Chicco di caffè

Un chicco di caffè è un seme della pianta Coffea e la fonte del caffè. È il nocciolo all'interno del frutto rosso o viola spesso indicato come una ciliegia. Proprio come le normali ciliegie, anche il frutto del caffè è un cosiddetto frutto a nocciolo. Anche se i chicchi di caffè non sono tecnicamente chicchi, vengono indicati come tali a causa della loro somiglianza con i veri chicchi. I frutti; ciliegie o bacche di caffè, più comunemente contengono due pietre con i loro lati piatti insieme. Una piccola percentuale di ciliegie contiene un solo seme, invece dei soliti due. Questo è chiamato "peaberry". Il mirtillo si presenta solo tra il 10% e il 15% delle volte, ed è una convinzione abbastanza comune (ma scientificamente non provata) che abbiano più sapore dei normali chicchi di caffè. Come le noci del Brasile (un seme) e il riso bianco, i chicchi di caffè sono costituiti principalmente da endosperma.

Le due varietà di pianta del caffè più importanti dal punto di vista economico sono l'Arabica e la Robusta; ~ 60% del caffè prodotto nel mondo è Arabica e ~ 40% è Robusta. I chicchi di Arabica contengono lo 0,8–1,4% di caffeina ei fagioli Robusta l'1,7–4% di caffeina. Poiché il caffè è una delle bevande più consumate al mondo, i chicchi di caffè rappresentano un importante raccolto da reddito e un importante prodotto di esportazione, rappresentando oltre il 50% dei guadagni in valuta estera di alcuni paesi in via di sviluppo.

Sommario

• 1 Storia
  • 1.1 Date significative
  • 1.2 Distribuzione
• 2 Etimologia
• 3 Pianta del caffè
  • 3.1 Lavorazione
• 4 Composizione
  • 4.1 Alcaloidi non volatili
  • 4.2 Proteine ​​e amminoacidi
  • 4.3 Carboidrati
  • 4.4 Lipidi
  • 4.5 Acidi clorogenici non volatili
  • 4.6 Composti volatili
• 5 Riferimenti
• 6 Collegamenti esterni

• 1.1 Date significative
• 1.2 Distribuzione

• 3.1 Elaborazione

• 4.1 Alcaloidi non volatili
• 4.2 Proteine ​​e amminoacidi
• 4.3 Carboidrati
• 4.4 Lipidi
• 4.5 Acidi clorogenici non volatili
• 4.6 Composti volatili

Storia

Secondo la leggenda, il La pianta del caffè è stata scoperta in Etiopia da un pastore di capre di nome Kaldi, che ha osservato un aumento dell'attività fisica nelle sue capre dopo aver consumato i chicchi di caffè.

Date significative

• La prima pianta del caffè è stato trovato nelle montagne dello Yemen. Poi nel 1500 fu esportato nel resto del mondo attraverso il porto di Mocha, Yemen.
• Prima coltivazione in India (Chikmagalur) - 1600
• Prima coltivazione in Europa (anche prima coltivazione al di fuori dell'Africa orientale / Arabia) - 1616
• Prima coltivazione a Giava - 1699
• Prima coltivazione nei Caraibi (Cuba, Hispaniola (Haiti e Repubblica Dominicana), Giamaica, Puerto Rico) - 1715-1730
• Prima coltivazione in Sud America - 1730
• Prima coltivazione nelle Indie orientali olandesi - 1720
• Le piante furono introdotte per la prima volta nelle Americhe intorno al 1723.
• Chicchi tostati venduti per la prima volta sul mercato al dettaglio (Pittsburgh) - 1865
• Importanti tecniche di essiccazione a spruzzo sviluppate negli anni '50, che insieme alla liofilizzazione sono metodi per creare caffè istantaneo

Distribuzione

Il Brasile produce circa il 45% del totale delle esportazioni mondiali di caffè, con la maggior parte cresciuta in Brasile. Gli Stati Uniti importano più caffè di qualsiasi altra nazione. Nel 2015, gli americani hanno consumato circa 400 milioni di tazze di caffè al giorno, rendendo gli Stati Uniti il ​​principale consumatore di caffè al mondo.

Le piante di caffè crescono all'interno di un'area delimitata tra i Tropici del Cancro e il Capricorno, chiamato cintura di fagioli o cintura di caffè.

