Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Кофеинді жою
Removal of caffeine
Декафеиндеу – кофе дәндерінен, какаодан, шай жапырақтарынан және кофеин қоршайтын басқа материалдардан кофеинді алып тастау ("de") процесі. Кофеинсіз өнімдер көбінесе "декоф" деген қысқартылған түрімен аталады. Кофеинсіз сусындарда әдетте бастапқы кофеин мөлшерінің 1–2% болады, бірақ кейде 20%-ға дейін жетеді. Рунж бұл затты бөліп алғанмен, кофеин химиясы туралы көп білмеді, сондай-ақ осы процесті кофеинсіз кофе өндіру үшін коммерциялық түрде пайдалануға ұмтылмады.
Decaffeination is the removal ("de ") of caffeine from coffee beans, cocoa, tea leaves, and other caffeine containing materials. Decaffeinated products are commonly termed by the abbreviation decaf. Decaffeinated drinks contain typically 1–2% of the original caffeine content, but sometimes as much as 20%. Though Runge was able to isolate the compound, he did not learn much about the chemistry of caffeine itself, nor did he seek to use the process commercially to produce decaffeinated coffee.
Кофеинсіздеу процестері
Кофеинсіздендіру үшін әр түрлі әдістер қолданылуы мүмкін. Бұл әдістер қуырудан бұрын жүзеге асырылады және дихлорметан немесе этил ацетаты, суперкритикалық CO2 немесе су сияқты органикалық еріткіштерді пайдаланып, кофеинді бұршақтардан шығарып алады, ал дәмдік алғышарттарды бастапқы жағдайына мүмкіндігінше жақын сақтайды.
Various methods can be used for decaffeination of coffee. These methods take place prior to roasting and may use organic solvents such as dichloromethane or ethyl acetate, supercritical CO2, or water to extract caffeine from the beans, while leaving flavour precursors in as close to their original state as possible.
Тікелей әдіс
Алғашқы коммерциялық сәтті кофеинсіздеу процесін 1903 жылы неміс саудагері Людвиг Розелиус және оның әріптестері ойлап тапты. Розелиус кофе дәндерінің теңіз суына кездейсоқ сіңгенін байқағаннан кейін, кофеиннің көп бөлігін жоғалтып, дәмін аз ғана өзгерткенін көрді. Бұл әдіс 1906 жылы патенттелді және кофе дәндерін түрлі қышқылдар немесе сілтелермен булауды, содан кейін кофеинді жою үшін бензолды еріткіш ретінде пайдалануды қамтиды. Осылай кофеинсіз кофе Еуропаның көп бөлігінде Kaffee Handels Aktien Gesellschaft (Кофе сауда компаниясы) компаниясының атымен Kaffee HAG, Францияда Café Sanka, ал кейіннен АҚШ-та Sanka брендімен сатылды. Café HAG және Sanka қазір Kraft Foods компаниясының бүкіл әлемдік брендтері болып табылады. Розелиус алғаш ұсынған әдістерге ұқсас тәсілдер басымдылықты сақтап келеді және кейде тікелей органикалық еріткіш әдісі деп аталады. Дегенмен, бензолдың денсаулыққа зиянды екендігі (қазіргі таңда ол канцероген ретінде танылған) туралы алаңдаушылықтар туындағандықтан, дихлорметан немесе этил ацетаты сияқты басқа еріткіштер қолданыла бастады. Піспеген (жасыл) дәндерді алдымен бумен өңдеп, содан кейін кофеинді шығаратын еріткішпен шайылады, бұл басқа құрамына көп әсер етпейді. Процесс кофеиннің мөлшері талап етілген деңгейге (АҚШ стандарты бойынша 97% кофеин жойылған, ал ЕО стандарты бойынша масса бойынша 99,9% кофеинсіз) жеткенше 8-12 рет қайталанады. Бұл процестің алғашқы кезеңінде су қолданылатындықтан, бұл әдіс кейде «сумен өңделген» деп аталады. Бұл әдіс алғаш рет 1941 жылы айтылған, және адамдар процесті «табиғирақ» ету және оны толығымен суға негізделген процеске айналдыру үшін көп күш жұмсады, органикалық еріткіштерді пайдалануды болдырмайтын тәсілдермен судан кофеинді бөліп алудың жолдарын іздеді.
