. В зернах кофе, помимо этого, обнаружены теобромин (1,85 мг%) и теофилин (0,62 мг%).

Специфично для отдельных  ботанических видов и сортов кофе содержание белковых веществ. Аравийский кофе примерно на 3% меньше содержит белковых веществ, чем кофе робуста, при этом внутрисортовые колебания не превышают 2%. Установлена положительная корреляционная зависимость между количеством кофеина и азотистых веществ. В процессе хранения их общее содержание не изменяется, но наблюдается увеличение фракции водорастворимых белков, обладающих высокой степенью электропроводности.

Также обнаружено в составе  азотистых веществ кофе 20 свободных аминокислот, количество которых при хранении практически не изменяется. При этом кофе высшего сорта отличается более высоким содержанием свободных аминокислот (до 923 мг%) по сравнению с кофе 1-го и 2-го сортов (до 480 мг%).

В кофейных зернах содержание жира (кофейное масло — coffee oil) подвержено существенным межвидовым и внутривидовым колебаниям. Самое низкое содержание жира — у индийских сортов кофе. Отличительной особенностью кофейного масла является высокое содержание дитерпеновых эфиров. На долю ненасыщенных жирных кислот в кофейном масле приходится более половины — 51,9—57,3%, в том числе преобладает линолевая кислота (37,2-45,6%).

В кофейном масле из зерен кофе разных видов и разновидностей качественный состав жирных кислот практически идентичен. При хранении сырого кофе незначительно возрастают кислотное и перекисное числа жира, что свидетельствует о замедленном протекании внутриклеточных гидролитических и окислительных процессов.

Углеводы оказывают существенное влияние на вкусовые свойства кофе и, в частности, сахара, являющиеся предшественниками многих вкусовых и ароматических веществ обжаренного кофе. Углеводы в кофе представлены сахарами, гетерополисахаридами и клетчаткой.

Сахара кофе представлены глюкозой, фруктозой, галактозой и сахарозой, которые составляют приблизительно 28% водорастворимых веществ. В сыром кофе аравийских сортов содержится 8,2—8,3% моносахаридов, в то же время в робусте присутствует 3,3—4,1%. В процессе хранения сырого кофе содержание Сахаров снижается незначительно.

Гетерополисахариды кофе представлены галактанами, маннанами, глюканами и арабанами. В состав полисахаридов зеленого кофе arabica входят арабиноза — 1,8%, галактоза — 9,3%, манноза — 20,8%, глюкоза — 6,8%. В то же время в жареном кофе и в экстракте данные сахара и гетерополисахариды присутствуют в следовых количествах (0,3% — глюкозы, 0,16—0,05% — фруктозы, 0—0,26% — маннозы и 0,02—0,3% — глюкозы и сахарозы). Таким образом, при высокотемпературной обработке и под воздействием высокого давления (до 2,5 МПа) в зернах кофе протекают крекинговые процессы разрушения, прежде всего, углеводов.

В то же время клетчатка кофе, составляющая одну треть сухого вещества кофейных зерен, формирует твердость и плотность зерен. Не позволяя разваливаться и увеличиваться в объеме при обжаривании, клетчатка кофе и позволяет получить ароматный продукт. При этом она является одним из наиболее стабильных компонентов, и отдельные виды и сорта кофе практически не отличаются между собой по содержанию клетчатки.

Дубильные вещества, содержащиеся в кофе, обусловливают терпкость кофейного напитка. Между содержанием дубильных веществ и хлорогеновой кислоты, составляющей до 85—90% общего количества полифенольных соединений, существует прямая зависимость. Хлорогеновая кислота в таком значительном количестве содержится в природе только в зернах кофе, придавая им специфический слабокислый и слегка терпкий вкус. Количество полифенольных соединений в процессе хранения заметно снижается, что приводит к некоторому снижению терпкости кофе робуста, но к обеднению вкуса кофейных напитков из высших сортов арабики. Для кофе характерно значительное содержание кофедубильной кислоты (4—11% сухой массы), представляющей собой смесь хлорогеновой, кофалиновой (С₃₂Н₃₉О₁₉). кефалевой (С₃₄Н₅₄О₁₅) кислот и других соединений.