Etimologia

L'Oxford English Dictionary suggerisce che le lingue europee generalmente sembrano aver preso il nome dal turco kahveh , 1600 circa, forse attraverso l'italiano caffè . Arabo qahwah , in turco pronunciato kahveh , il nome dell'infuso o della bevanda; detto dai lessicografi arabi originariamente significava "vino" o qualche tipo di vino, e essere un derivato di una radice verbale qahiya "non avere appetito". Un'altra teoria comune è che il nome derivi dalla provincia di Kaffa, Etiopia, dove la specie potrebbe aver avuto origine.

Pianta del caffè

La pianta del caffè ha una media di 5-10 m (16-33 ft) di altezza. Man mano che l'albero invecchia, ramifica sempre meno e porta più foglie e frutti.

Le piante di caffè crescono in file a diversi piedi di distanza. Alcuni agricoltori piantano alberi da frutto intorno a loro o piantano il caffè sui fianchi delle colline, perché hanno bisogno di condizioni specifiche per prosperare. Idealmente, i chicchi di caffè Arabica vengono coltivati ​​a temperature comprese tra 15 e 24 ° C (59 e 75 ° F) e Robusta a 24-30 ° C (75-86 ° F) e ricevono tra 150 e 300 cm (59 e 118 pollici) di pioggia all'anno. Sono necessarie forti piogge all'inizio della stagione quando il frutto si sta sviluppando e meno durante la stagione mentre matura.

Due specie meno conosciute coltivate per il consumo sono Coffea liberica e Coffea racemosa .

Lavorazione

Quando il frutto è maturo, viene quasi sempre raccolto a mano, utilizzando la "raccolta selettiva", dove viene rimosso solo il frutto maturo, o la "raccolta a strisce", dove tutto il frutto viene rimosso da un ramo tutto in una volta. Questa raccolta selettiva dà ai coltivatori motivo per dare al loro caffè una certa specifica chiamata "operazione rosso ciliegia" (OCR). In rare circostanze, lo zibetto di palma asiatico mangia bacche di caffè ed espelle i fagioli. Questi chicchi sono chiamati kopi luwak e possono essere ulteriormente trasformati in un caffè raro e costoso.

Per lavorare le bacche di caffè vengono utilizzati principalmente due metodi. Il primo processo, "bagnato" o "lavato", è stato storicamente di solito effettuato in America centrale e aree dell'Africa. La polpa delle ciliegie viene separata dai semi e poi i semi vengono fatti fermentare - messi a bagno in acqua per circa due giorni. Questo ammorbidisce la mucillagine, che è un residuo di polpa appiccicosa che è ancora attaccata ai semi. Quindi questa mucillagine viene lavata via con acqua.

Il metodo di "lavorazione a secco", più economico e più semplice, era storicamente utilizzato per i fagioli di qualità inferiore in Brasile e in gran parte dell'Africa, ma ora offre un premio se ben fatto. Ramoscelli e altri corpi estranei vengono separati dalle bacche e il frutto viene quindi steso al sole su cemento, mattoni o aiuole rialzate per 2-3 settimane, rivoltato regolarmente per un'essiccazione uniforme.

Composizione

Il termine "chicco di caffè verde" si riferisce a chicchi di caffè maturi o immaturi non tostati. Questi sono stati trattati con metodi umidi o asciutti per rimuovere la polpa esterna e le mucillagini e hanno uno strato di cera intatto sulla superficie esterna. Quando sono immaturi, sono verdi. Quando sono maturi, hanno un colore da marrone a giallo o rossastro e in genere pesano da 300 a 330 mg per chicco di caffè essiccato. I composti non volatili e volatili nei chicchi di caffè verde, come la caffeina, scoraggiano molti insetti e animali dal mangiarli. Inoltre, sia i composti non volatili che quelli volatili contribuiscono al sapore del chicco di caffè quando viene tostato. I composti azotati non volatili (inclusi alcaloidi, trigonelline, proteine ​​e amminoacidi liberi) e carboidrati sono di fondamentale importanza per la produzione dell'aroma completo del caffè tostato e per la sua azione biologica. Dalla metà degli anni 2000, l'estratto di caffè verde è stato venduto come integratore alimentare ed è stato clinicamente studiato per il suo contenuto di acido clorogenico e per le sue proprietà lipolitiche e dimagranti.