The first commercially successful decaffeination process was invented by German merchant Ludwig Roselius and co workers in 1903, after Roselius observed that a consignment of coffee beans accidentally soaked in sea water had lost most of their caffeine content while losing little of their flavour. The process was patented in 1906, and involved steaming coffee beans with various acids or bases, then using benzene as a solvent to remove the caffeine. Coffee decaffeinated this way was sold as Kaffee HAG after the company name Kaffee Handels Aktien Gesellschaft (Coffee Trading Company) in most of Europe, as Café Sanka in France and later as Sanka brand coffee in the United States. Café HAG and Sanka are now worldwide brands of Kraft Foods. Methods similar to those first developed by Roselius have continued to dominate, and are sometimes known as the direct organic solvent method. However, because of health concerns regarding benzene (which is recognized today as a carcinogen), other solvents, such as dichloromethane or ethyl acetate, are now used. The unroasted (green) beans are first steamed and then rinsed with the solvent which extracts the caffeine, while leaving other constituents largely unaffected. The process is repeated between 8 and 12 times until the caffeine content meets the required standard (97% of caffeine removed according to the US standard, or 99.9% caffeine free by mass per the EU standard). Because water is used in the initial phase of this process, indirect method decaffeination is sometimes referred to as "water processed". This method was first mentioned in 1941, and people have made significant efforts to make the process more "natural" and a true water based process by finding ways to process the caffeine out of the water in ways that circumvent the use of organic solvents.
Швейцариялық су процессі
Кофеден кофеинді алудың баламалы әдісі – швейцарлық су процесі. Бұл процесте органикалық еріткіштер қолданылмайды, оның орнына кофеинсіз ету үшін тек су ғана қолданылады. Бұл техника алғаш рет 1933 жылы Швейцарияда жасалды және 1980 жылы Coffex S. A. компаниясы коммерцияландырды. Процесте кофеинді алу механизмі үшін жасыл кофе экстракты (GCE) пайдаланылады. Жасыл кофе экстракты – кофеиннен басқа жасыл кофе дәндерінің суда еритін құраушыларын қамтитын, жасыл кофе дәндерін ыстық суға малып, содан кейін кофеин молекулаларын жою үшін белсендірілген көмір сүзгісі арқылы сүзіп алу арқылы алынған ерітінді. GCE жасыл кофедің басқа суда еритін құраушыларымен қаныққандықтан, тек кофеин молекулалары ғана GCE-ге өтеді; суда еритін кофе элементтері жасыл кофеде қалады. Содан кейін кофеинге толы жаңа GCE ерітіндісі белсендірілген көмір сүзгілерінен өтеді, кофеин қайтадан алынады және процесс қайталанады. Үздісіз партиялық процесс соңғы кофеинсіз қалдықтың қажетті деңгейіне жету үшін 8–10 сағатқа созылады. Азық-түлік инженері Торунн Аттерас Гарин де кофеден кофеинді алу процесін әзірледі.
An alternative method for removal of caffeine from coffee is the Swiss Water process. This process uses no organic solvents, and instead only water is used to decaffeinate beans. It is a technique first developed in Switzerland in 1933, and commercialized by Coffex S. A. in 1980. The process uses green coffee extract (GCE) for the caffeine extraction mechanism. Green coffee extract is a solution containing the water soluble components of green coffee except for the caffeine, obtained by soaking green coffee beans in hot water, then filtering through an activated charcoal filter to remove the caffeine molecules. Because GCE is saturated with the other water soluble components of green coffee, only the caffeine molecules migrate to the GCE; the other water soluble coffee elements are retained in the green coffee. The newly caffeine rich GCE solution is then passed through the activated carbon filters to remove the caffeine again, and the process is repeated. The continuous batch process takes 8–10 hours to meet the final residual decaffeinated target. Food engineer Torunn Atteraas Garin also developed a process to remove caffeine from coffee.
Триглицеридтер процессі
Бұл процесте жасыл кофе бұршақтары кофеинді бұршақтардың бетіне шығару үшін ыстық су және кофе ерітіндісіне салынады. Содан кейін бұршақтар басқа ыдысқа ауыстырылып, қолданылған кофе ұнтағынан алынған кофе майларына батырылып, сіңіріледі. Бірнеше сағат бойы жоғары температурада ұстағаннан кейін майдағы триглицеридтер бұршақтардан кофеинді, бірақ дәмдік элементтерді алып тастамайды. Бұршақтар майдан бөлініп кептіріледі. Майлардан кофеин алынып, ол басқа партия бұршақтарды кофеинсіз ету үшін қайта қолданылады. Бұл кофеинсіз етудің тікелей байланыс әдісі.