Титруемая кислотность, составляющая в зависимости от сорта  кофе 10,8—17,8°, является одним из наиболее стабильно сохраняющихся показателей. По мере хранения кофе уровень титруемой кислотности возрастает незначительно (за 7 лет на 0,3—1,1⁰), что свидетельствует о замедленном протекании гидролитических и окислительных процессов.

Минеральные вещества. Сырые  кофейные зерна содержат 3-4,5% минеральных веществ. Состав и содержание основных элементов минеральных веществ (в мг на 100 г): калий 1712-1750, магний 142-176, кальций 76-120, натрий 2,3-17, железо 2,1-10,0, марганец 1,1-9,8, рубидий 0,6-4,2, цинк 0,5-3,2, медь 0,6-2,3 и стронций 0,4-1,3, также обнаружены следы хрома, ванадия, бария, никеля, кобальта, свинца, молибдена, титана и кадмия.

Содержание отдельных  минеральных элементов меняется в зависимости от сорта кофе, места произрастания, способа обработки, 
вида вносимых в почву минеральных удобрений, а также от применяемых средств защиты растений. Считается, что содержание цинка, марганца и рубидия в сырых зернах кофе обусловливает лучшие 
свойства напитка. 

Витамины. В кофейных зернах обнаружены тиамин (В,), рибофлавин (В2), пантотеновая кислота (В2), никотиновая кислота (РР), пиридоксин (В6), витамин В2 (цианкобаламин) и токоферол (Е).

Ферменты. Сырой кофе, поступающий на промышленную переработку, — биологически активный продукт, в  котором локализованы ферментные системы почти всех классов: оксидоредуктазы, гидролазы, трансферазы и изомеразы, играющие важную роль в биохимических и физико-химических процессах при хранении и обжарке зерна кофе.

Химический состав кофе свидетельствует о том, что он не только вкусовой продукт, но благодаря содержанию жира, сахара и белковых веществ он обладает и хорошими пищевыми достоинствами. Важное место в химическом составе кофе имеет алкалоид кофеин, который оказывает возбуждающее и стимулирующее действие на организм человека. Энергетическая ценность кофе 119-223 ккал, или 498-933 кдж

1.2. Факторы, формирующие  качество кофе

Род кофейного дерева Coffea насчитывает до 40 видов, из которых только три выращиваются в промышленных масштабах, в том числе кофе аравийский (arabica), либерийский (liberica) и робуста (robusta).

На семена вида arabica, имеющие однородный красивый зеленый цвет с синеватым или сероватым оттенком и дающие напиток нежного, приятного вкуса с тонким кофейным ароматом, приходится более половины мирового производства кофе. Длина зерен этого вида кофе составляет 9—15 мм, ширина — 8—10, толщина — 5—6 мм. Аравийское кофейное дерево выращивают в Центральной Африке и Южной Америке.

Менее распространенный вид кофе — liberiса. По внешнему виду его зерна напоминают аравийский кофе, но несколько крупнее. Произрастает в основном на западном побережье Африки.

Robusta имеет очень много разновидностей, в связи с чем качество кофе этого вида неоднородно — от низкого до хорошего. Семена кофе робуста округлые, мелкие, желтого цвета различных оттенков и интенсивности, с высоким содержанием кофеина. Робуста — наиболее урожайный вид кофе, выращиваемый главным образом в Кении, Мадагаскаре, Индонезии, Индии и других регионах мира.

