5.2. Кава та кавові напої

5.2.1. К а в а н а т у р а л ь н а – смаковий продукт, що виготовляється з насіння вічнозеленого кавового дерева, специфічна цінність якого обумовлена наявністю в ньому алкалоїду кофеїну, ароматичних речовин і хлорогенових кислот.

Кава натуральна являє собою насіння (зерна) кавових рослин із роду Coffea (С.) Linney. Практичне застосування знайшли такі ботанічні види: Coffea Arabica Linney (Аравійська кава, або Арабіка); Coffea Canephora Pierre (Каніфора, або Робуста); Coffea Liberica Hiem (Ліберійська кава, або Ліберика). Поряд з цим виведено низку гібридів, таких як Coffea Ага-busta (гібрид видів Арабіка і Робуста), С. Timor та інші, що за врожайністю, стійкістю до морозів і різноманітних захворювань відносяться до перспективних.

За площею плантацій кава поступається лише чаю та какао. Кавове дерево є багаторічною рослиною, яка спроможна інтенсивно плодоносити протягом 25-30 років.

На світовий ринок каву постачають більше 60 країн Америки, Азії, Океанії, Африки та Австралія. США і країни Західної Європи закуповують у рік понад 3,5 млрд т кави. Особливо багато кави споживають американці – близько 50% виробленої у світі кави. Останнім часом на світовому ринку зросла питома вага поставок кави з африканських країн. Це пов'язано в основному зі збільшенням попиту на найдешевший вид кави – Робуста, який використовується для виробництва розчинної кави.

Більше половини світової продукції кави становлять зерна виду Arabica, які мають однорідний гарний зелений колір із синюватим або сіруватим відтінком. Довжина зерен цього виду кави 9-15мм, ширина – 8-10мм, товщина – 5-6мм. Культивують аравійське кавове дерево в Центральній Африці й Південній Америці.

Liberica – менш поширений вид кави, який культивують на західному узбережжі Африки. Зерна за зовнішнім виглядом нагадують зерна Арабіки, але є дещо крупнішіми.

Кавове дерево Robusta має дуже багато різновидів, у зв'язку з чим якість кави цього виду неоднакова – від низької до гарної. Зерна округлі, дрібні, жовтого кольору різних відтінків, з високим вмістом кофеїну. Робуста – найбільш врожайний вид кави, що культивується головним чином у Східній Африці.

Плід кавового дерева за своєю структурою є кістянкою, подібною за зовнішнім виглядом, розміром й забарвленням до великоплідних вишень. У плодовій м'якоті розміщуються дві плескато-опуклі зернини, притиснуті одна до одної плоскими боками. Зернина складається з ендосперму і маленького зародка. Сирі зерна кави в місцях виробництва зберігають не менше року, але не більше 10 років. Відомо, наприклад, що Аравійська кава з Ємену набуває найвищої якості після трьох років зберігання, Бразильська – після 8-10 років. У процесі зберігання відбувається ферментативне дозрівання зерен, що виявляється в зникненні трав'янистого смаку, характерного для напою з свіжозібраного врожаю, підвищенні екстрактивності готової кави й підсиленні кавового аромату. У теперішній час замість тривалого витримування застосовують спеціальну хімічну обробку насіння протягом 5-6 діб з метою прискореного їхнього дозрівання.

Хімічний склад кави. У розрахунку на суху речовину, сирі кавові зерна містять 32-36% екстрактивних речовин, які стабільно зберігаються протягом 7 та більше років за відповідних умов зберігання.

До складу сухої речовини кави входять такі основні компоненти, (%): кофеїн – 0,7-2,5; білкові речовини – 9-19,2; жири – 9,4-18; сахароза – 4,2-11,8; моноцукри – 0,17-0,65; клітковина – 32,5-33,5; пентозани – 5-7; дубильні речовини – 3,6-7,7; мінеральні речовини – 3,7-4,5; органічні кислоти (хлорогенова – 5,5-10,9; лимонна – 0,3; винна – 0,4; яблучна – 0,3, щавлева – 0,05; кавова – 0,2).

Кофеїн – найважливіший алкалоїд кавових зерен (крім нього, до алкалоїдів кави належать теобромін і теофілін). Кофеїн збуджує центральну нервову систему, прискорює дихання та обмін речовин, підвищує життєдіяльність усіх органів та ткани. Через серцевий м'яз він активує роботу серця, розширює кровоносні судини, покращує загальний кровообіг. Судини мозку навпаки звужуються, внаслідок чого кров'яний тиск не надовго підвищується. Щоденне вживання кави у великій кількості шкідливо впливає на всю систему кровообігу, призводить до розвитку гастриту, передчасного зношування серцевого м'яза, порушення сну та нервових розладів.

