Влияние способов заваривания кофе на органолептические и физико-химические свойства

Введение. Кофе – известное в мире растение вот уже несколько веков. Напиток из зерен кофе с древности считали лечебным, он успокаивал боли и повышал кровеносное давление. Сейчас его употребляют как укрепляющий напиток, при пониженном артериальном давлении и усталости [1–5].

Кофе играет важную роль в жизни человека, так как обладает тонизирующим эффектом и дает заряд бодрости. По статистике в день выпивается около двух миллиардов чашек кофе по всему миру [6].

Существует несколько видов кофе, самыми распространенными являются арабика и робуста. Арабика составляет 70 % от всего производимого в мире кофе. Арабика имеет нежный и тонкий вкус, данный сорт кофе имеет множество разновидностей, примерами которых являются: бурбон, мокко, типика. Робуста имеет крепкий и терпкий вкус, его добавляют в кофейные смеси для придания крепости напитку, также данный сорт кофе имеет разновидности: конильон, куи-лу, конженсис [7, 8].

Распространенным видом кофейного напитка является ароматизированный кофе, который впервые появился в начале 1970-х гг. в Европе. Для ароматизации используют разнообразные специи и пряности, ассортимент которых постепенно увеличивается [9, 10].

Необходимо отметить, что аромат кофе, так же, как и вкус, зависит от ряда технологических факторов, но главным образом от сорта и места произрастания кофе. Оптимальный вкус и аромат кофе может быть получен при смешивании зерен различных сортов с разной степенью обжаривания. Установлено, что при традиционном помоле и фасовке кофе теряется около 50 % ароматических веществ, однако сейчас существуют современные методы, сокращающие эти потери до 2 % [11].

Несмотря на тонизирующее и положительное действие кофе, необходимо сказать, что употребление больших объемов кофе с кофеином, более 450 мг в день, увеличивает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, а также невралгических нарушений [12].

Цель исследования – изучение влияния способов заваривания кофе на органолептические свойства и содержание экстрактивных веществ в напитке.

Задачи: получение напитка кофе с помощью традиционных методов заваривания в турке, кофеварке, настаиванием и с помощью высокотехнологичных интенсивных методов обработки в поле сверхвысокой частоты и ультразвуком; сравнение органолептических свойств полученных напитков; сравнение степени проведения экстракции кофе в зависимости от способа приготовления.

Материалы и методы . Материалом для изучения послужила кофейная смесь «Черная карта» – арабика и робуста, производства Африки и Азии соответственно, 2021 г. сбора. Степень обжарки средняя. Получали средний помол кофейные зерен с помощью мельницы «Вьюга».

Концентрация напитка была выбрана в количестве 10 г на 200 мл воды.

Использовались такие способы заваривания, как:

• -    образец 1: циркуляционный способ в капельной кофеварке KRUPS . Процесс заваривания проводился постепенным пропусканием капель перегретой воды сквозь пористый слой измельченного кофе. Заваривание длилось 2 мин 20 с;

• -    образец 2: нагревание в медной турке до температуры 100 °С, длилось в течение 6 мин 33 с, после закипания процесс нагревания прекращался;

• -    образец 3: нагревание в ковше из нержавеющей стали диаметром 15 см до температуры 100 °С, длилось в течение 2 мин 31 с, после закипания процесс нагревания прекращался;

• -    образец 4: нагревание в СВЧ-печи марки Midea мощностью 700 Вт и частотой тока

  2450 МГц до температуры 100 °С, длилось в течение 5 мин 28 с;

• -    образец 5: настаивание в горячей воде, полученной из кулера марки AquaWork, температурой 90 °С, с воздействием ультразвука в ультразвуковой ванне Elmasonic S15-Hс частотой волн 37 кГц в течение 6 мин [13];

• -    образец 6: настаивание в воде, полученной из кулера AquaWork , температурой 90 °С в течение 3 мин в теплоизолированной среде.

Для заваривания кофе использовалась вода из артезианской скважины № 11-99, глубиной 145 м, находящейся в г. Самара. Основной химический состав воды, мг/л: калий – 0,5–1,0; натрий – 6,0–12,0; магний – 6,0–14,0; кальций – 30,0–60,0; хлориды – 9,0–30,0; сульфаты – 80,0–90,0; гидрокарбонат – 30,0–90,0.

Для определения массовой доли экстрактивных веществ использовали метод высушивания по ГОСТ 32775-2014. Данный метод основан на извлечении экстрактивных веществ из навески анализируемого кофе. Массу извлеченных экстрактивных веществ после выпаривания воды определяли взвешиванием [14].

