Исследование качества растворимого кофе

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ …….……….5

1.1 Общая характеристика, классификация и основной ассортимент    кофе ..5

1.2 Факторы, формирующие качество: сырье, технология производства 8

1.3 Химический состав и пищевая ценность кофе 14

1.4 Требования к качеству кофе 18

1.5 Упаковка, маркировка, транспортирование и  хранение кофе 21

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ .25

2.1 Объекты и методы исследования .25

2.1.1 Цель  работы……………………………………………………………………..... .26

2.1.2 Порядок  отбора проб……………………………………………………............... 27

2.1.3 Анализ  состояния упаковки и маркировки кофе………………………………..29

2.2 Органолептическая оценка качества кофе .31

2.3 Определение физико-химических показателей качества кофе .31

2.3.1 Определение массовой доли влаги .32

2.3.2 Определение pH………………………..………………………………………….33

2.3.3 Определение полной растворимости…………………………………………….33

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ .34

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ .35

ПРИЛОЖЕНИЕ .37 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

        Кофе – наиболее популярный и любимый населением разных стран тонизирующий напиток. Кофе - очень распространенный напиток, нет такой страны, где бы ни употреблялся кофе. Даже на родине чая в Китае кофе пользуется большим успехом у населения. Кофе принадлежит к тем немногим культурам, которые определяли собой целые эпохи в экономическом развитии таких стран, как Бразилия, Колумбия, Эфиопия, Йемен, Гвинея и ряд других.

       На мировой рынок  кофе поставляют более 50 стран. Наиболее крупными импортерами являются США  и страны Западной Европы. Основным поставщиком кофе в Россию является Бразилия, но наиболее высококачественная продукция из Индии и Йемена. Хороший кофейный напиток получают, как правило, при использовании смеси из трех-четырех видов кофе, дополняющих друг друга по вкусу и аромату, создающих при оптимальной крепости приятный кофейный букет.

       Российский  кофейный рынок развивается очень  динамично, ежегодный прирост достигает 10-12%. В последнее десятилетие  в России произошло почти шестикратное увеличение потребления кофе.

       Рынок кофе как по отпускным ценам, так и по розничным на 60-70% превышает рынок чая.

       Можно сказать, что кофе сегодня действительно  стал национальным напитком. Причины  этого:

       - исчезновение товарного дефицита, в том числе дефицита кофе;

       - рост благосостояния потребителей;

       - напряженная умственная деятельность  многих работающих;

       - продолжительный, ненормированный  рабочий день и многое другое.

       Структура потребления кофе в нашей стране отличается от других стран – в  России предпочитают растворимый кофе. И страна занимает одно из лидирующих мест в мире именно по потреблению  растворимого кофе. [1]

            Целью работы является исследование  качества растворимого кофе, вырабатываемого  различными производителями и  реализуемого в розничной торговой сети г.Кемерово. Постановка данной цели обусловлена тем, что около пятой части всего рынка безалкогольных напитков в сегодняшней России приходится на долю кофе (в пересчете на выпитые литры), и объем потребляемого кофе продолжает увеличиваться. Лишь только летом помимо чая российский потребитель отдает предпочтение сокам, водам и пиву, а в остальные сезоны года безусловным фаворитом потребления является чай, а следом за ним всегда следует кофе.

            В соответствии с целью были  поставлены следующие задачи:

1. Оценка качества упаковки и маркировки растворимого кофе в соответствии ГОСТ Р 51074-2003 «Продукты пищевые. Информация для потребителя. Общие требования».
2. Проведение органолептической оценки и сопоставление результатов с требованиями ГОСТ Р 51881-2002 «Кофе натуральный растворимый. Общие технические условия».
3. Определение физико-химических показателей качества, характеризующих потребительскую полезность растворимого кофе и сравнение полученных результатов с данными ГОСТ Р 51881-2002 «Кофе натуральный растворимый. Общие технические условия».

