咖啡豆
咖啡豆
咖啡豆是 Coffea 植物的种子，也是咖啡的来源。它是通常称为樱桃的红色或紫色水果内的凹坑。就像普通的樱桃一样，咖啡果也是所谓的核果。即使从技术上讲不是咖啡豆，但由于它们与真正的咖啡豆相似，因此被称为咖啡豆。那些水果;咖啡樱桃或咖啡浆果，最常见的是包含两块平整的石头。一小部分樱桃仅包含一个种子，而不是通常的两个。这被称为“豌豆”。豌豆仅在10％到15％的时间内出现，这是一个非常普遍的看法（至今尚未得到科学证明），认为它们比普通咖啡豆更具风味。像巴西坚果（一种种子）和白米一样，咖啡豆主要由胚乳组成。
咖啡植物中两个最经济重要的品种是阿拉伯咖啡和罗布斯塔咖啡；全球生产的咖啡中约60％为阿拉伯咖啡，约40％为罗布斯塔咖啡。阿拉比卡咖啡豆包含0.8–1.4％的咖啡因，罗布斯塔咖啡豆包含1.7–4％的咖啡因。咖啡是世界上消费最广泛的饮料之一，咖啡豆是一种主要的经济作物，也是一种重要的出口产品，占某些发展中国家外汇收入的50％以上。
含量
- 1历史记录
- 1.1重要日期
- 1.2分布
- 2词源
- 3咖啡植物
- 3.1加工
- 4组成
- 4.1非挥发性生物碱
- 4.2蛋白质和氨基酸
- 4.3碳水化合物
- 4.4脂质
- 4.5非挥发性绿原酸
- 4.6挥发性化合物
- 5引用
- 6外部链接
- 1.1重要日期
- 1.2分发
- 3.1加工
- 4.1非易失性生物碱
- 4.2蛋白质和氨基酸
- 4.3碳水化合物
- 4.4脂质
- 4.5非挥发性绿原酸
- 4.6挥发性化合物
历史
根据传说，埃塞俄比亚的山羊牧民卡尔迪发现了一种咖啡植物，他观察到山羊食用咖啡豆后身体活动增加。
重要日期
- 第一家咖啡植物在也门山区被发现。然后到1500年，它通过也门的摩卡港口出口到世界其他地方。
- 印度的第一种植（Chikmagalur）– 1600
- 欧洲的第一种植（也是东非/阿拉伯以外的首次种植– 1616
- 爪哇的首次种植– 1699
- 加勒比地区（古巴，古巴（海地和多米尼加共和国），牙买加，波多黎各）的首次种植多哥（Rico）– 1715–1730
- 在南美的首次种植– 1730
- 在荷属东印度群岛的首次种植– 1720
- 这些植物首先在美洲引入大约在1723年。
- 最早在零售市场（匹兹堡）上出售的烤咖啡豆– 1865年
- 在1950年代开发的重要喷雾干燥技术与冷冻干燥一起被用来生产速溶咖啡
分销
巴西的咖啡产量占世界咖啡出口总量的45％，其中大部分来自巴西。美国进口的咖啡比其他任何国家都要多。截至2015年，美国人每天消费约4亿杯咖啡，使美国成为世界上主要的咖啡消费国。
咖啡植物生长在北回归线和摩ri座之间的特定区域，
词源
牛津英语词典表明，欧洲语言通常似乎取自土耳其语 kahveh ，大约是1600年，也许是通过意大利的caffè。阿拉伯语 qahwah 的土耳其语发音为 kahveh ，是输液或饮料的名称；阿拉伯词典编纂者说，它最初的意思是“葡萄酒”或某种类型的葡萄酒，是动词词根“ qahiya ”的衍生词，“没有胃口”。另一个常见的理论是，该名称来源于该物种可能起源的埃塞俄比亚卡法省。
咖啡植物
咖啡树的平均面积为5-10 m（16-33） ft）的高度。随着树木的变老，它的树枝越来越少，并且结出更多的叶子和果实。