Alcaloidi non volatili

La caffeina (1,3,7-trimetilxantina) è l'alcaloide più presente nei chicchi di caffè verde e tostati. Il contenuto di caffeina è compreso tra l'1,0% e il 2,5% in peso dei chicchi di caffè verde secchi. Il contenuto di caffeina non cambia durante la maturazione dei chicchi di caffè verde. Si possono trovare concentrazioni inferiori di teofillina, teobromina, paraxantina, liberina e metilliberina. La concentrazione di teofillina, un alcaloide noto per la sua presenza nel tè verde, viene ridotta durante il processo di tostatura, di solito circa 15 minuti a 230 ° C (446 ° F), mentre le concentrazioni della maggior parte degli altri alcaloidi non vengono modificate. La solubilità della caffeina in acqua aumenta con la temperatura e con l'aggiunta di acidi clorogenici, acido citrico o acido tartarico, tutti presenti nei chicchi di caffè verde. Ad esempio, 1 g (0,035 once) di caffeina si dissolve in 46 ml (1,6 US fl oz) di acqua a temperatura ambiente e 5,5 ml (0,19 US fl oz) a 80 ° C (176 ° F). Gli alcaloidi xantinici sono inodori, ma hanno un sapore amaro nell'acqua, che è mascherato dagli acidi organici presenti nel caffè verde.

La trigonellina ( N -metil-nicotinato) è un derivato di vitamina B6 che non è amara come la caffeina. Nei chicchi di caffè verde, il contenuto è compreso tra lo 0,6% e l'1,0%. A una temperatura di tostatura di 230 ° C (446 ° F), l'85% della trigonellina viene degradato in acido nicotinico, lasciando piccole quantità della molecola invariata nei chicchi tostati.

Proteine ​​e aminoacidi

Le proteine ​​rappresentano dall'8% al 12% dei chicchi di caffè verde essiccati. La maggior parte delle proteine ​​è del tipo di immagazzinamento 11-S (componente alfa di 32 kDa, componente beta di 22 kDa), la maggior parte delle quali viene degradata in amminoacidi liberi durante la maturazione dei chicchi di caffè verde. Inoltre, le proteine ​​di conservazione 11-S vengono degradate nei loro singoli amminoacidi alla temperatura di tostatura, quindi sono un'ulteriore fonte di componenti amari a causa della generazione di prodotti di reazione di Maillard. L'alta temperatura e la concentrazione di ossigeno e il pH basso degradano le proteine ​​di conservazione 11-S dei chicchi di caffè verde in peptidi e amminoacidi a basso peso molecolare. La degradazione è accelerata in presenza di acidi organici come gli acidi clorogenici e loro derivati. Altre proteine ​​includono enzimi, come catalasi e polifenolo ossidasi, che sono importanti per la maturazione dei chicchi di caffè verde. Il caffè maturo contiene aminoacidi liberi (4,0 mg di aminoacidi / g di caffè robusta e fino a 4,5 mg di aminoacidi / g di caffè arabica). Nella Coffea arabica , l'alanina è l'amminoacido con la concentrazione più alta, ovvero 1,2 mg / g, seguita da asparagina di 0,66 mg / g, mentre in C. robusta , l'alanina è presente ad una concentrazione di 0,8 mg / ge l'asparagina a 0,36 mg / g. Gli amminoacidi idrofobici liberi nei chicchi di caffè verde freschi contribuiscono al gusto sgradevole, rendendo impossibile preparare una bevanda desiderabile con tali composti. Nel caffè verde fresco del Perù, queste concentrazioni sono state determinate come: isoleucina 81 mg / kg, leucina 100 mg / kg, valina 93 mg / kg, tirosina 81 mg / kg, fenilalanina 133 mg / kg. La concentrazione di acido gamma-aminobutirrico (un neurotrasmettitore) è stata determinata tra 143 mg / kg e 703 mg / kg nei chicchi di caffè verde della Tanzania. I chicchi di caffè tostati non contengono amminoacidi liberi; gli amminoacidi nei chicchi di caffè verde vengono degradati alla temperatura di tostatura in prodotti Maillard (prodotti di reazione tra il gruppo aldeidico dello zucchero e il gruppo alfa-ammino degli amminoacidi). Inoltre, dichetopiperazine, ad es. cyclo (prolina-prolina), ciclo (prolina-leucina) e ciclo (prolina-isoleucina), sono generati dai corrispondenti amminoacidi e sono la principale fonte del gusto amaro del caffè tostato. Il sapore amaro delle dichetopiperazine è percepibile intorno ai 20 mg / litro di acqua. Il contenuto di dichetopiperazine nell'espresso è di circa 20-30 mg, responsabile della sua amarezza.