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1. Общая характеристика, классификация и основной ассортимент кофе

      Кофе — вкусовой продукт, приготовляемый из обжаренных семян вечнозеленого кофейного дерева. Родиной этого напитка считается Эфиопия. В дальнейшем кофе начали культивировать и в других тропических регионах Азии, Южной Америки, Африки.

      Плод  кофе — ягода красного цвета шаровидной или овальной формы, напоминающая вишню  и имеющая под кожицей сочную сладкую мякоть. В мякоти плода  заключены два зерна, покрытые роговидной оболочкой и расположенные друг к другу плоскими сторонами (рисунок 1). Плоды кофе собирают 3 раза в год. С одного дерева их получают примерно около 1 кг. Собранные плоды очищают  от мякоти, промывают, высушивают, полируют и направляют на ферментацию (выдерживают  от 3 до 14 лет).

      Рисунок 1 – Строение кофейного зерна

      Зерна сырого кофе не имеют аромата, обладают сильно вяжущим вкусом, трудно размалываются. Перед употреблением зерна обжаривают при температуре около 200 °С. [1]

      Кофе  натуральный вырабатывают из сырья, отличающегося большим разнообразием как по внешнему виду, так и по химическому составу и вкусу

         В зависимости от степени переработки его подразделяют на:

      - зеленый в зернах

      - жареный в зернах

      - жареный молотый

      - жареный молотый с добавлениями цикория

      - растворимый.

      Рисунок 2 – Классификация натурального кофе

      Род кофейного дерева насчитывает до 50 видов, но в промышленных масштабах  выращиваются только три. Поэтому кофе классифицируют по виду сырья, из которого он был выработан: аравийский (арабика), либерийский, робуста.

      Арабика — самый популярный вид, на его долю приходится более половины мирового производства кофе. Зерна арабики имеют однородный красивый зеленый цвет с синеватым или сероватым оттенком и дают напиток нежного приятного вкуса с тонким кофейным ароматом.

      Либерийский — менее распространенный вид  кофе. По внешнему виду его зерна  напоминают аравийский, но немного  крупнее. Выращивают либерийский 

кофе  на западном побережье Африки. [2]

      Робуста имеет много разновидностей, поэтому качество этого вида кофе

неоднородно — от низкого до высокого. Зерна  кофе робуста округлые, мелкие, желтого цвета. Этот наиболее урожайный вид кофе выращивается во многих регионах — в Кении, Индонезии, Индии, на Мадагаскаре и др.

      Кофе  натуральный растворимый — высушенный до порошкообразного состояния водный экстракт, полученный из натурального жареного кофе. Данный продукт обладает приятным вкусом, ароматом, но все эти  качества менее выражены, чем у  натурального молотого кофе. Однако растворимый  кофе обладает повышенным тонизирующим действием и способен растворяться в воде без осадка. Используют его  как в приготовлении кофейного  напитка, так и в виде добавки  при выработке некоторых кондитерских изделий. Растворимый кофе в свою очередь делят на мелкопорошковый и гранулированный.

      Для производства растворимого кофе используют в основном низкосортные сорта типа африканского робуста, который дает максимальный выход экстракта — 36 %. Растворимый кофе могут также вырабатывать из арабики, но из-за малого выхода экстракта себестоимость его производства очень высока, следовательно, у этого вида растворимого кофе низкая конкурентоспособность.

      Кофезаменители вырабатывают из хлебных злаков, цикория, желудей, семян бобовых, орехоплодных, ядер плодовых косточек, скорлупы какао-бобов, шиповника и других видов подобного сырья. Это сырье обжаривают, размалывают, смешивают по определенной отработанной рецептуре. В смесь могут добавить натуральный кофе.

      В зависимости от рецептуры и технологии производства кофезаменители подразделяют на жареные молотые и растворимые.

      Жареные молотые кофезаменители в свою очередь бывают следующих типов: однокомпонентные — из одного вида сырья (цикория, желудей, каштана и др.), многокомпонентные с цикорием, многокомпонентные с кофе, многокомпонентные без кофе и без цикория.

