Химик объясняет химический состав кофе без кофеина

Существует три способа сохранить вкус кофе в зернах, удалив при этом содержащийся в них кофеин.

Для многих людей аромат свежесваренного кофе — это начало отличного дня. Но кофеин может вызывать головную боль и нервозность у окружающих. Именно поэтому многие люди предпочитают пить кофе без кофеина.

Я профессор химии, который читал лекции о том, почему химические вещества растворяются в одних жидкостях, но не растворяются в других. Процессы удаления кофеина являются прекрасными примерами из реальной жизни, подтверждающими эти химические концепции. Однако даже самый лучший способ удаления кофеина не удаляет весь кофеин — в чашке весом 8 унций обычно остается около 7 миллиграммов кофеина.

Производители кофе без кофеина хотят удалить кофеин, сохранив при этом все — или, по крайней мере, большинство — других химических соединений, придающих ему аромат и вкус. Процесс удаления кофеина имеет богатую историю, и в настоящее время почти все производители кофе используют один из трех распространенных методов.

Все эти методы, которые также используются для приготовления чая без кофеина, начинаются с предварительно увлажненных зеленых или необжаренных кофейных зерен. При использовании обжаренных кофейных зерен получается кофе с совершенно иным ароматом и вкусом, поскольку на этапах удаления кофеина удаляются некоторые вкусовые и ароматические соединения, образующиеся при обжарке.

Метод с использованием углекислого газа

В относительно новом методе получения углекислого газа, разработанном в начале 1970-х годов, производители используют co₂ под высоким давлением для извлечения кофеина из увлажненных кофейных зерен. Co₂ закачивают в герметичный сосуд с увлажненными кофейными зернами, и молекулы кофеина растворяются в co₂.

После отделения содержащего кофеин CO₂ от зерен производители пропускают смесь CO₂ либо через емкость с водой, либо через слой активированного угля. Активированный уголь — это уголь, нагретый до высоких температур и подвергнутый воздействию пара и кислорода, в результате чего в угле образуются поры. На этом этапе кофеин и, скорее всего, другие химические соединения, некоторые из которых влияют на вкус кофе, отфильтровываются.

Эти соединения либо связываются в порах активированного угля, либо остаются в воде. Производители сушат зерна без кофеина с помощью нагрева. При нагревании весь оставшийся co₂ испаряется. Затем производители могут увеличить давление и повторно использовать тот же co₂.

Этот метод позволяет удалить от 96 до 98 процентов кофеина, и в полученном кофе остается лишь минимальное количество CO₂.

Этот метод, требующий дорогостоящего оборудования для приготовления и обработки кофеина, широко используется для обеззараживания товарного кофе или кофе из супермаркетов.

Швейцарский водный процесс

Швейцарский водный метод, впервые применявшийся в коммерческих целях в начале 1980-х годов, предусматривает использование горячей воды для удаления кофеина.

Сначала производители замачивают партию зеленых кофейных зерен в горячей воде, которая извлекает из зерен кофеин и другие химические соединения.

Это похоже на то, что происходит, когда вы завариваете обжаренные кофейные зерна — вы помещаете темные зерна в чистую воду, и химические вещества, которые придают кофе темный цвет, выщелачиваются из зерен в воду. Аналогичным образом, горячая вода вытягивает кофеин из зерен, которые еще не были очищены от кофеина.

Во время замачивания концентрация кофеина в кофейных зернах выше, чем в воде, поэтому кофеин переходит из зерен в воду. Затем производители вынимают бобы из воды и помещают их в пресную воду, в которой нет кофеина, — таким образом, процесс повторяется, и еще больше кофеина попадает из бобов в воду. Производители повторяют этот процесс до 10 раз, пока в зернах практически не останется кофеина.

Полученная вода, которая теперь содержит кофеин и все вкусовые добавки, растворенные в зернах, пропускается через фильтры с активированным углем. Они задерживают кофеин и другие химические соединения аналогичного размера, такие как сахара и органические соединения, называемые полиаминами, в то же время позволяя большинству других химических соединений оставаться в отфильтрованной воде.

Затем производители используют отфильтрованную воду, насыщенную вкусом, но лишенную большей части кофеина, для замачивания новой партии кофейных зерен. На этом этапе вкусовые добавки, утраченные в процессе замачивания, возвращаются в зерна.

Швейцарский способ приготовления кофе на воде ценится за то, что он не содержит химических веществ и позволяет сохранить большую часть натурального аромата кофе. Доказано, что этот метод позволяет удалить от 94 до 96 процентов кофеина.