Добавить новость
ru24.net
Raw Story
Июль
2024
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
26
27
28
29
30
31

Retaining flavor while removing caffeine − explaining the chemistry behind decaf coffee

0


For many people, the aroma of freshly brewed coffee is the start of a great day. But caffeine can cause headaches and jitters in others. That’s why many people reach for a decaffeinated cup instead.

I’m a chemistry professor who has taught lectures on why chemicals dissolve in some liquids but not in others. The processes of decaffeination offer great real-life examples of these chemistry concepts. Even the best decaffeination method, however, does not remove all of the caffeine – about 7 milligrams of caffeine usually remain in an 8-ounce cup.

Producers decaffeinating their coffee want to remove the caffeine while retaining all – or at least most – of the other chemical aroma and flavor compounds. Decaffeination has a rich history, and now almost all coffee producers use one of three common methods.

All these methods, which are also used to make decaffeinated tea, start with green, or unroasted, coffee beans that have been premoistened. Using roasted coffee beans would result in a coffee with a very different aroma and taste because the decaffeination steps would remove some flavor and odor compounds produced during roasting.

The carbon dioxide method

In the relatively new carbon dioxide method, developed in the early 1970s, producers use high-pressure CO₂ to extract caffeine from moistened coffee beans. They pump the CO₂ into a sealed vessel containing the moistened coffee beans, and the caffeine molecules dissolve in the CO₂.

Once the caffeine-laden CO₂ is separated from the beans, producers pass the CO₂ mixture either through a container of water or over a bed of activated carbon. Activated carbon is carbon that’s been heated up to high temperatures and exposed to steam and oxygen, which creates pores in the carbon. This step filters out the caffeine, and most likely other chemical compounds, some of which affect the flavor of the coffee.

These compounds either bind in the pores of the activated carbon or they stay in the water. Producers dry the decaffeinated beans using heat. Under the heat, any remaining CO₂ evaporates. Producers can then repressurize and reuse the same CO₂.

This method removes 96% to 98% of the caffeine, and the resulting coffee has only minimal CO₂ residue.

This method, which requires expensive equipment for making and handling the CO₂, is extensively used to decaffeinate commercial-grade, or supermarket, coffees.

Swiss water process

The Swiss water method, initially used commercially in the early 1980s, uses hot water to decaffeinate coffee.

Initially, producers soak a batch of green coffee beans in hot water, which extracts both the caffeine and other chemical compounds from the beans.

It’s kind of like what happens when you brew roasted coffee beans – you place dark beans in clear water, and the chemicals that cause the coffee’s dark color leach out of the beans into the water. In a similar way, the hot water pulls the caffeine from not yet decaffeinated beans.

During the soaking, the caffeine concentration is higher in the coffee beans than in the water, so the caffeine moves into the water from the beans. Producers then take the beans out of the water and placed them into fresh water, which has no caffeine in it – so the process repeats, and more caffeine moves out of the beans and into the water. The producers repeat this process, up to 10 times, until there’s hardly any caffeine left in the beans.

The resulting water, which now contains the caffeine and any flavor compounds that dissolved out from the beans, gets passed through activated charcoal filters. These trap caffeine and other similarly sized chemical compounds, such as sugars and organic compounds called polyamines, while allowing most of the other chemical compounds to remain in the filtered water.

Producers then use the filtered water – saturated with flavor but devoid of most of the caffeine – to soak a new batch of coffee beans. This step lets the flavor compounds lost during the soaking process reenter the beans.

This animation shows the steps to the Swiss water process.

The Swiss water process is prized for its chemical-free approach and its ability to preserve most of the coffee’s natural flavor. This method has been shown to remove 94% to 96% of the caffeine.

Solvent-based methods

This traditional and most common approach, first done in the early 1900s, uses organic solvents, which are liquids that dissolve organic chemical compounds such as caffeine. Ethyl acetate and methylene chloride are two common solvents used to extract caffeine from green coffee beans. There are two main solvent-based methods.

In the direct method, producers soak the moist beans directly in the solvent or in a water solution containing the solvent.

The solvent extracts most of the caffeine and other chemical compounds with a similar solubility to caffeine from the coffee beans. The producers then remove the beans from the solvent after about 10 hours and dry them.

In the indirect method, producers soak the beans in hot water for a few hours and then take them out. They then treat the water with solvent to remove caffeine from the water. Methylene chloride, the most common solvent, does not dissolve in the water, so it forms a layer on top of the water. The caffeine dissolves better in methylene chloride than in water, so most of the caffeine stays up in the methylene chloride layer, which producers can separate from the water.

A diagram showing some of the ways to decaffeinate coffee.

A few chemical processes can remove the caffeine from coffee beans. Andy Brunning/Compound Interest, CC BY-NC

As in the Swiss water method, the producers can reuse the “caffeine-free” water, which may return some of the flavor compounds removed in the first step.

These methods remove about 96% to 97% of the caffeine.

Is decaf coffee safe to drink?

One of the common solvents, ethyl acetate, comes naturally in many foods and beverages. It’s considered a safe chemical for decaffeination by the Food and Drug Administration.