      Кофейные  смеси на российском рынке получили широкое распространение. Они сочетают кофе и компоненты, обычно добавляемые  в него при употреблении, — сахар, сливки. В настоящее время ассортимент  кофейных смесей таков:

1. 2 в 1 (кофе + сахар);
2. 3 в 1 (кофе + сахар + сливки);
3. капуччино;
4. ароматизированные (амаретто, по-ирландски и др.). [2]

2.   Факторы, формирующие качество: сырье, технология производства

        Кофейное дерево относится к семейству мареновых, среди представителей которого около 60 видов и разновидностей являются кофе. Однако сейчас выращиваются только 2 из них.

      Вид кофейного дерева арабика считается очень капризным к климатическим условиям. Растет, как правило, в горах, причем не ниже 900 метров над уровнем моря. Горные склоны, которые так любит этот вид, усложняют процесс ухаживания за этим деревом, сбор и транспортировку урожая. Плод этого сорта содержит практически в 2 раза меньше кофеина и настолько же больше ароматических масел, чем робуста. Поэтому кофе из арабики более ароматный, но менее крепкий, чем из робусты.

      В отличие от арабики робуста растет на высоте 200 метров над уровнем моря. Этот вид менее прихотлив, поэтому на него не влияют изменения климата или количество осадков на плантациях, которые по этой причине не требуют особого ухода. При этом урожайность данного вида почти вдвое превосходит арабику.

      Кофейное  дерево достигает в высоту 7-8 м. Такая  высота значительно затрудняет сбор урожая, поэтому деревья обрезают в высоту, после чего она составляет 4 метра. [3]

      Плод  кофейного дерева внешне напоминает вишню. Но в качестве сырья для  приготовления кофе используют семена этого плода, который состоит  из 4 оболочек.

      Первая  — очень плотная, цвет ее темно-вишневый, именно она и делает плод похожим  на вишню. Затем следуют мякоть и  оболочка, в которой располагаются  зерна, используемые в дальнейшем для  производства кофе. А каждое кофейное зернышко покрывает тоненькая пленка.

      Чтобы плантации кофе не погибали, зерно  приходится сначала выращивать в

специальных питомниках, а затем уже высаживать. При этом плодоношение кофейного дерева начинается по достижении им пятилетнего возраста.

      Деревья начинают цвести в период засухи, а  продолжают, когда начинаются дожди. Цветы имеют белый цвет с неповторимым сладким запахом, очень напоминающим запах жасмина.

      Созревание  плодов происходит в разное время. Если у арабики плод считается полностью вызревшим в 8 месяцев, то у робусты только в 11. Зрелость плода определяется его цветом. Соответственно, у зрелого оно будет красного цвета, у полузрелого — желтого, а у незрелого — зеленого цвета.

      Зерна  кофе, растущие на одном и том  же дереве, поспевают не одновременно, поэтому использовать машины для  сбора урожая бывает нерентабельно, так как вместе со зрелыми зернами  будут сорваны и незрелые. Поэтому  кофе собирают вручную, этот процесс  назван пиккинг. В результате урожай получается однородным, одинаково вызревшим. В среднем с 1 дерева получают до 3 кг плодов.

      Для особо ценных высококачественных сортов не применяют даже пиккинг. В этом случае под деревом расстилают ткань и ждут до тех пор, пока созревшие плоды не упадут сами.

      Для сбора недорогих сортов кофе применяют  механизированный способ. После этого  зерна тщательно сортируют по степени зрелости. [4]

      При производстве растворимого кофе чаще всего используют робусту. Иногда к нему примешивают арабику или даже либерику. Это связано с тем, что из робусты получается больше растворимого кофе, в то время как из арабики настолько мало, что отдельно ее не используют никогда. Поэтому особое внимание следует уделять на маркировку кофе, так как очень часто производители указывают, что кофе произведено из стопроцентной арабики. Это является экономически не эффективным, поэтому такое кофе стоит очень дорого. Это один из способов выявления фальсификата.

