W jaki sposób usuwa się kofeinę w celu wyprodukowania kawy bezkofeinowej?

Fergus Clydesdale, kierownik Wydziału Nauk o Żywności na Uniwersytecie Massachusetts w Amherst, udziela następującej odpowiedzi:

„Po pierwsze, pewne tło Kawa jest drugim najpopularniejszym napojem na świecie, zaraz po herbacie. Historycy uważali, że stosowanie kawy jako środka pobudzającego pochodzi ze starożytnej Abisynii (Etiopia). Kofeina jest składnikiem kawy odpowiedzialnym za łagodne działanie pobudzające ośrodkowy układ nerwowy. Kubek kawy o pojemności sześciu uncji zawiera zazwyczaj od około 50 do 75 miligramów kofeiny, chociaż ilość ta różni się znacznie w zależności od metody przygotowania i rodzaju kawy; kawa Robusta zawiera na przykład prawie dwa razy więcej kofeiny niż na przykład Arabika. Dla osób wrażliwych na kofeinę nawet 10 miligramów może powodować dyskomfort. Dlatego prawie wszystkie kawy bezkofeinowe zawierają mniej niż 10 miligramów kofeiny (zazwyczaj dwa do pięciu miligramów) na porcja. Dziś kawa bezkofeinowa stanowi około 12 procent całkowitego spożycia kawy na świecie, czyli prawie 1 miliard funtów rocznie.

„Pierwszy proces usuwania kofeiny z kawy został wynaleziony przez Ludwiga Roseliusa w 1905 roku. Metoda Roseliusa wykorzystywała benzen, potencjalnie toksyczny węglowodór do usuwania kofeiny ze zmoczonych, zielonych ziaren kawy. Nowoczesne procesy usuwania kofeiny są znacznie łagodniejsze; wielu twierdzi, że jest „naturalnie pozbawiona kofeiny”.

„Obecnie w użyciu są trzy główne procesy bezkofeinowe. Mają one pewne podstawowe podobieństwa. We wszystkich trzech podejściach zielona lub palona fasola jest najpierw zwilżana, dzięki czemu Kafeina jest rozpuszczalna, dzięki czemu można ją wyciągnąć. Ponadto, wszystkie one usuwają kofeinę z zielonej kawy w umiarkowanych temperaturach, zwykle w zakresie od 70 do 100 stopni Celsjusza (160 do 210 stopni Fahrenheita).

„Jedną z metod jest obróbka wody. Jak można się spodziewać, proces ten wykorzystuje wodę jako rozpuszczalnik do usuwania kofeiny z ziaren zielonej kawy. Zwykle stosuje się proces ekstrakcji baterii przy użyciu od ośmiu do 12 naczyń; każdy pojemnik zawiera zieloną kawę na innym etapie bezkofeiny.

„Mieszanka wody i ekstraktu z zielonej kawy, która została już zredukowana w kofeinę, krąży wokół ziaren kawy w baterii ekstrakcyjnej (oleje zawarte w ekstraktach kawy w procesie odkofeinowania). Po ustalonym czasie naczynie, które zostało wystawione na działanie ekstraktu o niskiej zawartości kofeiny, jest izolowane i opróżniane. Bezkofeinowe ziarna kawy są następnie płukane i suszone, a do strumienia wypływa naczynie zawierające świeżą zieloną kawę. Ekstrakt bogaty w kofeinę który został pobrany z naczynia zawierającego świeżą, zieloną kawę jest przepuszczany przez złoże węgla aktywnego, który absorbuje kofeinę. Węgiel ten został wstępnie poddany obróbce węglowodanem, typowo sacharozą, która pomaga wchłaniać kofeinę bez usuwania innych związków wpływających na smak kawa. Sacharoza blokuje miejsca węglowe, które normalnie absorbowałyby cukry z płynnego ekstraktu z zielonej kawy. Ekstrakt o zmniejszonej zawartości kofeiny akt można następnie ponownie wykorzystać, aby rozpocząć proces od nowa. Proces wodny jest naturalny (to znaczy nie zawiera żadnych chemikaliów), ale nie jest bardzo specyficzny dla kofeiny; usuwa od 94 do 96 procent kofeiny.

„Drugą metodą usuwania kofeiny jest metoda bezpośredniego rozpuszczalnika. Obecnie technika ta zwykle wykorzystuje chlorek metylenu (stosowany głównie w Europie), olej kawowy lub octan etylu do rozpuszczania kofeiny i wyekstrahować go z kawy. Octan etylu to ester, który występuje naturalnie w owocach i warzywach, takich jak banany, jabłka i kawa. Rozpuszczalnik w płynie przepływa przez warstwę wilgotnych, zielonych ziaren kawy, usuwając część kofeiny; następnie rozpuszczalnik jest odzyskiwany w wyparki, a ziarna są myte wodą. Pozostałości rozpuszczalnika są usuwane z kawy do poziomu przez gotowanie na parze. Często w procesie tym wykorzystuje się przetwarzanie wsadowe – to znaczy, do naczynia dodaje się rozpuszczalnik, cyrkuluje i opróżnia kilka razy, aż do kawa została pozbawiona kofeiny do pożądanego poziomu. Rozpuszczalniki są używane, ponieważ są one generalnie bardziej precyzyjnie ukierunkowane na kofeinę niż węgiel kamienny, pozostawiając prawie wszystkie niekofeiny olids. Bardziej specyficzne dla kofeiny rozpuszczalniki, takie jak chlorki metylenu, mogą wyekstrahować od 96 do 97 procent kofeiny.

„Trzecie podejście, kofeina z dwutlenkiem węgla w stanie nadkrytycznym, jest bardzo podobne do metod z bezpośrednim rozpuszczalnikiem, z tym że w tym przypadku rozpuszczalnikiem jest dwutlenek węgla. Naczynia wysokociśnieniowe (pracujące pod ciśnieniem około 250 do 300 razy większym od atmosferycznego) służą do cyrkulacji dwutlenku węgla przez złoże wstępnie zwilżonych, zielonych ziaren kawy. Przy takich ciśnieniach dwutlenek węgla nabiera unikalnych, „nadkrytycznych” właściwości które zwiększają jego użyteczność jako rozpuszczalnika.Dwutlenek węgla w stanie nadkrytycznym ma gęstość podobną do cieczy, ale jego lepkość i dyfuzyjność są podobne do gazów. Cechy te znacznie obniżają koszty pompowania. Dwutlenek węgla jest popularnym rozpuszczalnikiem, ponieważ ma punkt krytyczny o stosunkowo niskim ciśnieniu i występuje w jego naturalnej ilości. Bogaty w kofeinę dwutlenek węgla opuszczający naczynie ekstrakcyjne jest kierowany przez złoże węgla aktywnego lub przez wieżę wodną w celu wchłonięcia kofeiny. Dwutlenek węgla jest następnie zawracany do naczynia ekstrakcyjnego. Odkofeinowanie dwutlenkiem węgla w stanie nadkrytycznym jest kapitałochłonne, ale zapewnia bardzo dobre plony. Zwykle może wyodrębnić od 96 do 98 procent kofeiny pierwotnie zawartej w ziarnach.