Hoe wordt cafeïne verwijderd om cafeïnevrije koffie te produceren?
FergusClydesdale, hoofd van de Food Science Department aan de University of Massachusetts in Amherst, geeft dit antwoord:
“Ten eerste, enige achtergrond. Koffie is na thee de op één na populairste drank ter wereld. Historici geloofden dat het gebruik van koffie als stimulerend middel zijn oorsprong vond in het oude Abessinië (Ethiopië). Cafeïne is het bestanddeel van koffie dat verantwoordelijk is voor het milde stimulerende effect op het centrale zenuwstelsel. Een kopje koffie van 160 ml bevat doorgaans ongeveer 50 tot 75 milligram cafeïne, hoewel de hoeveelheid aanzienlijk varieert afhankelijk van de bereidingswijze en het soort koffie; Robusta-koffie bevat bijvoorbeeld bijna twee keer zoveel cafeïne als Arabica. Voor mensen die gevoelig zijn voor cafeïne. , zelfs 10 milligram kan ongemak veroorzaken. Daarom bevatten bijna alle cafeïnevrije koffie minder dan 10 milligram cafeïne (meestal twee tot vijf milligram) per portie. Tegenwoordig is cafeïnevrije koffie goed voor ongeveer 12 procent van het totale wereldwijde koffieverbruik, oftewel bijna 1 miljard pond per jaar.
“Het eerste proces voor het cafeïnevrij maken van koffie werd uitgevonden door Ludwig Roselius in 1905. Bij de methode van Roselius werd benzeen gebruikt, mogelijk giftig. koolwaterstof, om cafeïne te verwijderen uit voorbevochtigde, groene koffiebonen. Moderne cafeïnevrije processen zijn veel milder; velen maken dat punt door te beweren “van nature cafeïnevrij” te zijn.
“Er zijn momenteel drie belangrijke processen van cafeïnevrij maken. Ze hebben een aantal fundamentele overeenkomsten. Bij alle drie de benaderingen worden de groene of geroosterde bonen eerst bevochtigd, waardoor de cafeïne is oplosbaar zodat het eruit kan worden getrokken. Ook cafeïnevrij maken ze allemaal groene koffie bij gematigde temperaturen, typisch tussen 70 en 100 graden Celsius (160 tot 210 graden Fahrenheit).
“Een methode is waterverwerking. Zoals je zou verwachten, gebruikt dit proces water als oplosmiddel om cafeïne uit de groene koffiebonen te verwijderen. Typisch wordt een batterij-extractieproces gebruikt waarbij acht tot twaalf vaten worden gebruikt; elk vat bevat groene koffie in een ander stadium van cafeïnevrijheid.
“Een mengsel van water en groene koffie-extract dat al aan cafeïne is verminderd, circuleert rond de koffiebonen in de extractiebatterij (oliën in het koffie-extracthulpmiddel) Na een vooraf bepaalde tijd wordt het vat dat aan het cafeïnearme extract is blootgesteld, geïsoleerd en geleegd. De cafeïnevrije koffiebonen worden vervolgens gespoeld en gedroogd, en een vat met verse groene koffie wordt in bedrijf genomen. Het cafeïnerijke extract die uit het vat met de verse, groene koffie werd getapt, wordt door een bed van actieve kool geleid, dat de cafeïne absorbeert. De kool is voorbehandeld met een koolhydraat, meestal sucrose, dat helpt bij het opnemen van cafeïne zonder andere verbindingen te verwijderen die bijdragen aan de smaak van de koffie. Thesucrose blokkeert koolstoflocaties die normaal suikers zouden opnemen uit het vloeibare, groene koffie-extract. De cafeïne-reductie act kan vervolgens worden hergebruikt om het proces opnieuw te beginnen. Het waterproces is natuurlijk (dat wil zeggen, er zijn geen chemicaliën bij betrokken), maar het is niet erg specifiek voor cafeïne; het verwijdert 94 tot 96 procent van de cafeïne.
“Een tweede methode voor het verwijderen van cafeïne is de methode met directe oplosmiddelen. Tegenwoordig gebruikt deze techniek meestal methyleenchloride (voornamelijk gebruikt in Europa), koffieolie of ethylacetaat om de cafeïne op te lossen en extraheren uit de koffie. Ethylacetaat is een ester die van nature voorkomt in fruit en groenten zoals bananen, appels en koffie. Het vloeibare oplosmiddel wordt gecirculeerd door een bed van vochtige, groene koffiebonen, waarbij een deel van de cafeïne wordt verwijderd; het oplosmiddel wordt vervolgens opgevangen in een verdamper, en de bonen worden gewassen met water. Resten van het oplosmiddel worden verwijderd uit de koffieniveaus door de bonen te stomen. Vaak maakt dit proces gebruik van batchverwerking, dat wil zeggen dat oplosmiddel aan het vat wordt toegevoegd, gecirculeerd en meerdere keren wordt geleegd totdat de koffie is cafeïnevrij gemaakt tot het gewenste niveau. Oplosmiddelen worden gebruikt omdat ze over het algemeen nauwkeuriger op cafeïne zijn gericht dan is kool, waardoor bijna alle niet-cafeïne achterblijft. olids. Themore cafeïne-specifieke oplosmiddelen, zoals methyleenchloriden, kunnen 96 tot 97 procent van de cafeïne extraheren.
“De derde benadering, superkritische koolstofdioxide-cafeïne, lijkt sterk op de directe oplosmiddelmethoden, behalve dat in deze als het oplosmiddel kooldioxide is. Er worden hogedrukvaten gebruikt (die werken bij ongeveer 250 tot 300 keer de atmosferische druk) om de kooldioxide door een bed van voorbevochtigde, groene koffiebonen te laten circuleren. Bij dergelijke drukken krijgt kooldioxide unieke, “superkritische” eigenschappen die zijn bruikbaarheid als oplosmiddel vergroten.Superkritisch kooldioxide heeft een dichtheid als die van een vloeistof, maar de viscositeit en diffusiteit zijn vergelijkbaar met die van een gas. Deze eigenschappen verlagen de pompkosten aanzienlijk. Koolstofdioxide is een populair oplosmiddel omdat het een relatief laag kritiek punt heeft, en het is van nature overvloedig. Het cafeïnerijke kooldioxide dat het extractievat verlaat, wordt ofwel door een bed van geactiveerde kool geleid of door een waterbadtoren om de cafeïne te absorberen. Het kooldioxide wordt vervolgens teruggevoerd naar het extractievat. Superkritische kooldioxide-cafeïnevrijmaking is kapitaalintensief, maar biedt zeer goede opbrengsten. Het kan doorgaans 96 tot 98 procent van de cafeïne die oorspronkelijk in de bonen aanwezig was, extraheren. “