      Процесс производства натурального жареного кофе включает в себя следующие этапы: сбор урожая, первичная обработка  плодов, очистка и отбор зерен, обжарка, охлаждение и фасовка готового сырья. Рассмотрим более подробно эти  стадии. Сбор урожая. Как отмечалось выше, урожай можно собирать 2 способами: вручную (для высокоценных сортов) и механизированным способом (для кофе низкого качества).

            Первичная обработка зерен. Она подразделяется на 2 вида. Сухая обработка зерен. Данный вид обработки считается наиболее древним. Сухая обработка заключается в том, что плоды рассыпают тонким слоем на землю, ярко освещаемую солнцем. Так как плоды имеют достаточно высокую влажность, очень важно постоянно переворачивать их, чтобы они не отсырели и в результате этого не покрылись плесенью. С этой же целью их накрывают на ночь. Через 2 недели покрывающая зерна мякоть становится сухой и приобретает коричневый цвет, а семена внутри свободно болтаются. Данный способ считается наиболее щадящим для кофейного зерна. В некоторых кофепроизводящих странах плоды не собирают, а ждут их высыхания на деревьях, когда они сами падают на специально расстеленную под деревьями ткань. Упавшие семена после просеивают и очищают.

      Мокрая (влажная) обработка зерен. Сущность данного метода состоит в том, что кофейные зерна не сушат, а  пропускают через машину, напоминающую мельницу. Машина производит очистку  таким образом, чтобы вся грубая мякоть удалилась, а зерно осталось лишь в тоненькой оболочке. Считается, что данный вид обработки является продолжением пиккинга, когда сырье собирают вручную, приводя к практическому единообразию зерен. После того как мякоть с плодов была удалена с помощью машин, семена направляют на промывание, которое происходит в специально выстроенных для этих целей каналах. Они сделаны не в виде прямых линий, а слегка извиваются. Это позволяет лучше промыть зерна и обнаружить среди них больные, которые начинают всплывать. Данный способ отбора зерна считается начальной стадией сортировки. После того как зерно промыто, его направляют на ферментацию. Делается это с целью удаления нерастворимых частиц мякоти, оставшейся после промывки. Чтобы зерно прошло эту стадию нормально, его постоянно переворачивают, подставляя под солнце как можно больше поверхности зерна. Как правило, эта стадия длится до 24 часов. После этого зерно

направляют  на повторную промывку. [4;5]

      Данный  способ получил распространение  сравнительно недавно, в результате чего производимый таким образом  кофе считается очень высокого качества. Но это очень дорогая технология производства, поскольку требуется  большое количество воды хорошего качества. А у многих стран, производящих кофе, нет такой возможности. Поэтому  некоторые производители в целях  экономии используют воду по несколько  раз. Конечно, это значительно снижает  стоимость работ, но при этом ухудшает качество готового продукта. При многократном использовании воды значительно  повышается уровень ее кислотности, что придает готовому продукту очень  неприятный вкус и запах. Еще одним  недостатком влажного способа можно  назвать риск оставить в специальных  бассейнах, предназначенных для  ферментации кофе, хотя бы несколько  зерен. В этом случае они будут  несколько раз ферментированы, что  в результате испортит всю партию готового кофе. И это проявится  не сразу, а лишь в процессе обжарки, когда эти зерна начнут выделять неприятный запах, распространяя его  на зерна всей партии.

      Очистка зерен. На данном этапе обработки  осуществляется продувание кофейных зерен. Для этого применяют машины, позволяющие  удалить пыль, землю, камни и другие примеси. После продувки зерно направляют на магнитную чистку, чтобы удалить  все металлические крошки, которые  могли попасть в кофейные зерна  с металлических машин в результате предыдущих обработок. После магнитной  чистки зерна очищают от оболочек, а затем полируют их.