Находятся семена кофейного  дерева в сочной мякоти плодов-костянок, которые сходны по внешнему виду, размеру и окраске с крупноплодной вишней. Два плоско-выпуклых семени, прижатых друг к другу плоскими боками, размещаются в плодовой мякоти. При этом каждое семя одето в роговидную желтоватую оболочку, называемую пергаментной или роговой, под которой находится семенная оболочка — серебристая кожица. Вдоль всего семени по плоской стороне пролегает бороздка-желобок. Состоит семя из эндосперма и небольшого зародыша. В составе кофейных плодов в среднем на долю семени приходится 26%, на долю оболочек — 6, на долю плодовой мякоти — 68%.

Иногда в плоде развивается  лишь одно круглое зерно, а второе остается в зачаточном состоянии. Такие зерна собирают отдельно и продают как особо ценный сорт под названием «перл-кофе».

Начинают сбор созревших  плодов спустя 6—7 мес. после цветения, когда окраска их становится темно-малиновой. С 5—6-летнего возраста кофейные деревья в течение 50— 70 лет дают урожай от 0,5 до 3 кг сырого кофе. Урожайность кофе, в зависимости от вида, места и погодных условий, колеблется от 30 до 20 000 кг с 1 га.

В значительной мере от первичной  переработки кофейных плодов, которая производится непосредственно на плантациях и состоит из двух основных операций — отделения семян от плодовой мякоти и оболочек и сушки, зависит качество готового продукта.

Для освобождения семян  от мякоти и оболочек существуют сухой и мокрый способы. Сухой метод состоит в том, что плоды кофе высушивают на солнце или в сушилке вместе с мякотью, а затем снимают мякоть и пергаментную оболочку на специальных обдирочных машинах.

При мокром способе мякоть удаляют на специальных машинах  — пульперах, представляющих собой вращающиеся с различной скоростью терочные цилиндры. На цилиндры непрерывно подают воду, которая смывает с цилиндров снятую мякоть. После обработки на обдирочных цилиндрах на зернах остается часть мякоти.

Для облегчения удаления остатков мякоти плоды складывают на несколько часов в кучи, чаны или  цементные бассейны, в которых  масса подвергается брожению.

В процессе брожения мякоть размягчается и затем легко удаляется путем промывания в проточной воде в хелобах, лозовых корзинах или на машинах.

Сушат промытые семена на солнце по 3—4 часа в сутки на грунтовых утрамбованных или бетонированных сушильных площадках при непрерывном помешивании. Сушка кофе — это одна из важнейших операций для получения продукта высокого качества Быстрая сушка препятствует ферментации кофе, а медленная удлиняет ферментативные процессы. Соблюдение правил сушки обусловливает определенный характер биохимических процессов, формирующих качество готового кофе.

В местах производства сухие  зерна кофе обычно хранят в джутовых мешках по 60 кг и в такой же упаковке экспортируют. Иногда используют также двойные полиэтиленовые мешки, многослойные бумажные мешки с прослойкой из полиэтилена и джутовые мешки с полиэтиленовым вкладышем. В условиях высокой влажности применяют бестарное хранение кофе в ларях на складах с кондиционированным воздухом, а также в герметичных изотермических бункерах из бетона, железа и алюминия, При длительном хранении сырого кофе основной задачей является не допустить значительных колебаний температуры внутри помещений, что достигается с помощью герметизации и теплоизоляции складов и систематического вентилирования складского помещения и поддержания в нем температуры около 10'С (но не выше 20°С), а также относительной влажности воздуха на уровне 70% (но не выше 75%). Это обеспечивает поддержание стабильной равновесной влажности зерен на уровне 12%, т. е. на 2% ниже предельно допустимой. Зерна приобретают затхлый, а иногда и плесневелый запах, не исчезающий при обжаривании,

При повышении их влажности  до 15—18% этот дефект можно несколько  ослабить лишь путем озонирования.

