استراحة لتناول القهوة

لماذا قرروا إزالة الكافيين من القهوة وكيف يفعلون ذلك؟ أو: من أخرج الكافيين من قهوتي؟

مقال: نعومي زيف، غاليليو الشاب

كان والد لودفيغ روزيليوس، تاجر القهوة الألماني من القرن التاسع عشر ومؤسس شركة لاهاي للقهوة، يحب القهوة كثيراً - لدرجة أن ابنه كان مقتنعاً بأنه مات بسبب التسمم بالكافيين. لذلك قرر روزيليوس إيجاد طريقة لإزالة الكافيين من المشروب المحبوب. في عام 19، نشر مع زميله كارل فايمر الطريقة الأولى، من بين ثلاث طرق مقبولة اليوم، لإزالة الكافيين (نزع الكافيين) من حبوب البن.
في جميع الطرق، في الخطوة الأولى، يتم نقع حبوب البن الخضراء في الماء الساخن أو تعريضها للبخار. عندما تمتص الماء، تنفتح المسام الموجودة على سطح القرون، ويسهل خروج جزيئات الكافيين منها. في نهاية عملية نزع الكافيين، عندما يتم الحصول على حبوب منزوعة الكافيين، يتم تحميصها وطحنها.

1: الطريقة المباشرة
اكتشف ويمر وروزاليوس أن هناك مذيبات تمتص فقط جزيئات الكافيين الموجودة في حبوب القهوة، دون الإضرار بالمكونات الأخرى ودون التأثير على طعم القهوة. يُطلق على استخدام المذيب اسم "الطريقة المباشرة"، وفيها - بعد النقع الأولي في الماء، يتم نقع الفاصوليا أو غسلها في مذيب (وهذا يؤدي إلى استنفاد الكافيين منها)، ثم يتم تبخيرها لإزالة المذيب المتبقي و تجفيفها.

2: طريقة المياه السويسرية
وفي ثلاثينيات القرن الماضي، تم تطوير "عملية المياه السويسرية" في سويسرا، والتي تستخدمها معظم شركات القهوة اليوم. في هذه العملية، يتم نقع الحبوب في الماء الساخن لاستخراج الجزيئات القابلة للذوبان في الماء، ويتم الحصول على سائل يحتوي على هذه الجزيئات. يتم التخلص من الحبوب المفرغة، ويتم تمرير المستخلص من خلال مرشحات الفحم المنشط لفصل الكافيين عن المكونات الأخرى. لذا، انقع نفسك في السائل الساخن الخالي من الكافيين - الفاصوليا الخضراء الجديدة. بما أن تركيبة المواد القابلة للذوبان في الحبوب وفي السائل هي نفسها، باستثناء الكافيين الموجود في الحبوب وليس في السائل، ستبدأ عملية انتشار: سوف يتدفق الكافيين من الحبوب إلى المحلول، حتى يتم التوصل إلى التوازن في تركيز الكافيين في الفول وفي المحلول. يتم تمرير المحلول، الذي يحتوي الآن أيضًا على الكافيين، عبر مرشحات الفحم لإزالة الكافيين منه. كرر العملية عدة مرات حتى يختفي الكافيين تقريبًا من الحبوب. وفي نهاية العملية، يتم تجفيف وتحميص الحبوب التي تحتوي على أقل نسبة من الكافيين. قم بتصفية الكافيين المتبقي من السائل وانقع الفاصوليا الجديدة فيه. توضع الحبوب في أوعية عمودية، ويسكب المستخلص من الأعلى ويمر عبر "برج" من الحبوب، لتقليل زمن التلامس بين الحبوب والسائل، في حين يتم استخلاص الكافيين بكفاءة.