      Следующая обязательная стадия производства —  гранулометрический отбор, который  представляет собой сортировку семян  по их размеру с использованием специального сита. Первыми отбирают крупные семена, которые относят к элитным, из которых получают кофе самого высокого качества. Сущность этого отбора состоит  еще и в необходимости выявить  некачественные или больные зерна, ухудшающие качество всей партии товара. Данный этап может проводиться вручную  и механизированным способом. [5]

           Обжарка зерен. Чтобы обжарка  прошла успешно и кофе получился  требуемой степени обжарки, температура этого процесса не должна превышать 200 °С, а продолжительность составлять около 1 часа, в зависимости от необходимой степени. В результате происходит потеря массы из-за испарения воды, а также разрушения посторонних частиц, которые находятся в зернах кофе. При этом объем его увеличивается. Обжаривание кофе бывает 3 видов.

      1. Тепловое, которое подразделяется на 2 подвида: контактное и конвективное. При контактном способе зерно обжаривается при прямом воздействии тепла, возникающего в результате соприкасания семян с горячей поверхностью машины, в которой происходит обжарка. Зерно при этом все время мешают, чтобы не произошло его пережаривание. Данный подвид обжарки считается худшим, так как довольно часто происходит пережаривание кофе, цвет зерен получается неоднородным, что ухудшает качество готового продукта. При конвективном способе используют разогретый воздух, который поступает в камеру, где происходит процесс обжаривания. В данном случае зерно также подвергают постоянному перемешиванию. Качество продукта в результате этого способа обжаривания значительно выше, так как зерно обжаривается более равномерно; зерна имеют равномерный одинаковый цвет — все это улучшает внешний вид готового продукта.

      2. Диэлектрическое — осуществляется с помощью СВЧ-энергии, которая проникает в глубину кофейного зерна и прожаривает его. Важная особенность данного метода заключается в том, что кофейное зерно вообще не соприкасается ни с какими нагретыми поверхностями, а это значительно повышает его качество.

      3. Радиационное — сегодня это один из новейших и передовых методов обработки, который не получил значительного распространения из-за достаточной дороговизны оборудования, а также, скорее всего, из-за предрассудков, связанных с радиационным излучением. Сначала кофейные зерна просвечивают гамма-лучами, а затем дожаривают по стандартной тепловой обработке.

      Охлаждение. Происходит в специальных машинах, позволяющих охладить кофе до температуры 40-45 °С.  Для более высокого качества продукта его обязательно пропускают через специальные магнитные установки, позволяющие выявить металлические примеси. После этого зерна помещают в машины, отбирающие имеющиеся в массе камни.

      Фасовка является заключительной стадией производства натурального жареного кофе. [4;5]

      Стадии  производства растворимого кофе будут  зависеть от вида данного продукта. Как указывалось выше, растворимый  кофе может быть порошковым, гранулированным  и сублимированным.

      Порошковый  кофе. Это самый дешевый вид  кофе из-за низкой себестоимости его  производства. Процесс заключается  в том, что зеленый кофе очищают, а затем обжаривают. Обжаренные зерна  размельчают, при этом их размер не должен превышать 2 миллиметров. После  измельчения частицы подвергают обработке горячей водой в  течение 4 часов под давлением 15 атмосфер. На этом этапе происходит извлечение необходимых растворимых веществ  кофейного зерна. Затем образованный раствор подвергают охлаждению, удалению нерастворимых и смолистых веществ, а также взвешенных частиц и направляют на сушку конвективным способом, т. е. горячим воздухом. Полученный порошок  подвергают охлаждению.

      Гранулированный растворимый кофе иначе называют агломерированным. Термин «агломерация»  с латинского переводится как «присоединяю, накопляю». В отличие от порошкового кофе, гранулированный представляет собой гранулы, сбитые в мелкие комочки посредством пара. Процесс производства мало чем отличается от предыдущего вида кофе, только на стадии сушки используют не горячий воздух, а горячий пар. В результате получаются гранулы.

      Сублимированный кофе, или кофе «фриз-драйд». «Сублимация» с латинского переводится как «возвышение, вознесение». Суть сублимации заключается в том, что исходный продукт высушивают в замороженном состоянии. Этот процесс происходит в вакуумной среде при низком давлении. Данный способ сушки является новейшим, он позволяет максимально сохранить качество исходного продукта. В результате получаемый кофе по вкусу и запаху очень похож на натуральный, а его химический состав близок к исходному продукту. Но данный способ производства пока является достаточно дорогим, поэтому чаще на нашем рынке можно увидеть либо порошковый, либо гранулированный кофе, у которого в результате воздействия тепла изменились свойства, что ухудшило его органолептические свойства.