咖啡植物成排成行，相距数英尺。一些农民在他们周围种果树，或者在山坡上种咖啡，因为他们需要特殊的条件才能蓬勃发展。理想情况下，阿拉比卡咖啡豆的生长温度在15至24°C（59至75°F）之间，而罗布斯塔咖啡的生长温度在24–30°C（75–86°F）之间，并且可容纳150至300厘米（59至118英寸）年降雨量。在果实发育的季节开始时需要大雨，而在果实成熟的季节则需要少雨。
两个供食用的鲜为人知的物种是 Coffea liberica 和 Coffea racemosa 。
加工
成熟时，几乎总是使用“选择性采摘”（仅摘下成熟的水果）或“剥离采摘”（其中一次将所有水果从肢体上摘除）进行手工采摘。这种选择性采摘使种植者有理由给咖啡指定某种规格，称为“樱桃红”（OCR）。在极少数情况下，亚洲灵猫会食用浆果并排泄豆类。这些咖啡豆称为 kopi luwak ，可以进一步加工成稀有且昂贵的咖啡。
主要使用两种方法来加工咖啡豆。历史上通常是在中美洲和非洲地区进行第一“湿”或“洗”过程。将樱桃的果肉与种子分离，然后将种子发酵-浸入水中约两天。这软化了粘液，粘液是仍然附着在种子上的粘果肉残渣。然后将该粘液用水洗掉。
“干式加工”方法更便宜，更简单，过去曾在巴西和非洲大部分地区用于质量较低的豆类，但现在做得好的话就显得特别有价值。将树枝和其他异物从浆果中分离出来，然后将果实在阳光下在混凝土，砖块或高架床上铺开2-3周，定期翻动使其均匀干燥。
组成
术语“生咖啡豆”是指未烘焙的成熟或未成熟的咖啡豆。这些已通过湿法或干法处理以除去外浆和粘液，并且在外表面上具有完整的蜡层。不成熟时，它们是绿色的。成熟后，它们的颜色为棕色至黄色或微红色，通常每干咖啡豆重300至330毫克。绿色咖啡豆中的非挥发性和挥发性化合物（例如咖啡因）可以阻止许多昆虫和动物食用它们。此外，当烘烤咖啡豆时，非挥发性化合物和挥发性化合物都有助于咖啡豆的风味。非挥发性含氮化合物（包括生物碱，松果碱，蛋白质和游离氨基酸）和碳水化合物对于产生烘焙咖啡的全部香气及其生物学作用至关重要。自2000年代中期以来，绿咖啡提取物已作为营养补品出售，并已对其绿原酸含量，脂解作用和减肥特性进行了临床研究。
非挥发性生物碱
咖啡因（1,3,7-三甲基黄嘌呤）是绿色和烘焙咖啡豆中最常见的生物碱。咖啡因的含量为干生咖啡豆重量的1.0％至2.5％。咖啡因的含量在生咖啡豆成熟期间不会改变。可以发现茶碱，可可碱，对黄嘌呤，游离碱和甲基游离碱的浓度较低。茶碱是绿茶中存在的一种生物碱，茶碱的浓度在焙烤过程中会降低，通常在230°C（446°F）时约15分钟，而其他大多数生物碱的浓度不变。咖啡因在水中的溶解度随着温度的升高和绿原酸，柠檬酸或酒石酸的添加而增加，所有这些都存在于生咖啡豆中。例如，室温下1 g（0.035 oz）咖啡因可溶于46 ml（1.6 US fl oz）的水中，在80°C（176°F）时可溶于5.5 ml（0.19 US fl oz）的水中。黄嘌呤生物碱无味，但在水中有苦味，被生咖啡中存在的有机酸掩盖。
Trigonelline（ N -烟酸甲酯）是衍生物不像咖啡因那么苦的维生素B6。在生咖啡豆中，含量在0.6％至1.0％之间。在230°C（446°F）的烘烤温度下，8％的藜芦啉被降解为烟酸，在烘烤的豆子中留下少量未改变的分子。
蛋白质和氨基酸
