Предыдущая публикация
АРОМАТ КОФЕ В ЖИЗНИ И В ПАРФЮМЕРИИ
Аромахимия
Россию традиционно относят к "чайным" странам: более трёх четвертей россиян между кофе и чаем выбирают чай, но всё же в этом рейтинге нам очень далеко до Кении, Узбекистана, Китая, Египта, Марокко, Индии и других стран, где кофе почти не пьют. Бодрящий, терпкий, горьковатый и, что для нас сегодня самое главное — очень ароматный напиток в нашей стране знают и любят практически все. В "кофейном" рейтинге лидируют страны, где кофе выращивают: Доминиканская Республика, Бразилия, Эквадор, Коста-Рика, Колумбия. Греки считают кофе своим традиционным напитком (в XV веке этот напиток привезли в Грецию турецкие завоеватели), да и вообще в Европе, как мне показалось, хороший кофе найти проще, чем хороший чай. Скандинавия, Финляндия тоже традиционно предпочитают кофе.
Родиной кофе — как напитка, так и кофейных деревьев, — чаще всего называют Эфиопию. Легенда даже сохранила имя пастуха, впервые обратившего внимание на тонизирующий эффект кофе, дело было примерно в IX веке. На первых порах, видимо, местные жители для бодрости просто жевали плоды кофейного дерева (необжаренные кофейные зёрна, которые с ботанической точки зрения никакие не зёрна, а самые настоящие ягоды, в отличие от, скажем, клубники или малины), примерно в XII веке из сырых зёрен начали приготовлять напиток, ещё позже — собирать зёрна и сушить их. Арабы придумали жарить зёрна, молоть их и заваривать кипятком, добавлять в напиток пряности (ох уж эти арабы!) и молоко.
Кофейное дерево — вечнозелёное, относится к семейству Мареновых (лат. Rubiaceae). В диком виде деревья этого рода встречаются в тропических зонах Африки и Азии, а нынче культивируются во множестве мест с тропическим климатом. Существуют две основные "кулинарные" разновидности кофе — это арабика (Кофе аравийский или Coffea arabica L.: это крупные удлиннённые зёрна с искривлённой бороздкой, на рисунке сверху) и робуста (Кофе конголезский, Coffea canephora: мелкие округлые зёрна с прямой бороздкой). В несопоставимо меньших масштабах выращивается также кофе камерунский (Coffea charrieriana) и кофе бенгальский (Coffea benghalensis). Арабику и робусту производят в соотношении примерно 70 на 30, а на все прочие разновидности кофе приходится менее 2%.
Арабика сравнительно дороже робусты, у напитка из арабики гораздо более нежный вкус и богатый сложный аромат, в робусте же заметно больше кофеина (не буду долго тут останавливаться, все и так прекрасно знают, что кофеин — это мягкий психомоторный стимулятор). На вкус робуста более горькая, имеет более резкий вкус и горелый жжёный запах из-за высокого содержания тяжёлых фенольных соединений — но не будем тут забегать вперёд. Основной способ фальсификации кофе — это как раз частичная или полная замена арабики на робусту. Но я бы не стал считать робусту чем-то второсортным, существуют удивительно ароматные и интересные сорта.
Растения придумали горький кофеин, чтобы защититься от вредителей, но что-то пошло не так
Сырые кофейные зёрна обладают слабым неприметным растительным запахом: травянистым, чем-то напоминающим стручковую фасоль и зелёный чай. Хорошо знакомый нам всем дивный пленяющий аромат они приобретают после обжаривания. И вот тут наступает очень важный момент, которого я лично очень боялся: пришло время немного заступить на территорию флейвористики и упомянуть химическую реакцию сахароаминной конденсации, или реакцию Майяра, открытую 110 лет тому назад. Луи Камиль Майяр был врачом и учёным — он по сути был одним из первых, кто серьёзно заинтересовался химией вкуса.
Возможно вы удивитесь, но эту самую жуткую реакцию Майяра каждый из нас проводил неоднократно, мало того: продукты этой реакции — синтетические соединения, не встречающиеся в природе, — каждый из нас ежедневно употребляет в пищу. Исторически сложилось так, что нам проще, безопаснее и эффективнее усваивать термически обработанную пищу. При нагревании альфа-аминокислоты (из них состоят белки, на которых зиждется вся наша дивная углеродная жизнь) и сахара начинают взаимодействовать, происходит целый каскад всевозможных химический пертурбаций, в результате которых пища приобретает характерный цвет (соблазнительный цвет поджаристая корочка получает благодаря образованию так называемых меланоидинов), вкус и аромат.