Carboidrati

I carboidrati costituiscono circa il 50% del peso secco dei chicchi di caffè verde. La frazione di carboidrati del caffè verde è dominata da polisaccaridi, come arabinogalattano, galattomannano e cellulosa, che contribuiscono al sapore insapore del caffè verde. L'arabinogalattano costituisce fino al 17% del peso secco dei chicchi di caffè verde, con un peso molecolare compreso tra 90 kDa e 200 kDa. È composto da catene principali di galattano beta-1-3-legate, con frequenti membri di residui di arabinosio (pentoso) e galattosio (esoso) alle catene laterali che comprendono proprietà immunomodulanti stimolando il sistema di difesa cellulare (risposta Th-1) corpo. I chicchi di caffè maturi dal marrone al giallo contengono meno residui di galattosio e arabinosio sulla catena laterale dei polisaccaridi, rendendo il chicco di caffè verde più resistente alla degradazione fisica e meno solubile in acqua. Il peso molecolare dell'arabinogalattano nel caffè è maggiore che nella maggior parte delle altre piante, migliorando il sistema di difesa cellulare del tratto digerente rispetto all'arabinogalattano a minor peso molecolare. I monosaccaridi liberi sono presenti nei chicchi di caffè maturi dal marrone al giallo-verde. La parte libera dei monosaccaridi contiene saccarosio (gluco-fruttosio) fino a 9000 mg / 100 g di chicco di caffè verde arabica, una quantità inferiore in robustas, ovvero 4500 mg / 100 g. Nei chicchi di caffè verde arabica, il contenuto di glucosio libero era da 30 a 38 mg / 100 g, fruttosio libero da 23 a 30 mg / 100 g; galattosio libero 35 mg / 100 ge mannitolo 50 mg / 100 g di chicchi di caffè essiccati, rispettivamente. Il mannitolo è un potente scavenger per i radicali idrossilici, che vengono generati durante la perossidazione dei lipidi nelle membrane biologiche.

Lipidi

I lipidi presenti nel caffè verde includono: acido linoleico, acido palmitico, acido oleico, acido stearico, acido arachidico, diterpeni, trigliceridi, acidi grassi insaturi a catena lunga, esteri e ammidi. Il contenuto totale di lipidi nel caffè verde essiccato è compreso tra 11,7 e 14 g / 100 g. I lipidi sono presenti sulla superficie e nella matrice interna dei chicchi di caffè verde. In superficie, includono derivati ​​dell'acido carbossilico-5-idrossitriptammidi con un legame ammidico agli acidi grassi (da C6 a C24 insaturi) che costituiscono fino al 3% del contenuto lipidico totale o da 1200 a 1400 microgrammi / g di chicchi di caffè verde essiccati. Tali composti formano una copertura simile alla cera sulla superficie del chicco di caffè (da 200 a 300 mg di lipidi / 100 g di chicco di caffè verde essiccato) proteggendo la matrice interna dall'ossidazione e dagli insetti. Inoltre, tali molecole hanno attività antiossidante a causa della loro struttura chimica. I lipidi del tessuto interno sono trigliceridi, acido linoleico (46% dei lipidi liberi totali), acido palmitico (dal 30% al 35% dei lipidi liberi totali) ed esteri. I chicchi di Arabica hanno un contenuto più elevato di lipidi (da 13,5 a 17,4 g di lipidi / 100 g di chicchi di caffè verde essiccati) rispetto ai robusti (da 9,8 a 10,7 g di lipidi / 100 g di chicchi di caffè verde essiccati). Il contenuto di diterpeni è circa il 20% della frazione lipidica. I diterpeni presenti nel caffè verde includono cafestol, kahweol e 16-O-methylcafestol. Alcuni di questi diterpeni hanno dimostrato in esperimenti in vitro di proteggere il tessuto epatico dall'ossidazione chimica. Nell'olio di caffè dai chicchi di caffè verde i diterpeni sono esterificati con acidi grassi saturi a catena lunga.

