Sådan ekstraherer du ren koffein fra kaffebønner - en teknisk vejledning

Af Claire Gillespie | Opdateret 24. marts 2022

RomoloTavani/iStock/GettyImages

Koffein er et naturligt forekommende alkaloid, der findes i teblade og kaffebønner. Mens dets stimulerende egenskaber er velkendte, søger mange forbrugere og forskere måder at isolere forbindelsen til undersøgelse, tilskudsproduktion eller koffeinfri proces. Nedenfor er en kortfattet ekspertoversigt over de primære metoder, der bruges til at udvinde koffein fra kaffe.

TL;DR

Tre almindelige teknikker – direkte ekstraktion af organiske opløsningsmidler, vandprocessen og superkritisk CO₂-ekstraktion – tilbyder hver især forskellige fordele med hensyn til renhed, sikkerhed og skalerbarhed.

Direkte organisk opløsningsmiddelekstraktion

I denne udbredte industrielle tilgang bliver kaffebønner først fugtet eller dampet i en roterende tromle i mindst 30 minutter. Dette trin udvider bønnernes cellevægge, hvilket tillader opløsningsmidler at trænge mere effektivt ind. Bønnerne skylles derefter gentagne gange med et FDA-godkendt organisk opløsningsmiddel såsom dichlormethan (methylenchlorid) eller ethylacetat. Fordi koffein er opløseligt i disse ikke-polære opløsningsmidler, opløses det, mens bønnerne bevarer de fleste af deres smagsstoffer.

Når opløsningsmidlet er mættet, fjernes det, og bønnerne gennemgår en anden dampningscyklus. Det resterende opløsningsmiddel fordamper og efterlader krystallinsk koffein. Bønnerne er vakuumtørrede for at fjerne eventuelle rester af opløsningsmiddel. Denne metode kan også anvendes på flydende kaffe; opløsningsmidlets ublandbarhed med vand skaber et tydeligt lag, hvilket letter adskillelsen.

Vandprocesmetode

Også kendt som "Swiss Water Process", denne teknik er afhængig af højtemperaturvand (≈100°C) for at udvaske koffein fra bønnerne. Den indledende udblødning ekstraherer koffein, men fjerner også mange opløselige smagsstoffer. For at bevare smagen ledes opløsningen derefter gennem et kulbaseret filter, der selektivt tilbageholder koffeinmolekyler, samtidig med at andre smagskomponenter kan passere. Efter at bønnerne er nedsænket igen i det filtrerede vand, genabsorberer de den tabte smagsprofil, hvilket resulterer i et koffeinfrit produkt med minimalt smagstab.

Superkritisk kuldioxidudvinding

Superkritisk CO₂ opfører sig som en hybrid mellem en gas og en væske og tilbyder unikke opløsningsmiddelegenskaber. Ved at hæve både tryk og temperatur går CO₂ over i en superkritisk tilstand, der selektivt opløser koffein, mens de skåner de fleste aromatiske forbindelser. Kaffebønnerne skylles med denne superkritiske væske, som derefter filtreres for at genvinde den opløste koffein. CO₂ genkomprimeres og genbruges, hvilket gør processen yderst effektiv og miljøvenlig.