      Процесс сублимации:

      Во-первых, раствор нужных веществ получают тем же способом, что и в первых двух случаях. Затем его подвергают заморозке при очень низкой температуре, в результате образуются кристаллики  льда, которые направляют в вакуум-аппарат. Вода улетучивается, не успев принять  форму жидкости. А значит, все  химические вещества клеток остаются неизменными. При этом объем получаемого  продукта практически не меняется. В настоящее время на маркировке импортного кофе, полученного методом  сублимации, пишут «фриз-драйд».

      Кофе, получаемый сублимацией, наиболее полно  передает все вкусовые и ароматические  ощущения, как и при употреблении натурального кофе. Но стоит он на порядок  выше остальных видов растворимого кофе. Хотя настоящие ценители кофе считают растворимый кофе вовсе  не кофе, каким бы методом он ни был получен. [6]  
 

3.   Химический состав и пищевая ценность кофе

           Кофе имеет сложный химический состав. Он содержит примерно две тысячи химических веществ, которые в совокупности определяют его отличительный аромат и вкус.

      Сырое кофейное зерно содержит жиры, белки, воду, минеральные соли, микотоксины, различные водорастворимые и нерастворимые вещества. Обжаренные кофейные зерна теряют большую часть воды (ее содержание уменьшается с 11% до 3%), а их химический состав изменяется в зависимости от степени и продолжительности обжарки. Он представляет собой широкий диапазон компонентов. [7]

      Содержание  влаги в сыром кофе играет важную роль при его экспорте и мипорте, т.к. все расчеты производятся на основе показателя влажности.  Сырые зерна кофе относятся к группе продуктов, обладающих каппилярно-пористой коллоидной структурой. Содержание воды в сырых зернах кофе по норме, принятой Международной организацией кофе должно составлять 12±1 %. Но в зависимости от условий хранения и транспортирования влажность сырого кофе колеблется в пределах 9-14%.

      Сырые кофейные зерна, в расчете на сухое  вещество, содержат 32-36% экстрактивных  веществ, стабильно сохраняющихся  в течение семи и более лет  при нормальных условиях хранения. В состав сухого вещества сырого кофе входят следующие основные компоненты: такие алкалоиды, как кофеин – 0,7-2,5%. Это вещество без цвета и запаха, в водном растворе дает горький привкус. Количество кофеина в зернах в  значительной степени изменяется в  зависимости от сорта кофе. Кофеин содержится в тех или иных количествах  более чем в ста растениях, однако лишь в плодах кофе, какао, гуараны и листьях чая его достаточно много. На содержание кофеина в напитке также влияет степень прожаривания зерен, причем более прожаренные зерна, как для кофе эспрессо, дают меньше кофеина. Содержание кофеина в зернах играет очень важную роль при оценке качества сырья и установлении технических требований на него. Следует помнить, что кофеин, обладая горьким вкусом, тем не менее почти не влияет на вкус кофе. Поэтому связывать горечь кофе с наличием в нем кофеина - большое заблуждение. Горький кофе - совсем не значит крепкий, и наоборот - крепкий, это значит горький. Помимо кофеина в кофейных зернах содержится еще один алкалоид - тригонеллин. Он хорошо растворяется в воде, но термически нестабилен. При обработке кофейных зерен легко превращается в никотиновую кислоту (витамин РР). В отличие от кофеина он не возбуждает и не обладает наркотическим эффектом, однако участвует в образовании вкуса и аромата обжаренного кофе. Также содержатся и такие алкалоиды как теобромин (1,5-2,5 мг%) и теофиллин (1-4 мг%). Следует упомянуть очень сложное по составу вещество - кафеоль. Включая в себя почти две с половиной сотни компонентов, оно является носителем характерного кофейного аромата. [8]