3: ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج
في الستينيات، طور الكيميائي الألماني كورت تزوسيل طريقة تستخدم ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج. عند الضغط الجوي ودرجة حرارة الغرفة، تكون كل مادة في حالة التجمع المميزة لها: صلبة أو سائلة أو غازية. من الممكن التبديل بين حالات التجميع عن طريق تغيير درجة الحرارة أو الضغط الذي تتعرض له المادة. عادة ما نعرف ثاني أكسيد الكربون كغاز، وأيضا كمادة صلبة تعرف باسم "الثلج الجاف". ولكن إذا قمت بإبقاء ثاني أكسيد الكربون الغازي تحت ضغط مرتفع للغاية، فإنه يدخل في حالة خاصة من التجميع - ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج. إذا تم نقع حبوب القهوة في ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج، فإن الكافيين ينتشر خارج الحبوب ويذوب في ثاني أكسيد الكربون. عندما يتم تحرير الضغط العالي من الحاوية، يعود ثاني أكسيد الكربون إلى الحالة الغازية وتتبخر الحبوب، وتتركها منزوعة الكافيين.

الطرق الثلاث كلها ناجحة، لكن كل واحدة منها تعطي قهوة بنكهات مختلفة. ومع ذلك، فإن إزالة الكافيين من الحبوب يقلل من مدة صلاحيتها. نعم، من الصعب إزالة الكافيين فقط من الحبوب، وسيتم امتصاص جزيئات أخرى معه، وبالتالي يختلف طعم ورائحة القهوة منزوعة الكافيين عن القهوة التي تحتوي على الكافيين.

ينمو بدون الكافيين
نوعان من القهوة المستخدمة لإنتاج المشروب هما أرابيكا وروبوستا. وفي عام 2004، تم اكتشاف نباتات أرابيكا الخالية من الكافيين في البرازيل، وفي عام 2008، تم اكتشاف نوع جديد من القهوة التي لا تحتوي على الكافيين في الكاميرون. وعلى الرغم من الاكتشافات المثيرة للاهتمام، إلا أن هذه الاكتشافات لم تؤد إلى مزيد من التطورات. من الممكن أن القهوة التي تنتجها ليست ذات جودة كافية.

ولماذا لا يتم تطوير نباتات القهوة في المختبر بحيث لا تحتوي على الكافيين؟ تم تطوير مثل هذا النبات لأول مرة من قبل الباحث جون ستايلز من جامعة هاواي في عام 1998. وحدد ستايلز وفريقه الجين الذي يرمز إلى تخليق الإنزيم الذي يبدأ مراحل إنتاج الكافيين في النبات، ونجحوا في إسكاته، وبذلك أنتج النبات ثلاثة بالمائة فقط من الكمية المعتادة من الكافيين؛ في عام 2004، قام فريق ياباني بتطوير نبات قهوة يحتوي على نسبة أقل من الكافيين بنسبة سبعين بالمائة. ولم يتم حتى الآن نشر أي بيانات متابعة لهذه المشاريع. على الرغم من أن حل النبات الخالي من الكافيين يبدو ناجحًا، إلا أنه من الممكن أن يكون الجمهور خائفًا من النباتات المعدلة وراثيًا، ومن الممكن أيضًا أن تفضل الصناعة الاستمرار في استخدام الكافيين بالطرق المقبولة. لكن من يدري ربما تتحقق هذه الرؤية.

هل كنت تعلم
لكي تسمى القهوة "منزوعة الكافيين" يجب أن تستوفي معايير صارمة: وفقا للمعيار الأوروبي، يتم التخلص من 99.9 في المائة من الكافيين، ووفقا للمعيار الدولي (المقبول في دول الكومنولث)، يكفي أن يتم القضاء على 97 بالمائة منه.

> الكاتب هو صاحب المدونة العلم على طبق

* تم نشر المقال في عدد ديسمبر 2014 من مجلة يونج جاليليو

هل تريد قراءة المزيد؟ للحصول على مجلة جاليليو شابة كهدية

قم بزيارة صفحتنا على الفيسبوك