Трудно представить себе кофе без свойственного ему запаха: многие пьют этот напиток исключительно из-за вкуса и удивительного аромата, некоторые отказываются от кофеина и, как следствие, бодрящего стимулирующего эффекта, но аромат кофе — это важнейшее его качество.
Разумеется, каждый сорт кофе уникален им обладает своим набором ароматных дескрипторов. Считается, что чем деликатнее обжарка (обычно выделяют три: светлую, среднюю и тёмную), тем сильнее различие в аромате между сортами кофе, сильнообжаренные зёрна в этом плане уже довольно похожи.
"В самом расцвете сил" кофе находится через несколько дней после обжарки, за это время зёрна должны попасть к вам на кухню, кафе или бар. Компании, занимающиеся обжаркой зелёного кофе (я покупаю кофе здесь, если кому вдруг интересно: это вообще не реклама, мне точно так же про них в своё время рассказали друзья), считают, что наиболее ярким вкус и аромат сохраняется у кофе всего пару недель, потом важные ароматические вещества начинают постепенно улетучиваться и разлагаться, кофе начинает приобретать прогорклые оттенки и месяца через два кофе уже утрачивает многие свои прелести и особенности. Это не значит, что его нельзя употреблять в пищу, просто о каких-то эстетских нюансах и особенностях речи уже не идёт. Через полгода какой-нибудь марагоджип вы от бразильского сантоса отличите разве что по размеру зерна.
Как говорил один мой знакомый немец, "любая машина со временем превращается в Опель" (увы, если бы).
Почему же аромат кофе такой неуловимый, почему запах лежалого молотого кофе из супермаркета (не говоря уже о растворимой субстанции, которая тоже по недоразумению называется кофе) не идёт ни в какое сравнение со сказочным ароматом свежеобжаренных только что помолотых зёрен? Почему кофейный профиль в парфюмерии такой редкий и трудно реализуемый? Почему все эти "кофейные" ароматы такие мягко говоря фантазийные и так далеки от реалистичности?
У всех веществ разная интенсивность запаха. У чего-то нулевая, то есть вещество совсем не пахнет как, к примеру, очень чистая вода. У каких-то веществ запах умеренный, что-то пахнет очень сильно ("ярко-громко" и "порог обнаружения" это разное, но речь сейчас не об этом). Чувствительность к некоторым веществам мы унаследовали от наших древних предков, те выработали её в процессе эволюции. Пресловутый геосмин — это маркер пресной воды, жизненно важной для всего живого. Многие интенсивно пахнущие вещества — это маркеры еды: сложные эфиры фруктов, метоксипиразины овощей, ошмётки каротина (речь об иононах, дамасконах и т.п.) из съедобных корешков и много чего ещё. Многие неприятно пахнущие вещества сигнализируют нам об опасности: азотсодержащие путресцин, кадаверин, индол, скатол — маркеры тлена, чей чудовищных запах говорит о том, что это как минимум несъедобно. Запах чрезвычайно токсичного сероводорода (пахнет он тухлыми яйцами) мы чувствуем уже в концентрации, которая в 100.000 раз меньше той, что способна причинить нам вред.
Ольфакторный профиль кофе просто нашпигован вот такими микрокомпонентами, которых в процентном отношении может быть не так и много, но влияют они на суммарный запах очень сильно. Парфюмеры любят рассуждать о "камушке в ботинке": микроскопическом штрихе, созданном материалом, который в чистом виде пахнет не особо приятно. Такая деталь делает аромат объёмнее, интереснее, придаёт яркий характер. Аромат кофе, забегая вперёд, набит такими камушками по самое голенище.
Итак, аромат кофе обусловлен продуктами самого настоящего химсинтеза: летучими соединениями, образующимися при обжарке кофейных зёрен благодаря реакции Майяра (начинается она уже где-то при 130°C), так называемой деградации Штрекера (образование альдегидов и кетонов из аминокислот при температуре выше 160°C) и карамелизации сахаров (при еще более высокой температуре). Органическая химия примечательна тем, что там всё очень замысловато: вы смешиваете два вещества (или даже просто нагреваете одно) и в результате получаете дюжину продуктов реакции. В процессе обжаривания число веществ, которых и так в любом натуральном продукте довольно много, многократно увеличивается — отчасти и это причина того, что аромат кофе сформирован очень большим числом совершенно различных соединений.
Журналисты часто соревнуются в том, кто заявит больше компонентов в запахе кофе — ну уж как минимум не меньше тысячи. Как их сосчитать — это вопрос скорее философский, но в этом первый важный пункт того, почему с воссозданием запаха кофе не всё так просто: иногда, чтобы обозначить какой-то профиль может быть вполне достаточно одного характеристического одоранта, часто ключевые аккорды содержат 3-5 веществ, но для достоверного кофе потребуется минимум несколько десятков, причём сравнительно экзотических.