In this process, green coffee beans are soaked in a hot water and coffee solution to draw the caffeine to the surface of the beans. Next, the beans are transferred to another container and immersed in coffee oils that were obtained from spent coffee grounds and left to soak. After several hours of high temperatures, the triglycerides in the oils remove the caffeine, but not the flavor elements, from the beans. The beans are separated from the oils and dried. The caffeine is removed from the oils, which are reused to decaffeinate another batch of beans. This is a direct contact method of decaffeination.
СО2 үдемелі үдерісі
Азық-түлік ғалымдары кофеинсіздендіру үшін де суперкритикалық көмірқышқыл газын (sCO2) пайдалануға жүгінді. Макс Планк институтының ғалымы Курт Зосель жасаған бұл технология кофеинді шығару үшін белгілі бір температураға дейін қыздырылған және қысымға келтірілген CO2 (көмірқышқыл газы) қолданады.
Food scientists have also turned to supercritical carbon dioxide (sCO2) as a means of decaffeination. Developed by Kurt Zosel, a scientist of the Max Planck Institute, it uses CO2 (carbon dioxide), heated and pressurised above its critical point, to extract caffeine.
Кофеинсіз кофедегі кофеин мөлшері
Өнімнің сапасын қамтамасыз ету үшін өндірушілер жаңа кофеинсіз кофе дәндерін сынақтан өткізуі қажет, осылайша кофеин концентрациясы салыстырмалы түрде төмен екеніне көз жеткізеді. АҚШ стандарттарына сәйкес, кофеин мөлшері кем дегенде 97%-ға төмендетілуі тиіс. Канадада кофеинсіз кофеде 0,1%-дан аз, ал кофеинсіз дайын кофеде 0,3%-дан аз кофеин болуы керек. Көптеген кофе компаниялары кофе дәндерінде қалған кофеин мөлшерін өлшеу үшін жоғары өнімді сұйық хроматографиясын (HPLC) пайдаланады. Дегенмен, HPLC қымбат болғандықтан, кейбір кофе компаниялары басқа әдістерді, мысалы, жақын инфрақызыл (NIR) спектроскопиясын қолдана бастады. HPLC өте дәл болса да, NIR спектроскопиясы әлдеқайда жылдам, арзан және пайдалануға оңай. Сонымен қатар, қалған кофеин мөлшерін өлшеу үшін қолданылатын тағы бір әдіс – ультракүлгін-көрінетін спектроскопия: бұл әдіс суперкритикалық CO2 қолданылатын кофеинсіздендіру процестері үшін пайдалы, себебі CO2 ультракүлгін-көрінетін спектрде сіңірілмейді. 2006 жылы Флорида мемлекеттік университетінде кофеханалардан алынған дайын кофеинсіз кофе үлгілерінің ондағы зерттеу көрсетті, кофеиннің белгілі бір мөлшері сақталған. Мұндай кофеинсіз кофедің 14-20 келісі бір келіс қарапайым кофедегідей кофеин мөлшеріне тең. Ал 237 мл (8 унция) қарапайым кофеде 95-200 мг кофеин, ал 355 мл (12 унция) Coca-Cola-да 36 мг кофеин бар.
To ensure product quality, manufacturers are required to test the newly decaffeinated coffee beans to make sure that caffeine concentration is relatively low. A caffeine content reduction of at least 97% is required under United States standards. There is less than 0.1% caffeine in decaffeinated coffee and less than 0.3% in decaffeinated instant coffee in Canada. Many coffee companies use high performance liquid chromatography (HPLC) to measure how much caffeine remains in the coffee beans. However, since HPLC can be quite costly, some coffee companies are beginning to use other methods such as near infrared (NIR) spectroscopy. Although HPLC is highly accurate, NIR spectroscopy is much faster, cheaper and overall easier to use. Lastly, another method typically used to measure the remaining caffeine includes ultraviolet–visible spectroscopy: useful for decaffeination processes that include supercritical CO2, as CO2 does not absorb in the UV Vis range. A controlled study in 2006 at Florida State University of ten samples of prepared decaffeinated coffee from coffee shops showed that some caffeine remained. Fourteen to twenty cups of such decaffeinated coffee would contain as much caffeine as one cup of regular coffee. In contrast, a 237 ml (8 ounce) cup of regular coffee contains 95–200 mg of caffeine, and a 355 ml (12 ounce) serving of Coca Cola contains 36 mg.