У процесі зберігання кави вміст кофеїну в зернах не змінюється. Цей факт відіграє дуже важливу роль при оціннюванні якості сировини і встановленні технічних вимог на неї. Кофеїн має гіркуватий смак, проте, практично не впливає на смак кавового напою. Помилково пов'язувати гіркоту кави з великою кількістю кофеїну й навпаки.

Різні види кави характеризуються таким вмістом кофеїну (у перерахунку на суху речовину), %: Аравійська 0,6-1,2; Робуста 1,8-3,0; Ліберійська 1,2-1,5. Вміст кофеїну в зернах значною мірою змінюється також залежно від сорту кави. Як правило, вищі сорти характеризуються зниженим вмістом кофеїну, а низькосортний африканський вид Робуста може накопичувати до 3,2 % кофеїну. Крім кави, кофеїн міститься також у чайному листі, какао-бобах, горіхах кола.

Вміст білкових речовин (13-15%) неоднаковий для окремих ботанічних видів і сортів кави. Аравійська кава бідніша на білки, ніж Робуста. Внутрішньосортові коливання кількості білків не перевищують 2%. У білковому складі кави виявлено 20 вільних амінокислот, кількість яких при зберіганні кави практично не змінюється. Встановлено, що кава вищого сорту відрізняється більш високим вмістом вільних амінокислот порівняно з кавою 1-го сорту.

Вміст жирів (кавової олії) в кавових зернах піддається істотним міжвидовим і внутрішньовидовим коливанням: від 4 до 14%. Найнижчий вміст жирів в індійських сортах кави. У кавовій олії на частку ненасичених жирних кислот припадає 51,9-57,3%, у їх числі переважає лінолева кислота (37,2-45,6%). Якісний склад жирних кислот у кавовій олії із зерен кави різних видів і різновидів є ідентичним.

Вуглеводи кави, зокрема, цукри, істотно впливають на смакові властивості напою. Найвищою цукристістю відрізняється кава Арабіка (7%). Вміст цукрів у процесі зберігання кави незначно знижується.

Клітковина, що становить 1/3 сухих речовин кавових зерен, є одним із найбільш стабільних компонентів. Окремі види й сорти кави практично не відрізняються між собою за вмістом клітковини.

Фенольні сполуки кави представлені дубильними речовинами (танін, катехін тощо) і хлорогеновими кислотами. Дубильні речовини кави обумовлюють гіркоту напою. Більш гіркий смак кави Робуста пояснюється тим, що в її зернах накопичується в середньому на 2-3% більше фенольних сполук, ніж в Аравійській каві.

З мінеральних речовин у каві присутні калій, кальцій, фосфор, залізо.

Технологічний процес виробництва смаженої кави. Якість кавового напою значною мірою залежить від первинної переробки кавових плодів, яка здійснюється безпосередньо на плантаціях і складається з двох основних операцій – відділення зерна від плодової м'якоті й оболонок та сушіння. Завершується первинна обробка кави на фабриках і оптових складах, де сортують, полірують, змішують різноманітні сорти зерна для одержання потрібного стандарту.

Загальна схема промислового виробництва смаженої кави складається з таких операцій:

- підготовка сировини, що включає видалення із зерен сторонніх домішок;

- обсмажування сирих зерен за температури 160-220°С протягом 14-60хв. до одержання коричневих, легкорозламуваних зерен з виразним кавовим смаком і ароматом;

- охолодження зерен до 40-50°С;

- розмелювання обсмаженої кави на валкових верстатах або мірошницьких жорнах з наступним просіюванням й фасуванням.

Обсмажування кави супроводжується значним (на 30-40%) збільшенням об’єму зерен. Чим менший об’єм сирих зерен, тим помітніше вони збільшуються під час обсмажування. Маса зернини при цьому зменшується на 13-21%, що обумовлено випаровуванням води й розщепленням органічних сполук з утворенням летких речовин. Для формування смаку кави з усіх компонентів його складу найбільше значення мають дубильні речовини, кислоти, особливо хлорогенова і продукти її розщеплення, а також продукти карамелізації цукрів.

Масова частка кофеїну у смажених зернах значно більша, ніж у сирих, через зниження вологості й збільшення частки сухих речовин.

