Decaf (Kafeinsiz) Kahve Nasıl Üretilir? Kahve, Nasıl Kafeinsizleştirilir?

Kafeinsizleştirme, kahvedeki kafeini tamamen ortadan kaldırmasa da büyük çoğunluğunu ortadan kaldırmayı hedefleyen, fiziksel ve kimyasal bir işlemdir. Bir kahvenin "kafeinsiz" olarak kabul edilmesi için eşik, Avrupa'da %0.1 seviyesinde kafein iken, ABD'de bu oran %3'ün altı olarak belirlenmiştir.

Kafeinsizleştirme genellikle daha az aromalı kahve ile ilişkilendirilir. Çünkü çok sayıda aroma kimyasalı arasından bu aromalara dokunmadan sadece kafeini çıkarmak zor bir işlemdir. Üstelik, kafeinsiz çekirdeklerin düzgün bir şekilde kavrulması da zor bir süreç gerektirir. Kafeinsizleştirme işlemi, çiğ kahve çekirdeklerinde kavurma işleminden önce yapılmaktadır. Geleneksel yöntemler; organik çözücü ekstraksiyonu, su kafeinsizleştirme ve süperkritik karbondioksit ekstraksiyonu yöntemleridir.

Öncelikle, kafeinin kısaca ne olduğunu hatırlayıp, sonrasında bu kafeini kahveden nasıl ayırabildiğimize bir bakalım.

Kafein Nedir?

Kafein, yaygın olarak tüketilen birçok yiyecek ve içecekte bulunması nedeniyle Dünya çapında bilinen bir bileşiktir. Kahve çekirdekleri, kakao çekirdekleri, çay yaprakları gibi birçok doğal kaynağa sahiptir. C₈H₁₀N₄O₂ kimyasal formülü ile 3,7-dihidro-1,3,7-trimetil-1H-purin-2,6-dion sistematik adına sahiptir.

Kafeinin insan vücuduna etkileri iyi bilinmektedir. Düşük dozlarda kafein bir uyarıcıdır ve içen kişinin konsantrasyonunun artmasına ve yorgunluğunun azalmasına olanak tanır. Bununla birlikte daha yüksek dozlarda kafein tüketimi diğer yan etkilerinin yanı sıra uykusuzluk, sinirlilik ve dalgalı ruh haline sebep olabilir.

Kafeinin biyolojik etkileri, genel olarak adenozini taklit etmesiyle açıklanır.

Science Learn

Adenozin, vücudun yavaşlamasına neden olan bir reseptör üzerinde etkiliyken, kafein aynı reseptöre bağlandığında zıt etki oluşturur. Dolayısıyla; benzer şekli nedeniyle kafein, adenozin ile rekabet eder ve adenozinin reseptörü üzerindeki etkisini geri dönüşümlü olarak bloke eder.

Kahvenin kafein içeriği, çekirdeğin türüne göre değişir. Yeşil robusta kahve çekirdekleri kütlece yaklaşık %2.2 kafein içerirken yeşil arabica çekirdekleri için bu oran %1.2'dir.

Kafein hakkında çok daha fazla bilgiyi buradaki yazımızdan alabilirsiniz.

Kafeinsizleştirme Nasıl Yapılır?

Organik Çözücü Ekstraksiyonu

Kafeinin çekirdekten ayrıştırılması için yaygın olarak kullanılan yöntem solvent (çözücü) ekstraksiyonuna dayanır. Ekstraksiyon yöntemi kafeinin diklorometan (metilen klorür), alkol, aseton, kloroform ve su gibi çeşitli organik çözücüler içindeki çözünürlüğünü temel alır.

Kafeinsizleştirme işlemi 1900'lerin başında Alman kahve tüccarı Ludwig Roselius tarafından icat edildiğinde çözücü olarak benzen kullanılmıştır. Ancak günümüzde benzenin ne kadar toksik ve kanserojen olduğunu bilindiğinden benzen artık bu işlemde kullanılmamaktadır.

Çözücü kafeinsizleştirme, kafeini çıkarmak için yeşil kahve çekirdeklerini bir çözücüye batırmayı gerektirir. Dolaylı ve doğrudan olmak üzere iki tür çözücü kafeinsizleştirme yöntemi vardır.

Doğrudan çözücü kafeinsizleştirmede yeşil kahve çekirdekleri çözücüye batırılmadan önce gözeneklerini açmak için buharda pişirilir. Günümüzde en yaygın kullanılan iki çözücü metilen klorür ve etil asetattır. Seçilen çözücüde bekletilen çekirdekler ardından tekrar buharda pişirilir, kurutulur ve kavrulur. Bu işlemler, çekirdekte artık çözücü kalmamasını sağlar. Kahve çekirdeklerini çözücüye batırmak, çözücü içinde çözünen kafeini uzaklaştırır.

Dolaylı yöntemde ise kimyasal madde çekirdeklere dokunmaz. Yalnızca çekirdeklerin saatlerce ıslatıldığı kafein yüklü suya eklenir. Kimyasallar kafeinlere bağlandıktan sonra çözelti tekrar çekirdeklerle buluşturulur. Her iki işlemde de çözücüler yeşil çekirdeklerden durulanır veya buharlaştırılır ve kavurma esnasında da eğer kaldıysa çözücünün büyük çoğunluğu tekrar buharlaşmış olur. Bu işlemden geçen kahvenizi gönül rahatlığıyla içebilirsiniz çünkü işlem sonucunda kahvenizde yalnızca eser miktarlarda (tüketim için güvenli kabul edilir) çözücü bulunur.

Su Kafeinsizleştirme

Su kafeinsizleştirmede İsviçre su işlemi ve Fransız su işlemi olmak üzere iki yöntem kullanılır.

