Food-Info.net> Produkty żywnościowe > Kawa

Produkcja kawy bezkofeinowej

Kawa bezkofeinowa

Celem dekofeinizacji jest otrzymanie kawy, która zachowuje aromat i smak pomimo zastosowania procesów pozbawiających ją kofeiny. Ponieważ większość związków zapachowych powstaje podczas procesu prażenia ziaren kawy, kofeinę usuwa się wcześniej, z zielonych nasion. Obecnie dostępne są na rynku całe nasiona pozbawione kofeiny, kawa prażona i mielona oraz kawa rozpuszczalna.

Historia

Pierwsza skuteczna ekstrakcja kofeiny z ziaren kawy przeprowadzona została przez niemieckiego chemika Rungego w 1820 roku. Jego przyjaciel, poeta Goethe, podsunął pomysł, aby poddać analizie składniki kawy w celu znalezienia przyczyny jego bezsenności. Stąd wzięła początek historia kawy bezkofeinowej. Prawdziwy zwrot technologiczny nastąpił jednak dopiero na przełomie wieków, gdy Ludwig Roselius postanowił poddać ziarna kawy wstępnej obróbce przy użyciu pary, przed poddaniem ich działaniu rozpuszczalnika kofeiny. Działanie gorącej pary powoduje napęcznienie ziaren, co zwiększa ich powierzchnię i ułatwia ekstrakcję kofeiny. Odkrycie Roseliusa umożliwiło produkcję bezkofeinowej kawy na skalę przemysłową. W 1906 roku powstała w Bremie Kaffee HAG, założona przez Roseliusa.

Duńska reklama Coffee Hagz lat 20-tych XX wieku. Podobne reklamy, sugerujące, że kawa “oczyszcza” serce, pojawiły się w całej Europie

Wstępna obróbka parą wodną jest nadal stosowana jako pierwszy etap współczesnych procesów produkcji kawy bezkofeinowej, choć dokonano znacznego postępu w technologii i stosowanych rozpuszczalnikach.

Metody produkcji kawy bezkofeinowej

Proces dekofeinizacji wymaga przede wszystkim poddania zielonych ziaren kawy działaniu rozpuszczalnika, a następnie usunięciu rozpuszczalnika z nasion. W praktyce przemysłowej, stosuje sie obecnie trzy metody dekafainacji:

• z użyciem rozpuszczalników chemicznych,
• z użyciem gazów nadkrytycznych,
• z użyciem wody i ekstraktów pozbawionych kofeiny.

Dekofeinizacja z użyciem rozpuszczalników chemicznych

Zielone ziarno poddaje się najpierw działaniu pary wodnej pod ciśnieniem. Powoduje to napęcznienie ziaren, zwiększa ich powierzchnię i ułatwia usunięcie kofeiny. Kolejnym etapem jest usunięcie kofeiny, również pod ciśnieniem, z użyciem rozpuszczalnika, w temperaturze zbliżonej do temperatury wrzenia rozpuszczalnika. Zasadniczo, rozpuszczalnik powinien usunąć kofeinę bez uszkodzenia ziarna. Po zakończeniu procesu, w kawie pozostają śladowe ilości rozpuszczalnika. Pomimo to, zastosowany rozpuszczalnik powinien być nieszkodliwy dla zdrowia konsumenta kawy bezkofeinowej. Rozpuszczalniki stosowane w procesie dekofeinacji poddawane są testom żywieniowym na zwierzętach i ludziach i poddawane ocenie przez państwowe instytucje naukowe. Obecnie, kryteria te spełniają chlorek metylenu oraz octan etylu.

Zaletą chlorku metylenu jest stosunkowo niska temperatura wrzenia (40°C), dlatego może on być stosowany w niskich temperaturach. Po wykonaniu dokładnych badań, Federalna Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) w USA, wyraziła w 1985 roku zgodę na wykorzystanie chlorku metylenu w produkcji kawy bezkofeinowej.

Octan etylu znajduje się na liście związków „GRAS” (powszechnie uważane za bezpieczne), opublikowanej przez FDA, jako substancja zapachowa. Związek ten występuje naturalnie w wielu owocach w ilościach wyższych od tych, znajdujących się w kawie bezkofeinowej.

Kofeina, którą usuwa się z rozpuszczalnika metodą destylacji posiada wiele zastosowań przemysłowych, na przykład jako środek farmaceutyczny lub dodatek smakowy. Pozostałości rozpuszczalnika pozostałe w ziarnie są usuwane przez ponowne użyciu pary wodnej i ziarna są suszone.

Dekofeinizacja z użyciem gazów nadkrytycznych

Przy podwyższonym ciśnieniu, w temperaturze powyżej „punktu krytycznego” gazy zachowują się jak ciecze i mogą być stosowane jako rozpuszczalniki. Dwutlenek węgla w stanie nadkrytycznym, jest wykorzystywany jako selektywny rozpuszczalnik kofeiny. Kofeinę ekstrahuje się dwutlenkiem węgla w temperaturze około 70°C i pod wysokim ciśnieniem z zielonych nasion kawy poddanych wcześniej działaniu pary wodnej. Następnie kofeinę separuje się z gazu poprzez wypłukiwanie lub adsorpcję, zaś gaz jest wykorzystany ponownie. W tej metodzie woskowa warstwa na powierzchni ziarna kawy pozostaje nienaruszona, a usuwana jest jedynie kofeina.

Dekofeinizacja z użyciem wody i ekstraktów pozbawionych kofeiny

Opracowano szereg różnych procesów, w których usuwa się kofeinę nie z samych ziaren, lecz z ekstraktu związków rozpuszczalnych w wodzie, otrzymanego przez moczenie kawy w gorącej wodzie. Proces ten nosi nazwę „metoda pośredniego rozpuszczalnika”, a kofeina jest usuwana z ekstraktu poprzez adsorpcję z użyciem węgla aktywowanego (węgiel drzewny). Pozbawiony kofeiny ekstrakt stosowany jest ponownie do dekofeinizacji zielonej kawy. Zastosowanie tych metod, powoduje jednak straty pewnych, rozpuszczalnych w wodzie składników kawy, takich jak węglowodany i kwasy chlorogenowe.

W metodzie o nazwie „swiss water process” zielone ziarna kawy są moczone w wodzie, a powstały ekstrakt przepuszcza się przez złoże węgla aktywowanego, jak powyżej. Mieszanina pozbawiona kofeiny jest następnie dodawana do częściowo wysuszonych ziaren kawy, przed ich końcowym suszeniem i paleniem.

Przepisy dotyczące kawy bezkofeinowej

Przepisy Unii Europejskiej stanowią, że w produkcji kawy bezkofeinowej zawartość kofeiny nie może przekraczać 0,1% w zielonych ziarnach, oraz 0,3% w ekstraktach kawy (kawa rozpuszczalna), w przeliczeniu na suchą masę.

Wszystkie stosowane obecnie metody usuwają co najmniej 97% kofeiny występującej naturalnie w ziarnach kawowych. Filiżanka kawy bezkofeinowej zawiera około 1 - 5 mg kofeiny, w zależności od intensywności naparu.

Źródła:

• Rothfos B. - Coffee Consumption. Hamburg, GordianMax-Rieck GmbH, 1986.
• Clarke R.J. and Macrae R. (Editors) - Coffee Vol. 2 Technology. London, Elsevier Applied Science Publishers, 1987.
• http://www.ico.org