Всі компоненти хімічного складу кави, що утворюються при термічній обробці, реагуючи між собою, дають кафеоль – складний комплекс сполук (в основному летких), який обумовлює неповторний аромат смаженої кави. Загальний вміст ароматичних речовин у смаженій каві коливається від 0,055 до 1,5% і залежить від виду сировини; режиму обсмажування й охолодження; часу, що пройшов з моменту термічної обробки; способу упакування і умов зберігання. У будь-якому випадку смажена кава швидко втрачає аромат.

Асортимент натуральної смаженої кави формується залежно від ботанічного виду, торгового найменування та якості сировини:

- у зернах – вищого та 1-го сортів;

- мелена – вищого, 1-го та 2-го сортів;

- мелена кава «по-турецьки» вищого сорту;

- мелена кава з цикорієм вищого, 1-го та 2-го сортів.

Каву натуральну смажену вищого сорту в зернах виготовляють із кавових зерен вищого сорту ботанічного виду Арабіка одного з торгових найменувань зеленої кави: Індійська Плантейшн, Колумбійська, Мексиканська, Нікарагуанська, Ефіопська та ін.

Каву натуральну смажену першого сорту в зернах виготовляють із кавових зерен першого сорту ботанічних видів Арабіка чи Робуста одного з торгових найменувань зеленої кави: Бразильська Сантос, В'єтнамська АрабІка, Індійська Арабіка Черрі, Індійська Робуста Черрі та інших, рівноцінних їм.

Каву натуральну мелену вищого сорту виготовляють з кавових зерен вищого сорту Арабіка одного з торгових найменувань зеленої кави: Індійська Плантейшн, Колумбійська, Мексиканська, Нікарагуанська, Ефіопська та інших видів, рівноцінних їм або їх суміші.

Каву натуральну мелену першого сорту одержують із кавових зерен першого сорту Арабіка чи Робуста одного з торгових найменувань зеленої кави: Бразильська Сантос, В'єтнамська Арабіка, Індійська Арабіка Черрі, Індійська Робуста Черрі та інших, рівноцінних їм або їх суміші.

Каву натуральну мелену другого сорту виробляють з натуральних кавових зерен ботанічного виду Робуста одного з торгових найменувань зеленої кави: Ангольська, В'єтнамська, Мадагаскарська, Індійська, Індонезійська, Лаоська, Танзанійська та ін., рівноцінних їм або їх суміші.

Натуральну смажену каву вищого сорту мелену з цикорієм виробляють з натуральної смаженої кави меленої вищого сорту – не менше 60%, натуральної смаженої меленої кави першого сорту – не більше 20% та цикорію – не більше 20%.

Для одержання натуральної смаженої кави меленої з цикорієм першого чи другого сортів використовують не менше 80% натуральної смаженої меленої кави, відповідно, першого чи другого сортів і не більше 20% цикорію.

Останнім часом серед споживачів набуває поширення кава без кофеїну. Для її одержання кавові зерна піддають декофеїнізації, яка полягає у обробці кавових зерен гострою парою та розчинником кофеїну – хлористим метиленом з подальшим видаленням розчинника та висушуванням зерен. Хлористий метилен на сьогоднішній день є найпоширенішим розчинником кофеїну, оскільки є активним, летким й таким, що легко піддається утилізації.

Якість смаженої кави оцінюють за органолептичними, фізико-хімічними показниками та показниками безпеки. При оцінці якості кави особливе значення надають результатам органолептичної оцінки напою – кавового екстракту.

Органолептичні показники: зовнішній вигляд, забарвлення зерен або порошку, їх аромат (у сухому продукті та екстракті) і смак (лише у екстракті).

Зовнішній вигляд для кави смаженої в зернах: вищий сорт – зерна рівномірно обсмажені до коричневого кольору різної інтенсивності; першій сорт – припустима наявність 6% зерен більш темно- або світло-коричневого кольору; для кави меленої – порошок коричневого кольору з включенням тонких золотистих оболонок кавових зерен.

Смак і аромат кави вищого сорту – добре виражені; для 1-го – припустимі слабовиражені. Гіркуватий або кислуватий присмак характерні для певного ботанічного сорту і не є ознакою низької якості кави. Неприпустимі землистий, пліснявий запахи, пекучий, підгорілий, кислий смаки.

