Wie wird Koffein entfernt, um entkoffeinierten Kaffee herzustellen?
FergusClydesdale, Leiter der Abteilung für Lebensmittelwissenschaften an der Universität von Massachusetts in Amherst, gibt folgende Antwort:
„Zuerst: Hintergrundinformationen: Kaffee ist nach Tee das zweitbeliebteste Getränk der Welt. Historiker glaubten, dass die Verwendung von Kaffee als Stimulans aus dem alten Abessinien (Äthiopien) stammt. Koffein ist der Bestandteil von Kaffee, der für seine milde stimulierende Wirkung auf das zentrale Nervensystem verantwortlich ist. Eine 6-Unzen-Tasse Kaffee enthält normalerweise ungefähr 50 bis 75 Milligramm Koffein, obwohl die Menge je nach Zubereitungsmethode und Kaffeesorte erheblich variiert. Robusta-Kaffee enthält beispielsweise fast doppelt so viel Koffein wie Arabica. Für Menschen, die empfindlich auf Koffein reagieren Selbst 10 Milligramm können zu Beschwerden führen. Deshalb enthalten fast alle entkoffeinierten Kaffees weniger als 10 Milligramm Koffein (normalerweise zwei bis fünf Milligramm) pro Koffein Portion. Heute macht entkoffeinierter Kaffee ungefähr 12 Prozent des weltweiten Kaffeekonsums aus, was fast 1 Milliarde Pfund pro Jahr entspricht.
„Das erste Verfahren zur Entkoffeinierung von Kaffee wurde 1905 von Ludwig Roselius erfunden. Roselius Methode verwendete Benzol, potentiell toxisch Kohlenwasserstoff, um Koffein aus vorgefeuchteten, grünen Kaffeebohnen zu entfernen. Moderne Entkoffeinierungsprozesse sind viel schonender; Viele machen dies deutlich, indem sie behaupten, „natürlich entkoffeiniert“ zu sein.
„Derzeit werden drei Hauptentkoffeinierungsverfahren angewendet. Sie weisen einige grundlegende Ähnlichkeiten auf. Bei allen drei Ansätzen werden die grünen oder gerösteten Bohnen zuerst angefeuchtet und hergestellt Das Koffein ist löslich, damit es herausgezogen werden kann. Außerdem entkoffeinieren sie alle grünen Kaffee bei moderaten Temperaturen, typischerweise im Bereich von 70 bis 100 Grad Celsius (160 bis 210 Grad Fahrenheit).
„Eine Methode ist die Wasseraufbereitung. Wie zu erwarten ist, wird bei diesem Verfahren Wasser als Lösungsmittel verwendet, um Koffein aus den grünen Kaffeebohnen zu entfernen. Typischerweise wird ein Batterieextraktionsverfahren unter Verwendung von 12 Gefäßen angewendet; Jedes Gefäß enthält grünen Kaffee in einem anderen Stadium der Entkoffeinierung.
„Eine Mischung aus Wasser und Rohkaffeeextrakt, die bereits koffeinreduziert wurde, zirkuliert innerhalb der Extraktionsbatterie um die Kaffeebohnen (Öle in der Kaffeeextraktionshilfe) im Entkoffeinierungsprozess). Nach einer vorbestimmten Zeit wird das Gefäß, das dem koffeinarmen Extrakt ausgesetzt war, isoliert und entleert. Die entkoffeinierten Kaffeebohnen werden dann gespült und getrocknet, und ein Gefäß mit frischem Rohkaffee wird in Betrieb genommen. Der koffeinreiche Extrakt wird in Betrieb genommen Das aus dem Gefäß mit dem frischen, grünen Kaffee entnommene Produkt wird durch ein Aktivkohlebett geleitet, das das Koffein absorbiert. Die Entladungskohle wurde mit einem Kohlenhydrat, typischerweise Saccharose, vorbehandelt, das die Aufnahme von Koffein unterstützt, ohne andere Verbindungen zu entfernen, die zum Geschmack des Kaffees beitragen Kaffee. Thesucrose blockiert Kohlenstoffstellen, die normalerweise Zucker aus dem flüssigen Rohkaffeeextrakt absorbieren würden. Das koffeinreduzierte Ext act kann dann wiederverwendet werden, um den Prozess erneut zu beginnen. Der Wasserprozess ist natürlich (dh er enthält keine Chemikalien), aber er ist nicht sehr spezifisch für Koffein. Es entfernt 94 bis 96 Prozent des Koffeins.
„Eine zweite Entkoffeinierungsmethode ist die direkte Lösungsmittelmethode. Heutzutage werden bei dieser Technik normalerweise Methylenchlorid (vorwiegend in Europa verwendet), Kaffeeöl oder Ethylacetat verwendet, um das Koffein aufzulösen Ethylacetat ist ein Ester, der natürlicherweise in Früchten und Gemüsesorten wie Bananen, Äpfeln und Kaffee enthalten ist. Das flüssige Lösungsmittel wird durch ein Bett aus feuchten, grünen Kaffeebohnen zirkuliert, wobei ein Teil des Koffeins entfernt wird. Das Lösungsmittel wird dann wieder eingefangen ein Verdampfer, und die Bohnen werden mit Wasser gewaschen. Rückstände des Lösungsmittels werden durch Dämpfen der Bohnen aus den Kaffee-Spuren entfernt. Oft wird bei diesem Verfahren eine Chargenverarbeitung verwendet – das heißt, Lösungsmittel wird in das Gefäß gegeben, zirkuliert und mehrmals entleert, bis das Kaffee wurde auf das gewünschte Maß entkoffeiniert. Lösungsmittel werden verwendet, da sie im Allgemeinen genauer auf Koffein als auf Holzkohle abzielen und fast alle Nichtkoffeinstoffe zurücklassen Olide. Weitere koffeinspezifische Lösungsmittel wie Methylenchloride können 96 bis 97 Prozent des Koffeins extrahieren.
„Der dritte Ansatz, die überkritische Kohlendioxid-Koffeinierung, ist den direkten Lösungsmittelverfahren sehr ähnlich, mit der Ausnahme, dass dies der Fall ist Wenn das Lösungsmittel Kohlendioxid ist. Hochdruckgefäße (die bei etwa 250 bis 300-fachem Atmosphärendruck arbeiten) werden verwendet, um das Kohlendioxid durch ein Bett aus vorgefeuchteten grünen Kaffeebohnen zu zirkulieren. Bei solchen Drücken nimmt Kohlendioxid einzigartige „überkritische“ Eigenschaften an das verbessert seine Nützlichkeit als Lösungsmittel.Überkritisches Kohlendioxid hat eine Dichte wie die einer Flüssigkeit, aber seine Viskosität und Diffusionsfähigkeit ähneln denen eines Gases. Diese Eigenschaften senken die Pumpkosten erheblich. Kohlendioxid ist ein beliebtes Lösungsmittel, da es einen relativ niedrigen kritischen Druckpunkt aufweist und von Natur aus reichlich vorhanden ist. Das aus dem Extraktionsgefäß austretende koffeinreiche Kohlendioxid wird entweder durch ein Bett aus Aktivkohle oder durch einen Wasserbadbad geleitet, um das Koffein zu absorbieren. Das Kohlendioxid wird dann in das Extraktionsgefäß zurückgeführt. Die überkritische Entkoffeinierung von Kohlendioxid ist kapitalintensiv, bietet jedoch sehr gute Ausbeuten. Es kann typischerweise 96 bis 98 Prozent des ursprünglich in den Bohnen vorhandenen Koffeins extrahieren. „