Поскольку в процентном содержании среди летучих душистых веществ в аромате кофе больше всего производных фурана (~24–41%) и пиразина (~25–39%), то давайте начнём с них.
Производные фурана возникают в результате дегидратации (то есть в процессе отщепления молекулы воды) из различных сахаров. Фурфурол (он же, как это и ни странно, — фурфураль, всё-таки альдегид, но об этом не сейчас) обладает запахом свежего ржаного хлеба с миндальными, карамельными и древесными оттенками. А вот фурфуриловый спирт (2-фуранметанол), который и должен был бы по идее называться 'фурфуролом', уже пахнет чем-то относительно похожим на карамель и кофе. Ацетилфуран, ацетилметилфуран, винилфуран — всё это отдалённо, но напоминает кофе по запаху. Фуранеол (клубничный фуранон) и его гомологи пахнут Карлсоном: приторно, карамельно и немного клубничным вареньем.
Давайте в этой же кучке рассмотрим и другие пятичленные циклы, благо внешне и по ольфакторному профилю они тоже где-то близко. Метил- и этилциклопентенолоны ("циклотен"/"кленовый лактон" и "кофейный пентенолон") скорее всего хорошо знакомы тому, кто сам занимается созданием парфюмерных композиций: нетрудно догадаться, что пахнут они плюс-минус кленовым сиропом, карамельно с жареными нюансом. Сотолон ("карамельный фуранон", "сахарный лактон") и его ближайшие более тяжёлые гомологи — ощутимо более свирепые: это уже экстремальная сладость пополам с чем-то сильно горелым, овощными сельдерейно-любистоковыми и пажитниковыми нюансами плюс чем-то пряным типа карри (вспомните Goutal Sables). У циклических непредельных лактонов также часто бывает характерный лакричный нюанс (например, как у синтетического левистамеля; в природе он не встречается, но для кофейного аккорда вполне может быть полезен, Морису Руселю он пригодился в Bond №9 New Haarlem и Rochas Man)
Коронол, или "карамельный дион", напоминает жжёный сахар, ириски (как минимум что-то сливочное), в нём можно почувствовать нюансы виски и орехов. Флейвористы используют это соединение и для создания карамельных нюансов для различных мясных вкусов. Гомоколион, или "кофейный дион" с шестичленным циклом — ещё больше подходит для кофейного вкуса, он фенольный и лакричный, напоминает жжёный сахар. Шестичленным является и мальтол, про который, думается, нет смысла подробно говорить.
Не мог я пройти мимо и соединения в правом нижнем углу картинки (кто узнал — тот молодец), но подробно о гетероциклах чуть дальше.
Продолжаем двигаться вглубь, накаляя градус странности. Пиразины образуются в кофе благодаря всё той же реакция Майяра (всё самое вкусное про перегруппировку Амадори, пожалуй, всё же опустим): в кофе пиразинов — как у деда махорки, всех сортов и мастей. Мы очень чувствительны к запаху пиразинов, для нас это маркер термически обработанной пищи, без пиразинов не получится создать достоверный запах выпечки, чипсов, жареных орехов, попкорна и т.п. Учитывая то, что в процентном содержании пиразинов в аромате кофе чуть ли не треть и то, что они пахнут чрезвычайно интенсивно, можно предположить, что из суммарный вклад в результирующий запах будет решающим. Не совсем так, но об этом чуть позже.
Вообще, зависимость между концентрацией вещества и воспринимаемой интенсивностью его запаха, особенно в случае мегамощных high-impact materials, очень пологая. Если мы прекрасно сможем почувствовать запах 0,01% раствора ацетилпиразина, то это не значит, что запах чистого пиразина покажется нам в 10000 раз сильнее. Чувствительность у всех наших органов чувств меняется как минимум логарифмически. Об этом мы как-то говорили с Игорем в ролике про "парфюмерные концентрации". Из-за этой особенности возникает определенная сложность в дозировке таких материалов. Тут мы приходим ко второму важному пункту: баланс композиции порой играет роль более важную, чем список ингредиентов, а балансировать "высокомощные" одоранты — задача, не решаемая интуитивно и наугад. Вместо кофейного аккорда легко может получится горелая покрышка в сиропе или мыльное какао с капустой, даже если точно знаешь что конкретно входит в состав.
