Birçok insan için taze demlenmiş kahvenin kokusu harika bir günün başlangıcıdır. Ancak kafein başkalarında baş ağrısına ve sinirliliğe neden olabilir. Bu nedenle pek çok kişi bunun yerine kafeinsiz bir kahveye yöneliyor.
Ben kimyasalların neden bazı sıvılarda çözünüp bazılarında çözülmediği konusunda dersler veren bir kimya profesörüyüm. Kafeinsizleştirme işlemleri, bu kimya kavramlarının gerçek hayattan harika örneklerini sunar. Ancak en iyi kafeinsizleştirme yöntemi bile kafeinin tamamını ortadan kaldırmaz; 8 onsluk bir kapta genellikle yaklaşık 7 miligram kafein kalır.
Kahvelerini kafeinsizleştiren üreticiler, diğer kimyasal aroma ve tat bileşiklerinin tamamını veya en azından çoğunu korurken kafeini de çıkarmak isterler. Kafeinsizleştirmenin zengin bir tarihi vardır ve artık hemen hemen tüm kahve üreticileri üç yaygın yöntemden birini kullanmaktadır.
Kafeinsiz çay yapmak için de kullanılan bu yöntemlerin tümü, önceden nemlendirilmiş yeşil veya kavrulmamış kahve çekirdekleriyle başlar. Kavrulmuş kahve çekirdeklerinin kullanılması, çok farklı bir aroma ve tada sahip bir kahveyle sonuçlanacaktır. Çünkü kafeinsizleştirme adımları, kavurma sırasında üretilen bazı tat ve koku bileşiklerini ortadan kaldıracaktır.
1970’lerin başında geliştirilen ve nispeten yeni karbondioksit yönteminde, üreticiler nemlendirilmiş kahve çekirdeklerinden kafeini çıkarmak için yüksek basınçlı CO₂ kullanıyor. CO₂’yi, nemlendirilmiş kahve çekirdeklerini içeren kapalı bir kaba pompalarlar ve kafein molekülleri CO₂’de çözülür.
Kafein yüklü CO₂ çekirdeklerden ayrıldıktan sonra, üreticiler CO₂ karışımını ya çekirdeklerden bir aktif karbon yatağının üzerine ya da bir kap su ile geçirirler. Aktif karbon, yüksek sıcaklıklara kadar ısıtılan, buhar ve oksijene maruz bırakılan, karbonda gözenekler oluşturan bir tür karbondur. Bu adım, bazen kahvenin tadını etkileyen kafeini ve büyük olasılıkla diğer kimyasal bileşikleri filtreler.
Bu bileşikler ya aktif karbonun gözeneklerine bağlanır ya da suda kalırlar. Üreticiler kafeinsiz çekirdekleri ısı kullanarak kurutuyor. Isı altında kalan CO₂ buharlaşır. Üreticiler daha sonra aynı CO₂’yi yeniden basınçlandırıp yeniden kullanabilir.
Bu yöntem, kafeinin %96 ila %98’ini ortadan kaldırır ve elde edilen kahvede yalnızca minimum düzeyde CO₂ kalıntısı bulunur.
Para gerektiren bu yöntem CO₂ yapımı ve işlenmesi için kullanılan ekipman, ticari sınıf veya süpermarket kahvelerinin kafeinsizleştirilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
İsviçre su işlemi
İlk olarak 1980’lerin başında ticari olarak kullanılan İsviçre su yöntemi, sıcak su kullanarak kahveyi kafeinsiz hale getirir.
Önce üreticiler bir grup yeşil kahve çekirdeğini sıcak suda ıslatırlar; bu işlem, çekirdeklerdeki hem kafeini hem de diğer kimyasal bileşikleri çıkarır.
Bu, kahveyi kafeinsiz hale getirdiğinizde olana benzer. Kavrulmuş kahve çekirdekleri demleyin. Koyu renkli çekirdekleri temiz suya koyarsınız, kahvenin koyu rengine neden olan kimyasallar çekirdeklerden suya sızar. Benzer şekilde sıcak su, kafeini henüz kafeini alınmamış çekirdeklerden çeker.
Islatma sırasında kahve çekirdeklerindeki kafein konsantrasyonu suya göre daha yüksektir, dolayısıyla kafein suya karışır. Üreticiler daha sonra çekirdekleri sudan çıkarıp, içinde kafein bulunmayan tatlı suya koyuyorlar; böylece süreç tekrarlanıyor ve çekirdeklerden suya daha fazla kafein taşınıyor. Üreticiler bu işlemi 10 defaya kadar tekrarlıyor. (Çekirdeklerde neredeyse hiç kafein kalmayıncaya kadar.)
Artık çekirdeklerden çözünen kafein ve aroma bileşiklerini içeren sonuçtaki su, aktif kömür filtrelerinden geçirilir. Bunlar, kafeini, şekerler ve poliaminler adı verilen organik bileşikler gibi benzer büyüklükteki diğer kimyasal bileşikleri hapseder ve diğer kimyasal bileşiklerin çoğunun filtrelenmiş suda kalmasına izin verir.
