بالنسبة للكثيرين، فإن رائحة القهوة الطازجة هي بداية ليوم رائع. ومع ذلك، يمكن أن يسبب الكافيين الصداع والتوتر لبعض الأشخاص. لذلك يفضل الكثيرون اختيار القهوة منزوعة الكافيين. كأستاذ في الكيمياء، غالباً ما أستكشف لماذا تذوب بعض المواد الكيميائية في سوائل معينة، وعملية إزالة الكافيين هي مثال واقعي رائع لهذه المبادئ. ومن الجدير بالذكر أن حتى أفضل طرق إزالة الكافيين تترك حوالي 7 ملليغرامات من الكافيين في كوب بحجم 8 أوقية.

تهدف عملية إزالة الكافيين إلى إزالة الكافيين مع الحفاظ على المركبات العطرية والنكهة في القهوة. على مر السنين، تم تطوير العديد من الطرق، لكن تقريبًا جميع منتجي القهوة يعتمدون الآن على واحدة من ثلاث تقنيات شائعة: طريقة ثاني أكسيد الكربون، الطريقة السويسرية، والطرق المعتمدة على المذيبات.

طريقة ثاني أكسيد الكربون

تستخدم طريقة ثاني أكسيد الكربون (CO₂) الجديدة نسبيًا، التي تم تطويرها في أوائل السبعينيات، ثاني أكسيد الكربون عالي الضغط لاستخراج الكافيين من حبوب القهوة الخضراء المبللة مسبقًا. تبدأ هذه العملية بضخ ثاني أكسيد الكربون في وعاء مغلق يحتوي على الحبوب المبللة. تذوب جزيئات الكافيين في ثاني أكسيد الكربون، الذي يتم فصله بعد ذلك عن الحبوب ويمر عبر وعاء من الماء أو فوق سرير من الكربون المنشط. يتم تسخين الكربون المنشط إلى درجات حرارة عالية ويتعرض للبخار والأكسجين، مما يجعله مساميًا ويحتجز الكافيين والمركبات الأخرى.

بعد ترشيح الكافيين، يتم تجفيف الحبوب المنزوعة الكافيين باستخدام الحرارة، مما يتسبب في تبخر أي بقايا من ثاني أكسيد الكربون. يمكن إعادة ضغط ثاني أكسيد الكربون واستخدامه مرة أخرى، مما يجعل هذه الطريقة فعالة وصديقة للبيئة. تزيل هذه التقنية 96٪ إلى 98٪ من الكافيين، تاركة بقايا قليلة فقط من ثاني أكسيد الكربون. ومع ذلك، فإن الحاجة إلى معدات مكلفة تعني أنها تستخدم بشكل رئيسي لإزالة الكافيين من القهوة التجارية الموجودة في السوبرماركت.

الطريقة السويسرية

تستخدم الطريقة السويسرية، التي تم تقديمها تجاريًا في أوائل الثمانينيات، الماء الساخن لإزالة الكافيين من القهوة. في البداية، يتم نقع حبوب القهوة الخضراء في الماء الساخن، مما يستخرج الكافيين والمركبات الأخرى. تشبه هذه العملية تخمير القهوة، حيث يسحب الماء الساخن الكافيين والمواد الكيميائية الأخرى من الحبوب. يتم بعد ذلك تمرير الماء المحتوي على الكافيين عبر مرشحات الفحم النشط، التي تحتجز الكافيين مع السماح لمعظم المركبات العطرية بالبقاء في الماء.

ثم يستخدم المنتجون هذا الماء المشبع بالنكهة لنقع دفعة جديدة من الحبوب. تتيح هذه الخطوة إعادة دخول المركبات العطرية التي فقدت أثناء النقع الأولي إلى الحبوب، مما يحافظ على نكهة القهوة الطبيعية. تعتبر الطريقة السويسرية، التي تقدر بكونها خالية من المواد الكيميائية، قادرة على إزالة 94٪ إلى 96٪ من الكافيين.