The FDA and the Occupational Safety and Health Administration have deemed methylene chloride unsafe to consume at concentrations above 10 milligrams per kilogram of your body weight. However, the amount of residual methylene chloride found in roasted coffee beans is very small – about 2 to 3 milligrams per kilogram. It’s well under the FDA’s limits.

OSHA and its European counterparts have strict workplace rules to minimize methylene chloride exposure for workers involved in the decaffeination process.

After producers decaffeinate coffee beans using methylene chloride, they steam the beans and dry them. Then the coffee beans are roasted at high temperatures. During the steaming and roasting process, the beans get hot enough that residual methylene chloride evaporates. The roasting step also produces new flavor chemicals from the breakdown of chemicals into other chemical compounds. These give coffee its distinctive flavor.

Plus, most people brew their coffee at between 190 F to 212 F, which is another opportunity for methylene chloride to evaporate.

Retaining aroma and flavor

It’s chemically impossible to dissolve out only the caffeine without also dissolving out other chemical compounds in the beans, so decaffeination inevitably removes some other compounds that contribute to the aroma and flavor of your cup of coffee.

But some techniques, like the Swiss water process and the indirect solvent method, have steps that may reintroduce some of these extracted compounds. These approaches probably can’t return all the extra compounds back to the beans, but they may add some of the flavor compounds back.

Thanks to these processes, you can have that delicious cup of coffee without the caffeine – unless your waiter accidentally switches the pots.The Conversation

Michael W. Crowder, Professor of Chemistry and Biochemistry, Miami University

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С начала 2024 года 140 тысяч женщин и новорожденных Московского региона получили услуги по родовым сертификатам

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: За полгода 14,9 тысячи жителей Московского региона оформили страховую пенсию в автоматическом режиме на портале госуслуг

Более 40 тысяч семей в Москве и области получают ежемесячные выплаты из средств материнского капитала

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Родители 240,5 тыс. детей в Московской области получают единое пособие


Кажетта Ахметжанова: какие цифры в дате рождения отвечают за денежный магнетизм человека

Российская туристка впала в кому на отдыхе в Турции и попала в заложники

Не поможет и жвачка: Доктор Кутушов рассказал о причинах неприятного запаха изо рта

"Кедровые острова" дали первые всходы


Who is Ghetts and what character does the rapper play in Supacell?

Kim Cattrall says she won’t return to ‘Sex and the City’ sequel’s third season

Why you should buy physical copies of your favorite books

Kamala Harris’s Record on Israel Raises Questions About Support for Jewish State if Elected US President


DCLogic вошла в топ-10 самых эффективных ИТ-компаний страны 2023 по версии CNews

Каршеринг BelkaCar открыл новые зоны в регионах ближнего Подмосковья

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Родители 240,5 тыс. детей в Московской области получают единое пособие

В Домодедово сотрудники Росгвардии задержали подозреваемого в краже партии товаров.


A Google Doodle animator is my new favorite Elden Ring lore theorist thanks to this cartoon retelling of Shadow of the Erdtree set to a Taylor Swift song

Warner Bros acquires MultiVersus devs as it shifts focus to free-to-play

Conscript is an old school survival horror game where the horror is just that you're in World War 1

Игра Legend of Goddess: The Last War с откровенными скинами персонажей появилась на Android



Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С 1 августа Соцфонд увеличит страховые пенсии россиян

Более 40 тысяч семей в Москве и области получают ежемесячные выплаты из средств материнского капитала

Жираф-долгожитель: чем был уникален Самсон Ленинградов из Московского зоопарка

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Родители 240,5 тыс. детей в Московской области получают единое пособие




Одной строкой

С начала сезона к самокатчикам применили 424 тысячи санкций

Более 40 тысяч семей в Москве и области получают ежемесячные выплаты из средств материнского капитала

Орел вошёл в число регионов ЦФО, где отразили наибольшее количество DDos‑атак в первом полугодии 2024 года


Глэмпинг на цветных озерах и киногород: куда поехать из Москвы в выходные

В Кинешме завершился первый семейный фестиваль «На память»

Каспийское море и карельские леса: где проводят лето жители Чувашии

Стала известна программа празднования 450-летия Уфы


Тарпищев: Медведев не будет жить в Олимпийской деревне

Рафаэль Надаль проиграл в первом финале тура ATP в преддверии своей последней Олимпиады

Котов проиграл Берреттини в первом круге турнира ATP в Австрии

Рейтинг ATP. Рууд обошел Рублева, Берреттини вернулся в топ-50, Надаль поднялся на 100 строчек


Хирурги из Реутова прооперировали женщину с редким "фарфоровым" желчным пузырём

Стала известна программа празднования 450-летия Уфы

Каспийское море и карельские леса: где проводят лето жители Чувашии

Активисты Богородского округа передали корм для собак в Ногинский приют


Музыкальные новости

Певица Глюк’oZа впервые вышла на сцену после скандала в Красноярске

Певец Shaman получил звание заслуженного артиста РФ

Суд отклонил апелляцию агента Шнурова на 90 млн рублей из-за несостоявшегося концерта в Москве

Наследники Градского поделили автомобили знаменитого певца



Более 40 тысяч семей в Москве и области получают ежемесячные выплаты из средств материнского капитала

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Родители 240,5 тыс. детей в Московской области получают единое пособие

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С 1 августа Соцфонд увеличит страховые пенсии россиян

Будут ли магнитные бури сегодня, 25 июля 2024 года?