Количество растворимых сухих веществ определяли рефрактометрическим методом по ГОСТ ISO 2173-2013.

Для органолептической оценки вкуса и аромата кофе были привлечены 6 обученных респондентов в возрасте от 18 до 22 лет.

Результаты и их обсуждение. В результате заваривания кофе разными способами были получены образцы, которые отличались между собой как цветом, так и вкусом и ароматом. Цветовая палитра проб кофе представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Цвет проб кофе, приготовленных разными способами

Цвет проб варьировался в зависимости от способа заваривания кофе, от темно-коричневого до светло-коричневого. Насыщенный темный цвет наблюдался у образцов напитка, сваренного в СВЧ-печи (проба № 4) и в кофеварке (проба № 1). Наименьшей насыщенностью цвета обладает проба № 6, настаиваемая в ультразвуковой ванне. Другие образцы имели одинаковый цвет, не отличающийся насыщенностью.

Для определения вкуса были использованы профили – кислый, горький, вязкий, сладкий, соленый. Именно такие определения используются в органолептическом анализе кофе и чаще всего встречаются при анализе напитка [15]. Вкус оценивался респондентами по 10-балльной шкале. Данные по анализу представлены в диаграммах на рисунке 2.

Образец 1

Образец 2

Образец 3

Образец 5

Образец 4

Рис. 2. Органолептическая оценка вкуса

Ярко выраженный горький вкус был представлен у кофе, заваренного путем настаивания, и у кофе, приготовленного в кофеварке. Кислый вкус наблюдался у трех образцов в среднем значении 5 баллов. Такой показатель, как вязкость, практически не был выявлен респондентами и получил оценку 1 балл. Наиболее сбалансированный вкус имели образцы кофе, сваренного в турке, и кофе, сваренного в кофеварке.

По мнению экспертов, экстрактивность кофе сорта арабика-робуста должна составлять около 20–22 %, что обуславливает сбалансированный вкус [14]. Массовая доля экстрактивных веществ была определена методом высушивания и представлена на рисунке 3.

Наибольшее количество экстрактивных веществ было выделено из кофе, сваренного в СВЧ-печи, и кофе, сваренного на плите в ковше. Экстрактивность кофе, сваренного в кофеварке, составила 20,8 %, что наиболее приближено к литературным данным [14]. Следует отметить, что кофе, полученный методом настаивания, имеет меньшее количество экстрактивных веществ (16,6 %), при этом воздействие ультразвуком практически не оказало влияние на этот показатель.

Было определено количество растворимых сухих веществ в напитках рефрактометрическим методом. Результаты представлены на рисунке 4.

■ Образец 1   ■ Образец 2   ■ Образец 3   ■ Образец 4   ■ Образец 5   ■ Образец 6

1,8

1,6

1,4

1,2

0,8

0,6

0,4

0,2

Рис. 3. Массовая доля экстрактивных веществ

■ Образец 1   ■ Образец 2   ■ Образец 3   ■ Образец 4   ■ Образец 5   ■ Образец 6

Рис. 4. Массовая доля растворимых сухих веществ в образцах кофе

В растворимом виде в напиток переходит в среднем всего 1,0–2,0 % экстрактивных веществ. Наибольшее количество растворимых сухих веществ наблюдалось в кофе, сваренном в СВЧ (2,0 %), а также в кофе, полученном из кофеварки (1,9 %), этим обуславливается темный насыщенный цвет напитка. Меньше всего растворимых сухих веществ (1,0 %) обнаружено в кофе, заваренном методом настаивания и с использованием ультразвука. Можно отметить, что традиционный способ варки кофе на плите оказывает разное влияние на органолептические свойства и извлечение экстрактивных веществ в зависимости от используемой посуды – турки или ковша. Кофе, сваренный в турке, имеет более гармоничный вкус, но меньшее количество экстрактивных веществ, чем кофе, сваренный в ковше.

Заключение. По результатам проведенного исследования были получены образцы кофе, приготовленные традиционными способами и с воздействием поля СВЧ и ультразвука. Установлено, что все образцы имели разные органолептические свойства и количество экстрактивных веществ. Наиболее сбалансированный вкус имел кофе, сваренный на плите в турке и кофеварке KRUPS . Наиболее горьким был напиток, который настаивали в течение 3 мин в воде температурой 90 °С в теплоизолированной среде. Воздействие ультразвуком не повлияло на вкусовые показатели кофе и выход экстрактивных веществ. В то же время воздействие токов сверхвысокой частоты увеличило выход экстрактивных веществ в кофе 1,4 раза по сравнению с кофе, обработанным ультразвуком, а также повлияло на насыщенность цвета напитка.