الطرق المعتمدة على المذيبات

النهج التقليدي والأكثر استخدامًا، الطرق المعتمدة على المذيبات، يعود إلى أوائل القرن العشرين. تستخدم هذه الطرق مذيبات عضوية مثل خلات الإيثيل وكلوريد الميثيلين لاستخراج الكافيين من حبوب القهوة الخضراء. هناك طريقتان رئيسيتان تعتمد على المذيبات: الطريقة المباشرة والطريقة غير المباشرة.

في الطريقة المباشرة، يتم نقع الحبوب المبللة مباشرة في المذيب أو في محلول مائي يحتوي على المذيب. يستخرج المذيب معظم الكافيين والمركبات الأخرى ذات الذوبانية المشابهة من الحبوب. بعد حوالي 10 ساعات، يتم إزالة الحبوب من المذيب وتجفيفها.

في الطريقة غير المباشرة، يتم نقع الحبوب في الماء الساخن لعدة ساعات قبل إزالتها. يتم معالجة الماء، الذي يحتوي الآن على الكافيين، بالمذيب. يشكل كلوريد الميثيلين، المذيب الأكثر شيوعًا، طبقة على سطح الماء. يذوب الكافيين بشكل أفضل في كلوريد الميثيلين من الماء، مما يسمح للمنتجين بفصل الطبقة الغنية بالكافيين. يمكن بعد ذلك إعادة استخدام الماء “الخالي من الكافيين” لنقع الحبوب الجديدة، مما يعيد إدخال بعض المركبات العطرية المزالة في الخطوة الأولى. تزيل هذه الطرق حوالي 96٪ إلى 97٪ من الكافيين.

هل القهوة منزوعة الكافيين آمنة للشرب؟

تعتبر خلات الإيثيل، الموجودة طبيعيًا في العديد من الأطعمة، آمنة من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية لاستخدامها في إزالة الكافيين. يعتبر كلوريد الميثيلين غير آمن عند تركيزات تزيد عن 10 ملليغرام لكل كيلوغرام من وزن الجسم، ولكن مستوياته في القهوة المنزوعة الكافيين أقل بكثير، حوالي 2 إلى 3 ملليغرام لكل كيلوغرام، مما يجعلها ضمن حدود الأمان المحددة من قبل إدارة الغذاء والدواء. تفرض إدارة السلامة والصحة المهنية ونظيراتها الأوروبية قواعد صارمة لضمان الحد الأدنى من التعرض للعاملين في عملية إزالة الكافيين.

بعد إزالة الكافيين باستخدام كلوريد الميثيلين، يتم تبخير وتجفيف حبوب القهوة قبل تحميصها في درجات حرارة عالية. تضمن هذه العملية تبخر أي بقايا من كلوريد الميثيلين. كما ينتج عن خطوة التحميص مركبات نكهة جديدة، مما يمنح القهوة نكهتها المميزة. بالإضافة إلى ذلك، يتم تحضير معظم الناس قهوتهم في درجات حرارة تتراوح بين 190°F إلى 212°F، مما يضمن تبخر أي كلوريد ميثيلين متبقي.

الحفاظ على الرائحة والنكهة

من المستحيل كيميائيًا إزالة الكافيين فقط دون التأثير على المركبات الأخرى في الحبوب، لذا فإن فقدان بعض النكهة أمر لا مفر منه. ومع ذلك، تتضمن تقنيات مثل الطريقة السويسرية والطرق غير المباشرة المعتمدة على المذيبات خطوات لإعادة إدخال بعض هذه المركبات، مما يعزز نكهة القهوة. وعلى الرغم من أنها ليست مثالية، فإن هذه العمليات تسمح لك بالاستمتاع بفنجان قهوة غني بالنكهة دون الكافيين – إلا إذا حدث خلط بين أواني القهوة.

بفضل هذه العمليات المتقدمة لإزالة الكافيين، يمكنك الاستمتاع بقهوة لذيذة وخالية من الكافيين، مع الثقة في العلم الذي يضمن تجربة رائعة.