你應該要知道的食事

目前常見的去除咖啡因的方法,主要有利用有機溶劑法、利用分子印跡聚合物技術,以及利用基因重組培植低咖啡因的咖啡樹等方法。

撰文=張金堅、蔡崇煌(以醫師的立場,整理出咖啡的優點與缺點)

希望避免攝取過量的咖啡因,又想品嚐咖啡的風味,有幾種常見去除咖啡因的方法,其實也不是完全無咖啡因,只是量極少罷了,含量<2.5%即可稱無咖啡因咖啡,以下是去除咖啡因的方法介紹。

利用有機溶劑、二氧化碳、水萃取

有機溶劑法是利用二氯甲烷、乙酸乙酯等混合溶劑通過已浸濕潤的咖啡豆,將咖啡因萃取出來,然後用蒸氣去除殘留的化學物質,最後將有毒廢液回收。釋出的咖啡因可以轉賣給藥商製成止痛錠,或是轉賣製作成含有咖啡因的飲料。

二氯甲烷是一種用作溶劑的化學物質,無色透明,具芳香氣味,微溶於水,可從很多原材料中提取咖啡因,因為咖啡因分子會與二氯甲烷結合。原材料在水或蒸汽中會軟化,下一步是用二氯甲烷處理原材料,可採用以下兩種方法:1直接法,直接將原材料浸入二氯甲烷,以除去咖啡因,不易影響咖啡豆風味;2間接法,將原材料浸入水中,以提取溶於水的咖啡因,此過程還會提出很多香味和油,因此,用二氯甲烷處理的溶液,須再將材料浸入溶液,重新吸收香味,但還是較易失去部分風味。

因為很多天然水果中含有乙酸乙酯,所以經乙酸乙酯處理的產品稱為「自然脫咖啡因」,抽取咖啡因的方法與二氯甲烷處理過程相同,只不過溶劑換成了乙酸乙酯。

使用二氧化碳脫咖啡因時,要用二氧化碳高壓加熱,用水軟化的原材料。二氧化碳在高溫、高壓(250~300大氣壓)條件下處於超臨界狀態,可以利用液體的密度及氣體的擴散性滲入咖啡豆,將咖啡因溶解。這樣的特性可降低將二氧化碳注入咖啡豆的花費。香味的分子較大,因此不受影響,這也是該處理方法能更好地保留原材料香味的原因,其不會造成咖啡豆損傷、色澤不會改變,也不容易萃取咖啡因以外的物質。另外,含高濃度咖啡因的二氧化碳經活性碳或水以吸取其中的咖啡因後,可再度送回萃取槽使用。此方法使用的二氧化碳無毒,且可以去除大部分的咖啡因,唯技術成本較為昂貴,市面上較少見到此法的產品。

用水處理咖啡因過程與使用二氯甲烷處理的間接法相似,但不使用化學物,此法生產的價格較為昂貴。將濕潤的咖啡豆浸置在已經過降低咖啡因的水與綠咖啡豆的混合萃取液中,咖啡豆裡高濃度溶液的咖啡因會因為滲透作用,跑到咖啡因濃度較低的溶液中,再將去除了咖啡因的咖啡豆清洗及乾燥。用經過碳水化合物處理過的活性碳過濾含有高咖啡因的萃取液,這些碳水化合物會阻止活性碳吸附當中的醣類及其他咖啡中的香味的物質,卻不影響活性碳對咖啡因的吸收。這些經去咖啡因處理後的溶液,就會保有增進咖啡滋味及香氣的物質,因此可以再注入咖啡豆裡。水處理法不但沒有使用任何有害的化學物質,還可以去除94~96%的咖啡因。

利用分子印跡聚合物技術去除咖啡因

分子印跡聚合物(Molecularly Imprinted Polymer;MIPs)的目標是高分子,能依照咖啡固定的結構模式找到一組符合咖啡因的官能性單體,製成吸附型膠囊,只允許咖啡因進入,如此便可分離出咖啡因。

利用基因重組培植低咖啡因的咖啡樹

近年在爪哇及象牙海岸已栽培出低咖啡因品種的咖啡豆,2008年於喀麥隆發現的天然無咖啡因品種(Coffea Charrieriana)當選為最有趣的新品種,但少了咖啡因,抗病力會變差。

奈良先端科學技術大學院大學的研究小組,嘗試利用基因重組技術,培植出低咖啡因的咖啡樹,此研究已有初步的結果,他們抑制了咖啡因基因合成時三個基因階段性機能發揮中的第二基因,且不會影響咖啡香味,用這種方式培植的咖啡樹4年後所生成的咖啡豆中之咖啡因含量確實下降許多。

使用這些方法中的任意一個都不能完全除去咖啡因,但根據美國聯邦法規,標示為「低咖啡因」的產品的咖啡因含量不得超過產品的2.5%。大多數在加工過程中去除的咖啡因,可用於生產其他產品,如藥物和某些機能飲料,例如可樂飲料中只有不到5%的咖啡因實際上來自於可樂果,很多受歡迎的「高咖啡因」軟飲料根本不含可樂果萃取物,其咖啡因含量主要來自於從咖啡萃取的咖啡因。

延伸閱讀:
黑金產業的食安秘密
中醫師說不能喝咖啡?
為什麼喝咖啡可以提神?

內容來源=《癮咖啡研究室:發現咖啡的健康力量》,由原水文化提供