Фізико-хімічні показники: вологість ( не більше 4%); зольність; кількість екстрактивних речовин; вміст кофеїну (не менше 0,7% у натуральній каві; 0,6% – у каві з добавками); крупність помелу; наявність металодомішок (до 5 мг на 1кг), масова частка сторонніх домішок (у зернах вищого сорту – 0,02-0,09%, 1-го – 0,1-0,25, 2-го – 0,25-0,55%), масова частка дефектних зерен в каві вищого сорту не повинна перевищувати 2,5-5,5%, 1-го – 6,5-8, 2-го – 11-15%. До дефектних кавових зерен відносять: зерна чорні та напівчорні; зерна ламані розміром менше половини нормального зерна; зерна розчавлені з широко розкритою борозенкою, пошкоджені сільськогосподарськими шкідниками (з одним великим або кількома маленькими отворами); погано очищені зерна; пошкоджені самозігріванням; зерна дрібні, зморщені, пустотілі.

Спеціальні служби санітарного нагляду МОЗ виконують аналіз на вміст токсинів, пестицидів, важких металів (ртуть, миш’як, кадмій, свинець), афлатоксинів, радіонуклідів.

5.2.2. К а в а р о з ч и н н а – це висушений до порошкоподібного стану екстракт натуральної смаженої кави. Її використовують не лише для швидкого приготування кавового напою, але й в якості добавкі при виробництві деяких кондитерських чи алкогольних виробів. Розчинна кава має приємний, але менш виразний, ніж у свіжообсмажених зерен кави, смак і аромат, підвищену тонізуючу дію й можливість розчинятися у воді без осаду. Проте, оскільки розчинна кава через високий вміст кофеїну (3,5-4,0%) та глюкозидів викликає збудження серцево-судинної системи та подразнення шлунково-кишкового тракту, її споживання повинно бути обмеженим.

Для виробництва розчинної кави використовують в основному каву натуральну 1-го і 2-го сортів. Кава вищого сорту, як правило, не використовується за низької екстрактивності та невисокого виходу готової продукції. Перевагу надають каві Робуста 2-го сорту, в якій вміст екстрактивних речовин та кофеїну значно вищій, ніж в Робусті 1-го сорту та у всіх сортів кави Арабіка. Робуста 2-го сорту дає грубий, неароматний напій з високим вмістом кофеїну.

Технологія виготовлення розчинної кави складається з таких стадій:

-    очищення зерен сирої кави;

-    обсмажування зерен в барабанах при поступовому підвищенні температури від 100°С до 220°С. Наприкінці обсмажування зерна зволожують до вологості 6-7%, для уникнення утворення при подальшому подрібненні кавового пилу, якій перешкоджав би екстракції;

-    подрібнення зерен на крупинки-гранули розміром 1,5-2 мм ;

-    водна екстракція гранульованої смаженої кави під тиском за умови поступового зростання температури від 70°С до 180°С протягом 3-4 год. до вмісту сухих речовин 28-30%;

-    фільтрування та охолодження водного екстракту до 15-17°С;

-    висушування екстракту у потоці повітря температурою близько 270°С. Найпоширенішого застосування знайшов метод сушіння у розпилювальних сушарках;

-    охолодження сухого екстракту повітрям температурою 20°С та відносною вологістю 40%.

Дослідження свідчать, що аромат розчинної кави найбільше втрачається під час екстрагування й сушіння. Число ароматичності смаженої кави – 0,60, кавового екстракту – 0,43, готового висушеного порошку – 0,32.

В цілому асортимент розчинної кави формується зовнішнім виглядом частинок:

- порошкоподібна;

- агломерована (гранули);

- сублімована. Під час сублімаційного сушіння екстракту максимально зберігаються ароматичні та смакові властивості натуральної кави, проте поширення цього методу стримується з економічних міркувань.

Якість розчинної кави повинна задовольняти вимогам, встановленим нормативно-технічною документацією.

За органолептичними показниками розчинна кава повинна мати вигляд дрібнозернистого порошку коричневого кольору, із своєрідними, властивими натуральній каві, смаком і ароматом.

Фізико-хімічні показники: вологість – не більше 4%, але протягом гарантійного терміну зберігання припустиме її підвищення до 6%; розчинність у воді – повна (у воді температурою 70°С – за 30с, 20°С – за 3хв); pH напою – не менше 4,7; масові частки: кофеїну – не менше 2,8%, металодомішок – не більше 2 мг/кг, загальної золи – не більше 10%.

Термін зберігання натуральної розчинної кави – не більше 8 місяців з дня виробництва.