Есть с пиразинами ещё одна проблема. Без них, как мы поняли, никуда, но вот потом, когда часть аккорда улетучивается или разлагается, выходят на первый план не самые приятные аспекты пиразинов: затхлые, гнилостные аспекты, подвал со старой картошкой, землистые ноты и всякая прочая готическая романтика.
Упомянем тут вскользь ещё один азотистый гетероцикл: пирролин. Его производные тоже можно встретить в кофе, но вот в попкорне без них, в частности, без 2-ацетил-1-пирролина, точно никуда.
Помимо производных пиразина, чей профиль обычно описывают как жареный, печёный, варёный, разогретый и так далее, в ходе обжарке кофейных зёрен образуются и другие вещества, о которых уже обычно говорят как о чём-то горелом, прожжённом, дымном, едком в лучшем случае — копчёном. Если вы мысленно объедините все эти характеристики с очень специфическим горько-медицинским запахом гуаши, который всем хорошо с детства знаком, то поймёте о чём идёт речь, когда упоминают фенольный ольфакторный профиль.
Строго говоря, в определённом объёме для реалистичного кофе всё же нужна эта копоть и чад в комплекте с гудроном и горелыми головешками. К тому же гваякол и винилгваякол хоть и являются фенолами, но обладают выраженным сладким, даже гурманским характером, что уж там говорить о ванилине.
Раз уж мы заговорил о ванили, то давайте на минутку отвлечёмся от ужасов и вспомним о чём-то более приятном. Вы наверняка много раз читали описание кофейного вкуса на упаковке, там среди сравнительно очевидных дескрипторов вроде шоколада и орехов, часто можно встретить ноты фруктов и даже цветов. Это случается из-за присутствия в кофейном аромате индола, бензилового спирта, фенилэтилового спирта, фенилацетальдегида и вездесущего бета-дамасценона, который в зависимости от окружения может прикинуться розой, мёдом, чаем, трубочным табаком, вареньем, сухофруктами, стаканчиком виски и чёрт знает чем ещё.
Откуда же берутся в аромате кофе всякие свежие фрукты и ягоды? Это в основном заслуга альдегидов, кетонов, сложных эфиров и свободных кислот, да простят меня все эти замечательные соединения за то, что мы сейчас рассматриваем их всей кучей и не останавливаемся подробно на каждом, хотя они вполне того достойны.
Описать запах самых лёгких предельных альдегидов не так просто, в первую очередь из-за того, что в чистом виде и в сильно разбавленной форме пахнут они радикально различно, к тому же в парфюмерии они встречаются нечасто: они крайне летучи и сгодятся лишь для спецэффектов в самых стартовых нотах, да и профиль у них уж дюже специфичный. Флейвористы любят их значительно больше, ведь добиться реалистичного вкусоароматического комплекса без подобных соединений довольно сложно.
Метилпропаналь и изомерные метилбутанали очень важны для полноценного кофейного профиля. В чистом виде они, возможно, воспринимаются как "свежие", но скорее я бы их назвал едкими, острыми, раздражающими, колкими. Если сильно фантазировать, то в этом запахе можно найти что-то травяное, зелёное, яблочное (непостижимым образом это яблоко незрелое и переспелое одновременно), и, возможно, персиковое. Есть тут и нюанс, который обычно гордо именуют шоколадным или нотами какао, но это лишь очень маленькая часть от какао, больше напоминающая валерьянку (3-метилбутановая кислота называется изовалериановой не просто так). Короткие альдегиды одновременно свежие и потно-прогоркло-жирные, они пронзительные ацетоново-эфирные и с какой-то "химической" пластмассовой горечью. Но факт остаётся фактом: без этих соединений не бывает ни свежего фрукта, ни овоща, ни много чего ещё: реалистичный кофе тут не исключение.
Альдегиды и сложные эфиры прекрасно справляются с задачей формировать свежие стартовые ноты, но они настолько летучи, что покидают свежеобжаренные зерна кофе молниеносно, а из молотого кофе исчезают, очевидно, ещё быстрее.
Если вы думаете, что похмельный ацетальдегид — это самое страшное, что можно встретить в составе кофе, то спешу вас обрадовать: нет, есть вещи гораздо более беспощадные. Встречайте, тиолы, они же меркаптаны, и прочие серосодержащие бриллианты кофейного профиля. Общее содержание этих соединений не превышает процента (может оно и слава богу), но вклад они вносят очень и очень существенный.
Когда речь заходит о меркаптанах в парфюмерии чаще всего вспоминают, пожалуй, смородину, грейпфруты, всякие экзотические тропические фрукты, реже клубнику. Но вот профиль кофе, хоть и отличается радикально от всего перечисленного, пожалуй самый "сернистый" из них.