В местах производства сырой  кофе хранят от 1 до 10 лет. Известно, что аравийский кофе из Йемена приобретает наиболее высокое качество после трех лет хранения, а бразильский — после 8—10. В процессе хранения происходят биохимические процессы дозревания зерен, выражающиеся в исчезновении неприятного травянистого вкуса, повышении экстрактивное™ готового кофе, усилении кофейного аромата и появлении желто-коричневых оттенков. Исследованиями установлено, что в улучшении товарных свойств сырого кофе при хранении, помимо клеточных ферментов, большую роль играют микроорганизмы, в частности, Aspergillus Wenitii.

С целью ускоренного  дозревания сырого кофе вместо длительной выдержки применяют специальную химическую обработку семян в течение 5—6 дней.

1.2.1. Сырье

Кофе выращивают в 80 тропических  и субтропических странах мира, от 23-й параллели на севере до 25-й параллели на юге. Это так называемый кофейный пояс. Итак, существует ботаническая классификация кофе: вида Арабика, вида Робуста, вида Либерика.

 Кофе вида Арабика представляет собой семена плодов вечнозеленого дерева высотой до 5 м. У аравийского кофейного дерева длинные, гибкие и раскидистые ветви, листья длиной до 20 и шириной до 5 см на коротких черешках. Цветки белые и душистые.

Зерна кофе вида Арабика  имеют однородный и красивый цвет с синим или сероватым оттенком, и дают напиток нежного приятного вкуса с тонким кофейным ароматом (средний диаметр ягоды 1,5 см).

В настоящее время  кофе вида Арабика — безусловный  мировой лидер среди других видов  кофе. На него приходится около 70% всех кофейных плантаций.

Кофе вида Робуста  — семена плодов дерева, произрастающего  в экваториальных лесах и саваннах бассейна реки Конго. Этот вид распространяется главным образом на нижних частях склона, где не может выжить более  прихотливая Арабика. Не случайно слово «робуста» переводится как «сильный», «устойчивый».

Кофе Робуста, или Конголезский кофе, имеет разновидности: древовидную форму Робуста, или Канифора, отличавшуюся большой высотой дерева, и кустовндную форму Нганда.

Кофейное дерево кофе вида Робуста имеет более крупные, чем у кофе Арабика, листья светло-зеленого цвета. Цветки бело-розовые. Плоды представляют собой округлую ягоду диаметром 1,2 см. Зерна при обжаривании сильно темнеют. Напиток из кофе Робуста отличается повышенным содержанием кофеина, имеет грубый резкий вкус и менее ароматен, чем кофе Арабика. Зерна Робусты придают кофе красивый цвет и крепость, а зерна Арабики — аромат и приятный тонкий вкус. На долю Робусты приходится около 25% мирового производства кофе.

Кофе вида Либерийский. Кофе вида Либерика — это дерево высотой 6-12 м с пирамидальной кроной и очень крупными листьями. Ягоды вытянутые по форме, диаметром 2-3 см. Этот вид кофейного дерева встречается в Либерии (Западная Африка). В настоящее время кофе Либерийский выращивают в экваториальной Гвинее, Сенегале, а также на Цейлоне, в Индонезии, Малайзии, на Филиппинах.

Он устойчив ко многим болезням, но дерево приносит плоды  низкого качества. Зерна кофе вида Либерика гораздо крупнее, чем у кофе Арабика. Вкус и аромат очень грубые. Поэтому кофе Либерийский не получил широкого распространения.

По вкусовым качествам  кофе делится на три категории:

1-я категория —  майлд (mild — легкий, мягкий) включает  в себя 
лучшие сорта Арабики, выращенные на высокогорных плантациях, собранные спелыми и обработанные «мокрым» способом. 
Этот кофе имеет великолепный аромат и специфический мягкий изысканный вкус;

2-я категория —  вида Арабика, точнее, «бразильский»  кофе, выращенный на равнинных  плантациях. Это кофе сухой обработки, 
дешевый, имеет более резкий и грубый вкус;

3-я категория включает  все сорта Робусты, которые  уступают 
Арабике по вкусу и аромату, но превосходят ее по крепости.