蛋白质占干生咖啡豆的8％至12％。大多数蛋白质属于11-S存储类型（α-成分为32 kDa，β-成分为22 kDa），其中大多数在生咖啡豆成熟过程中会降解为游离氨基酸。此外，11-S贮藏蛋白在焙烧温度下被降解成它们的单个氨基酸，因此由于产生美拉德反应产物而成为苦味成分的另一来源。高温，高氧气浓度和低pH值会将生咖啡豆的11-S存储蛋白降解为低分子量的肽和氨基酸。在有机酸例如绿原酸及其衍生物的存在下，降解被加速。其他蛋白质包括酶，例如过氧化氢酶和多酚氧化酶，对生咖啡豆的成熟很重要。成熟的咖啡包含游离氨基酸（4.0毫克氨基酸/克罗布斯塔咖啡和最多4.5毫克氨基酸/克阿拉比卡咖啡）。在阿拉伯咖啡中，丙氨酸是最高浓度的氨基酸，即1.2 mg / g，其次是天冬酰胺0.66 mg / g，而在 C中。罗布斯塔，丙氨酸的含量为0.8 mg / g，天冬酰胺的含量为0.36 mg / g。新鲜生咖啡豆中的游离疏水氨基酸导致令人不愉快的味道，使得不可能用这种化合物制备理想的饮料。在来自秘鲁的新鲜生咖啡中，这些浓度已确定为：异亮氨酸81 mg / kg，亮氨酸100 mg / kg，缬氨酸93 mg / kg，酪氨酸81 mg / kg，苯丙氨酸133 mg / kg。在坦桑尼亚的生咖啡豆中，γ-氨基丁酸（一种神经递质）的浓度测定为143 mg / kg至703 mg / kg。烘焙过的咖啡豆不含任何游离氨基酸。生咖啡豆中的氨基酸在烘烤温度下会降解为美拉德产物（糖的醛基和氨基酸的α-氨基之间的反应产物）。此外，二酮哌嗪类，例如环（脯氨酸-脯氨酸），环（脯氨酸-亮氨酸）和环（脯氨酸-异亮氨酸）是从相应的氨基酸生成的，并且是烘焙咖啡苦味的主要来源。二酮哌嗪的苦味在每升水约20 mg时是可以察觉的。浓缩咖啡中二酮哌嗪的含量约为20至30 mg，这是其苦味的原因。
碳水化合物
碳水化合物占生咖啡豆干重的约50％。生咖啡的碳水化合物部分主要由多糖（如阿拉伯半乳聚糖，半乳甘露聚糖和纤维素）组成，导致生咖啡的无味风味。阿拉伯半乳聚糖占生咖啡豆干重的17％，分子量为90 kDa至200 kDa。它由与β-1-3连接的半乳聚糖主链组成，侧链上经常有阿拉伯糖（戊糖）和半乳糖（己糖）残基，通过刺激细胞的细胞防御系统（Th-1应答）而具有免疫调节特性。身体。成熟的棕色至黄色咖啡豆在多糖的侧链上含有较少的半乳糖和阿拉伯糖残基，这使该绿色咖啡豆更能抵抗物理分解，并且不易溶于水。咖啡中阿拉伯半乳聚糖的分子量高于大多数其他植物，与分子量较低的阿拉伯半乳聚糖相比，改善了消化道的细胞防御系统。游离的单糖存在于成熟的棕色至黄绿色咖啡豆中。单糖的游离部分含有高达9000 mg / 100g的阿拉伯咖啡生豆蔗糖（葡萄糖-果糖），罗布斯塔咖啡中的蔗糖含量较低，即4500 mg / 100g。在阿拉伯咖啡生咖啡豆中，游离葡萄糖的含量为30至38 mg / 100g，游离果糖为23至30 mg / 100g；游离半乳糖35 mg / 100g和甘露醇50mg / 100g干咖啡豆。甘露醇是一种强大的清除自由基的羟基自由基，清除自由基是在生物膜中的脂质过氧化过程中产生的。
脂质
