Hvordan fjernes koffein for å produsere koffeinfri kaffe?
FergusClydesdale, leder av Food ScienceDepartment ved University of Massachusetts i Amherst, gir dette svaret:
«Først, litt bakgrunn. Kaffe er den nest mest populære drikken i verden, etter te. Historikere mente bruken av kaffe som et sentralstimulerende middel stammer fra det gamle Abessinia (Etiopia). Koffein er den delen av kaffe som er ansvarlig for sin milde stimulerende effekt på sentralnervesystemet. En kopp kaffe på seks gram inneholder vanligvis omtrent 50 til 75 milligram koffein, selv om mengden varierer betydelig avhengig av tilberedningsmetoden og typen kaffe; Robusta-kaffe inneholder for eksempel dobbelt så mye koffein som Arabica, for eksempel. Folk som er følsomme for koffein , selv 10 milligram kan forårsake ubehag. Det er derfor nesten alt koffeinfritt kaffe inneholder mindre enn 10 milligram koffein (vanligvis to til fem milligram) pr. servering. I dag utgjør koffeinfri kaffe omtrent 12 prosent av det totale kaffekonsumet over hele verden, eller nesten 1 milliard pund per år.
«Den første prosessen for koffeinfri kaffe ble oppfunnet av Ludwig Roselius i 1905. Roselius metode brukte benzen, apotentielt giftig hydrokarbon, for å fjerne koffein fra forfuktede, grønne kaffebønner. Moderne koffeinfri prosesser er mye mer skånsomme; mange gjør det poenget med å hevde at de er «naturlig koffeinfri.»
«Det er tre viktigste koffeinfri prosesser som for tiden ikke brukes. De har noen grunnleggende likheter. I alle tre tilnærminger blir de grønne eller stekte bønner fuktet først, noe som gjør koffeinløselig slik at den kan trekkes ut. De koffeinerer også grønn kaffe ved moderate temperaturer, vanligvis mellom 70 og 100 grader Celsius (160 til 210 grader Fahrenheit).
«En metode er prosessering av vann. Som du kanskje forventer, bruker denne prosessen vann som løsningsmiddel for å fjerne koffein fra de grønne kaffebønnene. Vanligvis benyttes en prosess med batteriutvinning med åtte til 12 kar; hvert kar inneholder grønnkaffe på et annet koffeinstadium.
«En blanding av vann og grønnkaffeekstrakt som allerede har blitt redusert i koffein sirkulerer rundt kaffebønnene i ekstraksjonsbatteriet (oljer i kaffeekstrakt hjelper i koffeinprosessen). Etter en forutbestemt tid blir fartøyet som har blitt utsatt for lite koffeinekstrakt isolert og tømt. De koffeinfrie kaffebønnene skylles deretter og tørkes, og et kar som inneholder fersk grønn kaffe strømmer ut. Det koffeinrike ekstraktet som ble trukket fra beholderen som inneholder den ferske, grønne kaffen, føres gjennom et lag med aktivt kull som absorberer koffeinet. Dette kullet er forbehandlet med et karbohydrat, vanligvis sukrose, som hjelper det med å absorbere koffein uten å fjerne andre forbindelser som bidrar til smaken av Tesukrose blokkerer karbonsteder som normalt absorberer sukker fra det flytende ekstraktet av grønn kaffe. Koffeinreduserende ekstrakt handling kan deretter gjenbrukes for å starte prosessen på nytt. Vannprosessen er naturlig (det vil si at det ikke involverer noen kjemikalier), men det er ikke veldig spesifikt for koffein; den fjerner 94 til 96 prosent av koffeinen.
«En annen koffeinfri metode er metoden for direkte løsningsmiddel. I disse dager bruker denne teknikken vanligvis metylenklorid (hovedsakelig brukt i Europa), kaffeolje eller etylacetat for å oppløse koffein og trekke den ut av kaffen. Etylacetat er en ester som finnes naturlig i frukt og grønnsaker som bananer, epler og kaffe. Væskeoppløsningsmidlet sirkuleres gjennom et lag med fuktige, grønne kaffebønner, og fjerner noe av koffeinet. Løsningsmidlet blir deretter gjenfunnet i en fordamper, og bønnene blir vasket med vann. Rester av løsningsmidlet fjernes fra kaffesamlingsnivåene ved å dampe bønnene. Ofte benytter denne prosessen batch-prosessering – det vil si at løsemiddel tilsettes beholderen, sirkuleres og tømmes flere ganger til kaffe har blitt koffeinfri til ønsket nivå. Løsningsmidler brukes fordi de generelt er mer presist rettet mot koffein enn iskull, og etterlater nesten alle ikke-koffein oliven. Themore koffeinspesifikke løsningsmidler, slik som metylenklorider, kan trekke ut 96 til 97 prosent av koffeinen.
«Den tredje tilnærmingen, superkritisk karbondioksidert koffein, er veldig lik de direkte løsemiddelmetodene, bortsett fra at i denne i tilfelle løsningsmidlet er karbondioksid. Høytrykksbeholdere (som arbeider med omtrent 250 til 300 ganger atmosfærisk trykk) brukes til å sirkulere karbondioksidet gjennom et lag med forhåndsfortynnede, grønne kaffebønner. Et slikt trykk får karbondioksid unike, «superkritiske» egenskaper. som forbedrer dets brukbarhet som løsningsmiddel.Superkritisk karbondioksid har en tetthet som den til flytende, men dens viskositet og diffusivitet er lik den for en gass. Disse egenskapene reduserer pumpekostnadene betydelig. Karbondioksid er et populært løsemiddel fordi det har et relativt lavt trykk kritisk punkt, og det er naturlig rikelig. Det koffeinrike karbondioksidet som kommer ut av ekstraksjonskaret, kanaliseres enten gjennom et lag med aktivt kull eller gjennom et «bad» -tårn for å absorbere koffeinet. Karbondioksidet sirkuleres deretter tilbake til ekstraksjonskaret. Superkritisk karbondioksid koffeinfri er kostnadskrevende, men det gir veldig gode utbytter. Kan typisk trekke ut 96 til 98 prosent av koffein som opprinnelig er tilstede i bønnene. «