Запах низший тиолов (меркаптанов) нам известен по одорантам для бытового газа: чистый метан не пахнет и поэтому в него специально добавляют сильнопахнущее вещество, чтобы легко было обнаружить утечку. Как правило это этилмеркаптан, классический носитель сернистого профиля, он пахнет тухлым луком и капустой, отвратительно и тошнотворно. Едва ли найдется хоть кто-то, кто сочтёт этот запах приятным даже в минимальном разведении. Эволюционно мы выработали экстремальную чувствительность и неприязнь к тиолам как к маркерам разлагающегося белка, они образуются из серосодержащих аминокислот — цистеина и метионина. Этилмеркаптан из газа, кстати, можно смело отнести к сильнодействующим ядовитым веществам (он относится ко II классу опасности, как синильная кислота и хлор), но в той мизерной концентрации, в которой его добавляют к газу, он безопасен и причиняет нам исключительно пользу.
В кофе мы в основном можем наблюдать россыпь меркаптофуранов и производных тиофена — тут для человека, который знаком с органической химией, но не особо силён в флейвористике, может показаться, что речь идёт скорее о нефтепродуктах, чем о чём-то парфюмерном.
Более сложные меркаптаны, к слову, не обязательно пахнут исключительно преисподней и адскими котлами: если вспомнить про тиоментон (бучу меркаптан), грейпфрутовый меркаптан и другие серосодержащие вещества, использующиеся в парфюмерии, то они, несомненно, громогласные, но при верной дозировке в надлежащем обрамлении они вполне могут сойти за тот самый камушек в ботинке.
В чём подвох с сернистыми соединениями помимо их неоднозначного — назовём это так, — профиля? Основная их проблема в том, что они довольно нестабильны и нестойки, разваливаются они буквально на глазах и что самое обидное, меланоиды, которые образуются при обжарке и придают кофе коричневый цвет, заметно ускоряют этот процесс. Так что действительно, сразу после обжарки кофе, точнее — его аромат, начинает оперативно самоуничтожаться. Так что увы, только из левистамеля и ацетилпиразина и без всей этой весёлой и громогласной компании нормального кофейного аккорда скорее всего не получится, даже фантазийного парфюмерного. Задача не из лёгких, сродни составлению слова "вечность", к тому же те четыре буквы, которые есть в наличии, всё время норовят улететь или рассыпаться. И это мы можем явственно наблюдать, изучая имеющиеся немногочисленные ароматы с заявленной нотой кофе.
Фурфурилмеркаптан, он же 2-фурфурилтиол (сверху слева) можно считать одним из самых важных веществ, формирующих профиль кофейного аромата. Несмотря на явный сернистый характер (легко угадывается запах сожжённой спички), профиль разбавленного фурфурилтиола действительно обладает характером свежего кофе, он дымно-жареный, жирный, даже с некоторым мясным подтекстом: опять же без него не обойтись в попкорне.
Одного фурфурилмеркаптана, пожалуй, было бы в каких-то ситуациях достаточно, чтобы создать кофейный штрих — примерно как отдельно взятый фенилэтоловый спирт мог бы сформировать розовую ноту в каком-то сложном аромате. Его главная проблема, как уже было выше упомянуто, — это нестабильность; окисляясь кислородом воздуха он превращается в гораздо более слабо кахнущий фурфурилдисульфид (особо дотошные могут его обнаружить на картинке в районе кисушек). Флейвористы наловчились вместо фурфурилмеркаптана использовать фурфурилтиоацетат: схожий по строению, немного отличающийся по запаху, но зато гораздо более устойчивый к окислению.
Всё же вскользь упомяну произодные оксазола (у них ореховый профиль и, похоже, найдены они пока только в жареном кофе) и тиазола (пятичленного гетероцикла с азотом и серой, на рисунке — нижняя строка). Их микроколичества очень пригодятся в кофейном аккорде, они придадут реалистичную бархатность, как у плотной пены тёмного пива, у них очень правильный для кофе жаренный характер с аспектами солода, какао и ирисок.
Чтобы дегустаторы кофе и эксперты говорили на одном языке, Specialty Coffee Association (SCA) создало "колесо вкусов"
Надеюсь, теперь вам будет проще объяснить откуда в кофе берутся все эти "вафельные торты", "оттенки карамельной нуги", "арахисовая халва" и "прянично-шоколадные горчинки": в этом деле тоже много фантазёров и любителей изящной словесности.
Засим откланиваюсь, всем светлый металл!
Автор
Matvey Yudov Author, editor
Матвей — химик, специалист в области душистых веществ, эвалюатор.
Следующая публикация
Комментарии 3