在生咖啡中发现的脂质包括：亚油酸，棕榈酸，油酸，硬脂酸，花生酸，二萜，甘油三酸酯，不饱和长链脂肪酸，酯和酰胺。干燥的生咖啡中脂质的总含量为11.7至14 g / 100 g。脂质存在于生咖啡豆的表面和内部基质中。在表面上，它们包括具有与脂肪酸（不饱和C6至C24）的酰胺键的羧酸5-羟基色胺的衍生物，占总脂质含量的3％或1200至1400微克/克干生咖啡豆。这些化合物在咖啡豆表面形成蜡状覆盖物（200至300 mg脂质/ 100 g干生咖啡豆），保护内部基质免受氧化和昆虫侵害。此外，这些分子由于其化学结构而具有抗氧化活性。内部组织的脂质为甘油三酸酯，亚油酸（占总游离脂质的46％），棕榈酸（占总游离脂质的30％至35％）和酯。阿拉比卡咖啡豆比罗布斯塔咖啡豆（9.8至10.7 g脂质/ 100 g干生咖啡豆）的脂质含量更高（13.5至17.4 g脂质/ 100 g干生咖啡豆）。二萜的含量约为脂质部分的20％。生咖啡中发现的二萜类化合物包括Cafestol，Kahweol和16-O-甲基cafestol。这些二萜中的一些已在体外实验中显示，可以保护肝脏组织免受化学氧化作用。在来自生咖啡豆的咖啡油中，二萜被饱和的长链脂肪酸酯化。非挥发性绿原酸
绿原酸属于称为酚酸的一组化合物，它们是抗氧化剂。阿拉伯咖啡干燥的生咖啡豆中绿原酸的含量为65 mg / g，罗布斯塔咖啡的生豆中的绿原酸含量为140 mg / g，这取决于收获的时间。在烘焙温度下，超过70％的绿原酸被破坏，在烘焙咖啡豆中残留的残留物少于30 mg / g。与生咖啡相比，绿茶平均含有85 mg / g的多酚。这些绿原酸可能是有价值的，廉价的抗氧化剂来源。绿原酸是包含咖啡酸，阿魏酸和3,4-二甲氧基肉桂酸的同源化合物，它们通过酯键连接至奎宁酸的羟基。绿原酸的抗氧化能力比抗坏血酸（维生素C）或甘露醇（一种选择性的羟基自由基清除剂）更有效。绿原酸在低浓度（例如50 mg / l的水）中具有苦味。在1 g / l水的较高浓度下，它们会有酸味。绿原酸增加咖啡因的溶解度，并且是重要的味觉调节剂。
挥发性化合物
生咖啡豆的挥发性化合物包括短链脂肪酸，醛和含氮芳香剂分子，例如吡嗪的衍生物（绿色-菊苣-土臭味）。简而言之，与烘焙咖啡相比，这种挥发性化合物导致生咖啡的气味和味道较差。星巴克通过主要从绿豆中分离出咖啡因，但实际上并未从豆中使用浸泡液的工艺来制造绿豆清爽剂，从而获得了商业上的成功。许多消费者尝试通过将生咖啡豆浸入热水中来创建生豆“提取物”。通常，建议的浸泡时间（20分钟至1小时）会提取过多的咖啡因，以提供令人愉悦的味道。 12分钟或更短的浸泡时间提供了一种更可口的液体，可以用作饮料的基础，与仅使用分离的咖啡因提取物相比，该饮料含有更多的营养成分和更少的咖啡因。产生的碱性原料可以与酸性或水果味的提取物搭配使用，可以添加或不添加甜味剂，以掩盖提取物类似蔬菜的味道。
烘焙生咖啡豆时，会生成具有典型咖啡香气的其他分子，这些分子在新鲜生咖啡中不存在。在烘烤过程中，大部分难闻的挥发性化合物被中和。不幸的是，生咖啡中存在的其他重要分子，例如抗氧化剂和维生素被破坏了。已鉴定出对人有恶臭的挥发性化合物，包括乙酸（辛辣，难闻的气味），丙酸（酸牛奶或黄油的气味），丁酸（腐臭黄油的气味，存在于生咖啡中的浓度为2 mg / 100） g咖啡豆），戊酸（令人不愉快的水果味，在生咖啡豆中以40毫克/ 100克的咖啡豆形式存在），己酸（脂肪酸味），庚酸（脂肪味），辛酸（排斥性油性腐臭味） ）;壬酸（轻微的坚果样脂肪气味）；癸酸（难闻的气味），以及此类脂肪酸的衍生物– 3-甲基-戊酸（酸，绿色-皮脂状，难闻的气味），乙醛（即使高度稀释也具有刺激性的气味，即使在干燥的绿色咖啡豆中也存在）浓度约为5 mg / kg），丙醛（对呼吸系统有窒息作用，穿透性令人讨厌），丁醛（令人讨厌的作用，以2至7 mg / kg的干生咖啡豆存在）或戊二醛（非常令人反感） ）。