5.2.3. К а в о в і н а п о ї – це порошкоподібні суміші, приготовлені з хлібних злаків, цикорію, жолудів, насіння бобових, горіхоплідних, ядер плодових кісточок, какао-вели (оболонки какао-бобів), шипшини й інших подібних видів сировини, обсмажених, розмелених і змішаних згідно із затвердженими рецептурами, із додаванням або без додавання натуральної кави.

За смаком ці напої нагадують каву завдяки утворенню в процесі обсмажування рослинної сировини летких ароматичних і смакових речовин, подібних до компонентів кафеолю. Наприклад, при обсмажуванні коренів цикорію утворюється ефірна олія – цикореоль (0,08-0,10%), що надає смаженому цикорію аромат, близький до аромату смаженої кави. Продукти карамелізації цукрів надають обсмаженому цикорію гіркоти, подібної до гіркоти обсмажених кавових зерен.

Постійними компонентами більшості рецептур кавових напоїв є ячмінь і жолуді. Завдяки високому вмісту в них вуглеводів і дубильних речовин (в жолудях – до 11%), напої набувають приємної терпкості, яка подібна до злегка в'язкого смаку деяких видів кави.

Залежно від рецептури кавові напої відносять до одного з трьох видів:

- напої, що містять натуральну каву;

-    напої, що містять цикорій без додавання натуральної кави;

- напої, що не містять натуральної кави і цикорію.

Розчинні кавові напої являють собою висушений до порошкоподібного стану екстракт, отриманий з одно-, дво- або багатокомпонентної обсмаженої рослинної сировини, призначений для приготування швидкорозчинних напоїв.

Для виробництва розчинних кавових напоїв використовують цикорій сушений, ячмінь і жито продовольчі, каву натуральну мелену вищого, 1, 2-го сортів. Головна відмінність виробництва розчинних кавових напоїв від виробництва розчинної кави полягає в одержанні екстракту меншої екстрактивності (вміст сухих речовин 24% проти 28-30% у розчинній каві). Це викликано високим вмістом крохмалю в екстрактах із сумішей, до складу яких входить ячмінь, а отже, збільшенням в'язкості розчину.

Залежно від виду сировини випускають напої таких найменувань: Цикорій розчинний, Новина, Бадьорість, Львівський, Марія, Літній.

Концентровані швидкорозчинні кавові напої відносяться до групи консервованих кавових продуктів, які останнім часом набули широкого розповсюдження.

Рідка швидкорозчинна кава виробляється на базі первинного, свіжого і відфільтрованого екстракту кави з вмістом водорозчинних сухих речовин 23-27% з наступним додаванням до нього сухого молока, цукру, консервантів та інших інгредієнтів залежно від виду упаковки і призначення кінцевої продукції.

Концентрована швидкорозчинна кава виробляється частковим згущенням первинного екстракту кави до масової частки сухих речовин 40-50% з наступним додаванням до нього інших інгредієнтів.

Якість кавових напоїв оцінюють за зовнішнім виглядом, смаком, ароматом, вологістю (при випуску – не більше 5%, при зберіганні протягом гарантійного терміну – до 7%), зольністю (не більше 5,5%), кількістю екстрактивних речовин (для напоїв першого типу – не менше 30%, другого – не менше 35%, третього – не менше 20%), ступенем помелу і наявністю домішок (у т. ч. метало домішок – не більше 5 мг/кг).

Кавові напої, виготовлені з застосуванням кави вищого сорту, повинні являти собою міцний настій з тонким, ніжним ароматом, приємним смаком з характерними відтінками (гіркуватим, кислуватим, легким хлібним присмаком).

Напої з кавою 1-го сорту характерні достатньою міцністю настою, приємним гіркувато-в'язким смаком з кислуватим відтінком, але невиразним ароматом.

Напої, виготовлені з застосуванням кави 2-го сорту мають різкий, грубий смак, слабкий аромат та недостатньо міцний настій.

Упакування та зберігання. Каву та кавові напої упаковують в пакети з металізованої плівки, щільні паперові коробки чи пакети з вкладками з фольги або пергаментного паперу масою від 50 до 250г, а також у металічні, скляні банки 50-200 г.

Зберігають у сухих приміщеннях з відносною вологістю повітря не більше 75%. Гарантійні терміни: від 6 до 18 міс. в залежності від виду напою и способу пакування. Проте, терміни зберігання кави обумовлюються умовами контракту, й можуть тривати до 2р., залежно від виду паковання.