Acidi clorogenici non volatili

Gli acidi clorogenici appartengono a un gruppo di composti noti come acidi fenolici, che sono antiossidanti. Il contenuto di acidi clorogenici nei chicchi di caffè verde essiccati di arabica è di 65 mg / ge di robusta di 140 mg / g, a seconda dei tempi di raccolta. Alla temperatura di tostatura, più del 70% degli acidi clorogenici viene distrutto, lasciando un residuo inferiore a 30 mg / g nel chicco di caffè tostato. A differenza del caffè verde, il tè verde contiene una media di 85 mg / g di polifenoli. Questi acidi clorogenici potrebbero essere una fonte preziosa e poco costosa di antiossidanti. Gli acidi clorogenici sono composti omologhi comprendenti acido caffeico, acido ferulico e acido 3,4-dimetossicinnamico, che sono collegati da un legame estereo ai gruppi idrossilici dell'acido chinico. La capacità antiossidante dell'acido clorogenico è più potente dell'acido ascorbico (vitamina C) o del mannitolo, che è uno scavenger selettivo dei radicali idrossiradicali. Gli acidi clorogenici hanno un sapore amaro a basse concentrazioni come 50 mg / l di acqua. A concentrazioni più elevate di 1 g / l d'acqua hanno un sapore aspro. Gli acidi clorogenici aumentano la solubilità della caffeina e sono importanti modulatori del gusto.

Composti volatili

I composti volatili dei chicchi di caffè verde includono acidi grassi a catena corta, aldeidi e aromatici contenenti azoto molecole, come i derivati ​​delle pirazine (odore verde-erbaceo-terroso). In breve, tali composti volatili sono responsabili dell'odore e del gusto meno gradevoli del caffè verde rispetto al caffè tostato. Il successo commerciale è stato ottenuto da Starbucks nella creazione di Green Bean Refreshers utilizzando un processo che isola principalmente la caffeina dai fagiolini ma in realtà non utilizza il liquido in infusione dai fagioli. Molti consumatori sperimentano la creazione di un "estratto" di fagiolini immergendo i chicchi di caffè verde in acqua calda. Spesso, i tempi di macerazione consigliati (da 20 minuti a 1 ora) estraggono troppa caffeina per fornire un gusto gradevole. Un tempo di macerazione di 12 minuti o meno fornisce un liquido più appetibile che può essere utilizzato come base per una bevanda contenente più sostanze nutritive e meno caffeina rispetto al solo estratto di caffeina isolato. La base stock alcalina che ne risulta può essere abbinata ad estratti acidi o fruttati, con o senza dolcificante, per mascherare il gusto vegetale dell'estratto.

Quando i chicchi di caffè verde vengono tostati, si generano altre molecole con il tipico aroma gradevole del caffè, che non sono presenti nel caffè verde fresco. Durante la tostatura, la maggior parte dei composti volatili dal sapore sgradevole viene neutralizzata. Purtroppo altre importanti molecole come gli antiossidanti e le vitamine presenti nel caffè verde vengono distrutte. Sono stati identificati composti volatili con odore nauseabondo per l'uomo, tra cui acido acetico (odore pungente e sgradevole), acido propionico (odore di latte acido o burro), acido butanoico (odore di burro rancido, presente nel caffè verde con 2 mg / 100 g caffè in grani), acido pentanoico (sapore fruttato sgradevole, presente nel caffè verde a 40 mg / 100 g nei chicchi di caffè), acido esanoico (odore grasso-rancido), acido eptanoico (odore grasso), acido ottanoico (odore oleoso e rancido repulsivo ); acido nonanoico (lieve odore grasso simile a quello delle noci); acido decanoico (odore aspro repulsivo) e derivati ​​di tali acidi grassi - acido 3-metilvalerico (odore acido, verde-erbaceo, sgradevole), acetaldeide (odore pungente-nauseabondo, anche se altamente diluito, presente nei chicchi di caffè verde essiccati a concentrazioni di circa 5 mg / kg), propanale (effetto soffocante sul sistema respiratorio, nausea penetrante), butanale (effetto nauseabondo, presente nei chicchi di caffè verde essiccati da 2 a 7 mg / kg) o pentanale (effetto nauseabondo molto repulsivo ).