ФАС взялась за энергетик // Ведомство запретило называть такой напиток «халяльным»

"Спартак" после первого тура РПЛ оказался на 15-м месте в турнирной таблице

Спортивные игры в СЛД "Москва-Сортировочная" филиала "Московский"

Собянин: 19 москвичей победили во Всероссийском конкурсе «Большая перемена»


SHOT: подозреваемого в подрыве машины в Москве скоро отправят в Россию

Адвокат Сулим: Турция выдаст России подозреваемого в подрыве авто в Москве

РИА: подозреваемый в подрыве авто в Москве Серебряков ездил в Прагу как студент

Брат задержанного в Турции россиянина Серебрякова: на фото в СМИ другой человек


Представитель Кремля Песков подтвердил встречу Путина и Лукашенко в Москве

Госкомпаниям запланировали переезд // Штаб-квартиры каких корпораций могут покинуть Москву

Асад назвал доверительными отношения между Москвой и Дамаском

Офис Роскосмоса может переехать из Москвы в Амурскую область




Гособвинение запросило 4 года колонии для активиста Глеба Калинычева из Нижнего Новгорода за перевод денег ФБК

Отличник, не любил Навального, имел проблемы со здоровьем: что известно об обвиняемом в подрыве машины офицера в Москве

Брат Евгения Серебрякова рассказал об участии своего родственника в протестах


Будут ли магнитные бури сегодня, 25 июля 2024 года?

В Москве прошли фестиваль «Вкус лета» и Премия «Здоровое питание»

Объявлены компании-победители XII Премии «Здоровое питание-2024»

N1 Medical 2024 наградили лучших специалистов медицины и индустрии красоты !


В офисе Зеленского заявили, что Киев "не имеет отношения" к подрыву авто в Москве

В Кремле допустили мирные переговоры с Киевом при Зеленском, но при определенных условиях

Снос усадьбы Зеленских в Киеве: совладельцу здания избрали меру пресечения

В Киеве раскритиковали офис Зеленского за фото с саммита в Швейцарии


Состоялась премьера документально-игрового блокбастера «Про_Честь»

Генерал-полковник Алексей Воробьев встретился c олимпийским чемпионом по боксу Александром Лебзяком

Концерты, лекции и игры: как бизнес участвует в главном летнем фестивале Москвы

Единая лига ВТБ объявила формат и расписание Суперкубка‑2024


“Генерал КГБ”: Лукашенко сломается только в случае невиданного массивного коллапса

Лукашенко объяснил, почему его не надо называть господином

Лукашенко направился с рабочим визитом в Россию

Президент Белоруссии Лукашенко попросил не величать его господином



Сергей Собянин: Научные команды медицинских организаций получат поддержку

Собянин: завершился первый этап реновации в Бабушкинском районе

Собянин сообщил о планах развития производства беспилотных авиасистем

Собянин сообщил о планах развития производства беспилотных авиасистем в Москве


«Кинобус ПроЭко» разоблачает экологические мифы на VII Слете координаторов Чистых игр

Развитие электромобилестроения обсудили на бизнес-завтраке в Москве

TWSE стала первой биржей, получившей сертификат углеродной нейтральности ISO 14068-1

Около 2 млрд рублей затрачено на охрану окружающей среды северским СХК


Стала известна программа празднования 450-летия Уфы

Замена Toyota Camry и Volkswagen Passat уже в России. Первую партию новейших Geely Preface заметили в Москве

В Подмосковье появятся новые меры поддержки социальных работников

В генконсульстве прокомментировали задержание обвиняемого в теракте в Бодруме


ТСД SAOTRON RT41 GUN: практичный, производительный, надёжный

Сергей Собянин. Неделя мэра

Из Архангельска выйдет первый в этом году субсидируемый рейс по Севморпути

Сергей Собянин. Главное за день


Выставка-реклама «Галерея книжных новинок»

Игра-викторина «Хорошо, когда есть рядом верный, бескорыстный друг!» к Международному дню дружбы

Бойцовые собаки чуть не растерзали женщину в Севастополе

К Международному дню тигра саранская телемачта «переоденется» в редкого хищника


Глэмпинг на цветных озерах и киногород: куда поехать из Москвы в выходные

Каспийское море и карельские леса: где проводят лето жители Чувашии

В Кинешме завершился первый семейный фестиваль «На память»

Хирурги из Реутова прооперировали женщину с редким "фарфоровым" желчным пузырём












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Янник Синнер

Синнер не смог вылететь на Олимпиаду в Париж из-за проблем со здоровьем






Энергоконтракт запустил производство нового высокотехнологичного материала

Посол Аргентины в РФ: встречу Путина и Милея организовать сейчас затруднительно

Дистрибьюция Музыки.

Брат задержанного за подрыв авто в Москве: СМИ показали на фото другого человека