Итак, существует ботаническая классификация кофе: вида Арабика, вида Робуста, вида Либерика.

Коммерческие сорта  кофе представляют собой смесь разных сортов кофе, выращенных в одном регионе, относящихся к одному ботаническому виду.

Коммерческие сорта  вида Арабика относятся к высшему  или 1-му сорту, а Робуста — к 1-му или 2-му сорту.

Более распространенная классификация географическая. Кофе называют по имени местности, где он выращен, или порта вывоза.

Кофе, привезенный из разных стран, определяет одно слово  – происхождение. Это позволяет  сразу охарактеризовать кофе в общих  чертах (вкус, форма, размер и экстрактивность  зерен и т.д.). Зная происхождение можно дифференцировать кофе более тщательно в зависимости от района, где его выращивали, высоты плантаций над уровнем моря, сорта, урожая и т.д.

Эфиопия.

• родина кофе
• кофе Арабика, очистка сухим и влажным способом, часть урожая дают дикие кофейные деревья.
• Кофе высшего сорта из этой страны имеет ярко выраженный цветочный и виноградный привкус. Такой кофе можно найти только здесь.

Кения

• кофе Арабика, очистка влажным способом
• насыщенный вкус с отчетливым кисловатым привкусом и характерным ароматом

Уганда

• кофе Робуста, очищенный сухим способом

Берег Слоновой Кости (Кот-д  Ивуар)

• кофе Робуста, очищенный сухим способом

Бразилия

• самая крупная страна  происхождения кофе
• преимущественно кофе Арабика, очищенный сухим способом
• мягкий насыщенный вкус, основа для производства многих кофейных смесей, особенно подходит для кофе Эспрессо.

Колумбия

• кофе Арабика, очищенный сухим способом
• плантации на большой высоте над уровнем моря (до 2000 м)
• отчетливо выражен мягкий вкус и аромат

Гватемала

• преимущественно кофе Арабика, способ влажной очистки
• выращивание в горных районах вулканического происхождения
• оригинальный насыщенный вкус, ярко выраженный аромат

Коста-Рика

• кофе Арабика очищенный влажным способом
• сбалансированный ароматный вкус

Индия

• Арабика и Робуста, в основном способ сухой очистки
• Основные районы выращивания кофе находятся в южной Индии
• Насыщенный мягкий вкус

Индонезия

• в основном кофе Робуста, сухой способ очистки

Вьетнам

• кофе Робуста, сухой способ очистки.

По месту произрастания  кофе делят на 3 группы: американский, африканский и азиатский. Каждая группа включает много коммерческих сортов кофе, которые имеют название в зависимости от страны, где их выращивают или порта, через которые  их отправляют на экспорт.

Бразилия экспортирует кофе коммерческих сортов Сантос, Рио, Виктория и др. Индия – Плантейшен, Арабика и Робуста Черри, Шари и др. Йемен – Мокко или Ходейда, Вьетнам – Арабика и Робуста, Эфиопия – Харри, Мексика –  Прима Волед и др.

1.2.2. Процессы, происходящие в кофе при обжаривании

Нельзя приготовить  кофейный напиток из сырых зерен кофе, поэтому его предварительно обжаривают при определенных условиях. В процессе обжарки, являющейся основной операцией переработки сырых кофейных зерен, формируются специфические вкус и аромат кофе.

Все виды сырья в процессе обжаривания проходят три стадии: начальная — подсушка сырья; средняя  — собственно обжаривание; конечная — выдерживание обжаренного сырья (стадия ароматизации). В начальной стадии (при температуре 80-160 °С) в первую очередь удаляется механически связанная (капиллярная) влага (потеря массы около 5%). Это свободная влага. На средней и конечной стадиях обжаривания из тканей удаляется адсорбционная, осмотически (прочно связанная с материалом) связанная влага, для испарения которой требуется значительно более высокая температура (200-225 °С), масса уменьшается еще на 20%.