Av Claire Gillespie | Uppdaterad 24 mars 2022
RomoloTavani/iStock/GettyImages
Koffein är en naturligt förekommande alkaloid som finns i teblad och kaffebönor. Även om dess stimulerande egenskaper är välkända, söker många konsumenter och forskare sätt att isolera föreningen för studier, kompletteringsproduktion eller koffeinfria processer. Nedan finns en kortfattad expertöversikt över de primära metoderna som används för att extrahera koffein ur kaffe.
Tre vanliga tekniker – direkt extraktion av organiskt lösningsmedel, vattenprocessen och superkritisk CO₂-extraktion – erbjuder var och en distinkta fördelar i renhet, säkerhet och skalbarhet.
I detta allmänt använda industriella tillvägagångssätt fuktas eller ångas kaffebönor först i en roterande trumma i minst 30 minuter. Detta steg expanderar bönornas cellväggar, vilket gör att lösningsmedel kan penetrera mer effektivt. Bönorna sköljs sedan upprepade gånger med ett FDA-godkänt organiskt lösningsmedel som diklormetan (metylenklorid) eller etylacetat. Eftersom koffein är lösligt i dessa opolära lösningsmedel löser det sig samtidigt som bönorna behåller de flesta av sina smakföreningar.
När lösningsmedlet är mättat avlägsnas det och bönorna genomgår en andra ångningscykel. Det kvarvarande lösningsmedlet avdunstar och lämnar kvar kristallint koffein. Bönorna vakuumtorkas för att eliminera eventuella kvarvarande spår av lösningsmedel. Denna metod kan också tillämpas på flytande kaffe; Lösningsmedlets oblandbarhet med vatten skapar ett distinkt skikt, vilket underlättar separationen.
Även känd som "Schweizisk vattenprocess", är denna teknik beroende av högtemperaturvatten (≈100°C) för att läcka ut koffein från bönorna. Den initiala blötläggningen extraherar koffein men tar också bort många lösliga smakföreningar. För att bevara smaken passerar lösningen sedan genom ett kolbaserat filter som selektivt håller kvar koffeinmolekyler samtidigt som andra smakkomponenter kan passera. Efter att bönorna har sänkts ned i det filtrerade vattnet igen absorberar de den förlorade smakprofilen, vilket resulterar i en koffeinfri produkt med minimal smakförlust.
Superkritisk CO₂ beter sig som en hybrid mellan en gas och en vätska, och erbjuder unika lösningsmedelsegenskaper. Genom att höja både tryck och temperatur övergår CO₂ till ett superkritiskt tillstånd som selektivt löser upp koffein samtidigt som de flesta aromatiska föreningar skonas. Kaffebönorna sköljs med denna superkritiska vätska, som sedan filtreras för att återvinna det lösta koffeinet. CO₂ återkomprimeras och återanvänds, vilket gör processen mycket effektiv och miljövänlig.
