Для многих аромат свежесваренного кофе является началом отличного дня. Однако кофеин может вызывать головные боли и нервозность у некоторых людей. Поэтому многие предпочитают кофе без кофеина. Как профессор химии, я часто исследую, почему некоторые химические вещества растворяются в определенных жидкостях, и процесс декофеинизации служит захватывающим примером этих принципов. Стоит отметить, что даже лучшие методы декофеинизации оставляют около 7 миллиграммов кофеина в чашке объемом 8 унций.

Цель декофеинизации — удалить кофеин, сохранив при этом ароматические и вкусовые соединения кофе. За прошедшие годы было разработано несколько методов, но почти все производители кофе теперь полагаются на один из трех распространенных методов: метод углекислого газа, швейцарский метод и методы на основе растворителей.

Метод углекислого газа

Относительно новый метод углекислого газа (CO₂), разработанный в начале 1970-х годов, использует высокое давление CO₂ для извлечения кофеина из предварительно увлажненных зеленых кофейных зерен. Этот процесс начинается с того, что производители закачивают CO₂ в герметичный сосуд, содержащий увлажненные зерна. Молекулы кофеина растворяются в CO₂, который затем отделяется от зерен и пропускается через емкость с водой или слой активированного угля. Активированный уголь, нагретый до высоких температур и подвергнутый воздействию пара и кислорода, становится пористым и улавливает кофеин и другие соединения.

После фильтрации кофеина обезвоженные зерна сушат с использованием тепла, что вызывает испарение оставшегося CO₂. CO₂ можно повторно сжать и использовать снова, что делает этот метод эффективным и экологически чистым. Эта техника удаляет 96% до 98% кофеина, оставляя только минимальные следы CO₂. Однако необходимость в дорогом оборудовании означает, что этот метод в основном используется для декофеинизации коммерческого кофе, продаваемого в супермаркетах.

Швейцарский метод

Швейцарский метод, коммерчески использующийся с начала 1980-х годов, использует горячую воду для декофеинизации кофе. Сначала зеленые кофейные зерна замачивают в горячей воде, что извлекает кофеин и другие соединения. Этот процесс похож на заваривание кофе, при котором горячая вода вытягивает кофеин и другие химические вещества из зерен. Затем вода, содержащая кофеин, проходит через фильтры с активированным углем, которые улавливают кофеин, позволяя большинству ароматических соединений остаться в воде.

Затем производители используют эту насыщенную вкусом воду для замачивания новой партии зерен. Этот шаг позволяет вернуть ароматические соединения, потерянные в процессе первоначального замачивания, обратно в зерна, сохраняя естественный вкус кофе. Швейцарский метод, ценимый за его отсутствие химических веществ, способен удалять 94% до 96% кофеина.

Методы на основе растворителей

Наиболее традиционный и широко используемый подход, методы на основе растворителей, восходит к началу 20 века. Эти методы используют органические растворители, такие как этиловый ацетат и метиленхлорид, для извлечения кофеина из зеленых кофейных зерен. Существует два основных метода на основе растворителей: прямой и непрямой методы.

В прямом методе увлажненные зерна замачивают непосредственно в растворителе или в водном растворе, содержащем растворитель. Растворитель извлекает большую часть кофеина и других соединений с аналогичной растворимостью из зерен. Через примерно 10 часов зерна удаляют из растворителя и сушат.

В непрямом методе зерна замачивают в горячей воде на несколько часов перед удалением. Вода, теперь содержащая кофеин, обрабатывается растворителем. Метиленхлорид, самый распространенный растворитель, образует слой на поверхности воды. Кофеин лучше растворяется в метиленхлориде, чем в воде, что позволяет производителям отделить богатый кофеином слой. Затем «безкофеиновую» воду можно использовать повторно для замачивания новых зерен, возвращая некоторые ароматические соединения, удаленные на первом этапе. Эти методы эффективно удаляют около 96% до 97% кофеина.

Безопасен ли кофе без кофеина?

Этиловый ацетат, естественно встречающийся во многих продуктах питания, считается безопасным для декофеинизации по мнению Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA). Метиленхлорид, считающийся небезопасным при концентрациях выше 10 миллиграммов на килограмм массы тела, присутствует в декофеинированном кофе в значительно меньших количествах — около 2 до 3 миллиграммов на килограмм, что значительно ниже пределов безопасности, установленных FDA. Управление по охране труда и его европейские коллеги устанавливают строгие правила, чтобы свести к минимуму воздействие метиленхлорида на рабочих, участвующих в процессе декофеинизации.

После декофеинизации с использованием метиленхлорида кофейные зерна пропаривают и сушат, а затем обжаривают при высоких температурах. Этот процесс гарантирует испарение любых остатков метиленхлорида. Шаг обжаривания также создает новые ароматические соединения, придавая кофе его характерный вкус. Кроме того, большинство людей заваривают кофе при температурах от 190°F до 212°F, что также способствует испарению оставшегося метиленхлорида.

Сохранение аромата и вкуса

Химически невозможно удалить только кофеин без воздействия на другие соединения в зернах, поэтому некоторая потеря вкуса неизбежна. Однако такие методы, как швейцарский метод и непрямые методы на основе растворителей, включают шаги по повторному введению некоторых из этих соединений, улучшая вкус кофе. Хотя это не идеально, эти процессы позволяют наслаждаться чашкой ароматного кофе без кофеина — если, конечно, не случится путаница с кофейниками.

Благодаря этим передовым процессам декофеинизации вы можете наслаждаться вкусным кофе без кофеина, уверенные в науке, обеспечивающей великолепный опыт.