Üreticiler daha sonra, aromayla doyurulmuş ancak tadı olmayan filtrelenmiş suyu kullanır. Kafeinin büyük bir kısmı yeni bir kahve çekirdeği grubunu ıslatmak için kullanılır. Bu adım, ıslatma işlemi sırasında kaybolan aroma bileşiklerinin çekirdeklere yeniden girmesini sağlar.
İsviçre’deki su işlemi, kimyasal madde içermeyen yaklaşımı ve kahvenin doğal aromasının çoğunu koruma yeteneği nedeniyle ödüllendirilir. Bu yöntemin kafeinin %94 ila %96’sını giderdiği gösterilmiştir.
Çözücü bazlı yöntemler
İlk kez 1900’lerin başında yapılan bu geleneksel ve en yaygın yaklaşım, sıvı olan organik çözücüleri kullanır. Kafein gibi organik kimyasal bileşikleri çözer. Etil asetat ve metilen klorür, yeşil kahve çekirdeklerinden kafeini çıkarmak için kullanılan iki yaygın çözücüdür. Solvent bazlı iki ana yöntem vardır.
Doğrudan yöntemde, üreticiler nemli fasulyeleri doğrudan solventte veya solvent içeren bir su solüsyonunda ıslatırlar.
Solvent, kafeinin ve kafeine benzer çözünürlüğe sahip diğer kimyasal bileşiklerin çoğunu kahve çekirdeklerinden çıkarır. Üreticiler daha sonra yaklaşık 10 saat sonra çekirdekleri solventten çıkarıp kurutuyor.
Dolaylı yöntemde ise üreticiler çekirdekleri birkaç saat sıcak suda beklettikten sonra dışarı çıkarıyorlar. Daha sonra sudaki kafeini çıkarmak için suyu solventle arıtıyorlar. En yaygın çözücü olan metilen klorür suda çözünmediği için suyun üzerinde bir tabaka oluşturur. Kafein metilen klorürde suya göre daha iyi çözünür, dolayısıyla kafeinin büyük kısmı üreticilerin sudan ayırabileceği metilen klorür tabakasında kalır.
İsviçre su yönteminde olduğu gibi üreticiler ilk adımda çıkarılan aroma bileşiklerinden bazılarını geri getirebilecek “kafeinsiz” suyu yeniden kullanır.
Bu yöntemler, kafeinin yaklaşık %96 ila %97’sini giderir.
Kafeinsizdir kahve içmek güvenli mi?
Yaygın çözücülerden biri olan etil asetat, birçok yiyecek ve içecekte doğal olarak bulunur. Gıda ve İlaç İdaresi tarafından kafeinsizleştirme için güvenli bir kimyasal olarak kabul edilmektedir.
FDA ve Mesleki Güvenlik ve Sağlık İdaresi, metilen klorürün vücut ağırlığınızın kilogramı başına 10 miligramın üzerindeki konsantrasyonlarda tüketilmesinin güvenli olmadığını belirtmiştir. Ancak kavrulmuş kahve çekirdeklerinde bulunan artık metilen klorür miktarı çok azdır; kilogram başına yaklaşık 2 ila 3 miligram. Bu, FDA’nın limitlerinin oldukça altındadır.
OSHA ve Avrupalı emsallerinin, kafeinsizleştirme işleminde yer alan işçilerin metilen klorüre maruz kalmasını en aza indirmek için katı işyeri kuralları vardır.
Üreticiler, metilen klorür kullanarak kahve çekirdeklerinin kafeinini giderdikten sonra, çekirdekleri buharda pişirirler. Daha sonra kahve çekirdekleri yüksek sıcaklıklarda kavrulur. Buharda pişirme ve kavurma işlemi sırasında çekirdekler, kalan metilen klorürün buharlaşmasına yetecek kadar ısınır. Kavurma adımı aynı zamanda kimyasalların diğer kimyasal bileşiklere parçalanmasından yeni lezzet kimyasalları da üretir. Bunlar kahveye kendine özgü lezzetini verir.
Ayrıca, çoğu insan kahvesini 190°F ila 212°F arasında demler; bu da metilen klorürün buharlaşması için başka bir fırsattır.
Aroma ve lezzetin korunması
Çekirdeklerdeki diğer kimyasal bileşikleri de çözmeden yalnızca kafeini çözmek kimyasal olarak imkansızdır, dolayısıyla kafeinsizleştirme kaçınılmaz olarak bir fincan kahvenizin aromasına ve lezzetine katkıda bulunan diğer bazı bileşikleri de ortadan kaldırır.
Ancak İsviçre su işlemi ve dolaylı çözücü yöntemi gibi bazı teknikler, bu ekstrakte edilen bileşiklerin bazılarını yeniden ortaya çıkarabilecek adımlara sahiptir. Bu yaklaşımlar muhtemelen tüm ekstra bileşikleri çekirdeklere geri döndüremez, ancak bazı lezzet bileşiklerini geri ekleyebilirler.
Bu işlemler sayesinde, o lezzetli kahveyi, kahve çekirdeğine zarar vermeden içebilirsiniz.
Yazı: Michael W. Crowder