İsviçre Su İşlemi

İsviçre su işlemi, adından da anlaşılacağı üzere İsviçre'de geliştirilmiştir. Yalnızca su ve karbon filtrasyonuna dayanır. Kafeini çıkarmak için kahve çekirdeklerini sıcak suda ıslatmayı ve bazı aroma bileşiklerinin de çıkarılmasını içerir. Kahve çekirdekleri öncelikle kafein ve aroma bileşenlerini çıkarmak için sıcak suya daldırılır. İlk çekirdekler daha sonra atılır ve "yeşil kahve özü" denen, lezzet açısından zengin su elde edilir. Bu işlemin ardından su, yalnızca büyük kafein moleküllerini yakalayacak şekilde boyutlandırılmış bir karbon filtreden geçirilir. Kafeinsiz yeşil kahve özü daha sonra bir sonraki çekirdek partisini yıkamak ve filtrelemek için kullanılır. Böylece kafein, kimyasal maddelere başvurmadan ve çekirdekler aromalı bileşenlerinin çoğunu kaybetmeden çekirdeklerden süzülür.

Fransız Su İşlemi

Fransız su işlemi, İsviçre su işlemine benzerdir ancak ek olarak çekirdekleri 24 saate kadar sıcak suda bekletmeyi içerir. Çekirdekler sudan çıkarılır ve kurutulurken su, kafeini seçici olarak çıkarmak bir karbon filtreden geçirilir. Kafeinsiz, lezzet açısından zengin su daha sonra onu emen kuru çekirdeklere geri eklenir. Daha sonra çekirdekler yeniden kurutulur ve kavrulur.

Süperkritik Karbondioksit Ekstraksiyonu

Normal koşullar altında bir gaz olduğu için karbondioksiti bir çözücü olarak düşünmeyebilirsiniz. Ancak oda sıcaklığının biraz üzerinde yüksek basınç altında sıkıştırılırsa CO₂, süperkritik bir akışkana dönüşür. Süperkritik sıvı, özellikleri sıvı ile gaz arasında olan bir maddedir. Süperkritik karbondioksit suyla karıştırılırsa, kafeini çözmede çok iyi bir akışkan haline gelir.

FutureLearn

Süperkritik CO₂, 1970'lerden beri endüstride kahve çekirdeklerinden kafeini çıkarmak için kullanılmaktadır. Kafeinin süperkritik karbondioksitte çözünürlüğü düşüktür ve bu nedenle su veya etanol gibi kafein çözünürlüğünü üçe katlayan ve dolayısıyla ekstraksiyonu hızlandıran bir yardımcı çözücü kullanılır. Süperkritik CO₂ ekstraksiyonu, oldukça seçici bir işlemdir. Sadece kafein bileşiğini çıkarır ve diğer tat öncülerini çekirdekte bırakır. Diğer kafeinsizleştirme yöntemlerinden daha verimli olduğu ve çevre için daha iyi olduğu kanıtlandığı için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Bunun da ötesinde kullanılan çözücü kolayca çıkarılabilen, alev almayan ve toksik olmayan bir çözücüdür. Bu faydalı özellikler, çay ve kakao çekirdekleri gibi diğer ekstraksiyon alanlarında da bu tekniğin uygulanmasını sağlamıştır.

Uygulama esnasında öncelikle yeşil çekirdekler, yaklaşık %50 nem içeriğine ulaşana kadar sıcak suda ıslatılır ve daha sonra kapatılan bir ekstraksiyon kabına konur. Çekirdekleri suya batırmak, çekirdekler şişerken aynı zamanda gözeneklerinin açılmasını sağlar. Böylece hareketli bir forma dönüşen kafeinin çekirdeklerden dışarı dağılmasına sebep olur. Yaklaşık 300 atmosferlik bir basınçta süperkritik karbondioksit, kapalı kaba pompalanır. Burada sıvı CO₂, kafein bileşiğini çözer ve kahve çekirdeklerinden çeker. Kafeinsizleştirme işlemi sırasında CO₂ yaklaşık 8-12 saat boyunca döngü halinde bir ekstraktör ve yıkayıcıdan geçer. Yıkayıcı, yüksek bir su/CO₂ oranına sahiptir. CO₂ ve kafein karışımı daha sonra güçlü bir tanka taşınır ve burada kap üzerindeki basınç kaldırılır. Basınç düştükçe süperkritik CO₂ gaz fazına geri döner. Gaz halindeki karbondioksit, buharlaşarak kafeini kapta bırakır. Kalan kafein gaz halindeki karbondioksitten karbon filtrelerle çıkarılır ve temiz CO₂'in tekrar yüksek basınçlı kaba doldurulması sağlanır. Böylece CO₂ geri dönüştürülebilir ve tekrar tekrar kullanılabilir.

Sonuç

Sonuç olarak, kafeinsiz kahve de kahvenin kendisi gibi sağlıklı bir diyetin parçası olduğu sürece sağlıklıdır. Kafeinsizleştirme sürecinin kendisi tamamen sağlıklıdır ve sizin için herhangi bir sağlık riski içermez. Ancak kafeinsizleştirmenin sağlıklı ve güvenli kalabilmesi için, kafeinsizleştirme işlemi yapan firmaların sıkı sıkıya denetlenmesi ve kahve çekirdeklerinde kafeinsizleştirme işleminin parçası olan çözücü kimyasallardan kabul edilen değerlerin altında bir miktarda kaldığından emin olunmalıdır (örneğin kafeinsizleştirme işlemi sonrasında, metilen klorürden 10 milyonda 10 parçadan az bulunmalıdır).