Кафесіз
2009 жылы кофеинсіз кофе дәндерін өсіру жөніндегі жұмыс әлі де жалғасуда. Осы кофе түрін сипаттау үшін "Декафито" термині қолданылып, Бразилияда тіркелген. 2004 жылы табиғи түрде кофеинсіз Coffea charrieriana сортының табылуы, "Декафито" сияқты кофелердің болашағын көрсетті. Онда кофеин синтетазасының жетіспейтін гені бар, нәтижесінде кофеинге айналдырудың орнына теобромин жиналады. Бұл қасиетті C. charrieriana арқылы басқа кофе өсімдіктерімен будандастыру арқылы немесе әдеттегі кофе өсімдіктерінде кофеин синтетазасының генін өшіру арқылы қол жеткізуге болады.
As of 2009, progress toward growing coffee beans that do not contain caffeine was still continuing. The term "Decaffito" has been coined to describe this type of coffee, and trademarked in Brazil. The prospect for Decaffito type coffees was shown by the discovery of the naturally caffeine free Coffea charrieriana variety, reported in 2004. It has a deficient caffeine synthase gene, leading it to accumulate theobromine instead of converting it to caffeine. Either this trait could be bred into other coffee plants by crossing them with C. charrieriana, or an equivalent effect could be achieved by knocking out the gene for caffeine synthase in normal coffee plants.
Кофеинсіз шай
Чайды кофеинсіз етуге болады, әдетте жоғарыда сипатталған тікелей әдіс немесе CO2 процесіне ұқсас процестерді қолдану арқылы. Шай жапырақтарын тотықтырып қара шай ("қытай тілінде" қызыл) жасау немесе жасыл жапырақтан улун шайы жасау шайдағы кофеин мөлшеріне әсер етпейді, бірақ шай өсімдігінің түрлері (яғни Camellia sinensis sinensis және Camellia sinensis assamica) табиғи кофеин құрамында өзгеше болуы мүмкін. Жас жапырақтар мен бүршіктер ескі жапырақтар мен сабақтарға қарағанда салмағына шаққанда көбірек кофеин қамтиды. CO2 процесі ыңғайлы, жарылғыш емес және уытты емес болғандықтан, әдеттегі және кофеинсізден өткен көк шайды салыстырғанда, көбінесе ұшқыш, поляр емес қосылыстар (мысалы, линалоол және фенилацетальдегид), жасыл және гүлдік хош иіс беретін қосылыстар (мысалы, гексанал және (E) 2 гексанал) және кейбір белгісіз қосылыстар кофеинсізден кейін жоғалып кеткені немесе азайғаны байқалды. CO2 процесімен қатар, шайды ыстық сумен де кофеинсіз етуге болады. Оңтайлы жағдайлар су температурасын, экстракция уақытын және жапырақ пен су арақатынасын бақылау арқылы қамтамасыз етіледі. 100°C немесе одан жоғары температурада, 3 минутқа дейінгі орташа экстракция уақытында және 1:20 жапырақ-су салмағы арақатынасында кофеиннің 83%-ы алынып тасталды және жалпы катехиндердің 95%-ы сақталды. Катехиндер – флаванолдың бір түрі, шайдың дәміне әсер етеді және қатерлі ісікке әкелуі мүмкін мутагендерді басуға көмектеседі деп дәлелденген. Қауіпсіздік үшін, кофе мен шайдың құрамында танин болады, бірақ шайда кофеинден үш есе аз танин бар. Сондықтан, шайды кофеинсіз ету кофеді кофеинсіз етуге қарағанда көбірек күтімді қажет етеді, дәмі сақталу үшін. Танин сақтау оның дәмі үшін ғана емес, сонымен қатар оның қатерлі ісікке қарсы, мутагендікке қарсы, антиоксиданттық және микробқа қарсы қасиеттері бар екені дәлелденгендіктен де маңызды. Танин қанның ұюын жылдамдатады, қан қысымын төмендетеді, қан сарысуындағы липид деңгейін төмендетеді және иммундық жауаптарды реттейді. Әдеттегі өндіріс процесіндегі кейбір қадамдар кофеиннің мөлшерін тікелей азайтуға немесе оның әр демалу кезінде шығарылуын баяулатуға көмектеседі. Қытайда бұл пісірілген пуэр шайларында, сондай-ақ Вуи тауындағы улун шайларында байқалады, олар көбінесе "чжунхуо" (орташа пісірілген) немесе "цзухуо" (жоғары пісірілген) деп аталады. Жалпы қабылданған статистика бойынша, бір стакан қара (немесе қызыл) шайда 40-50 мг кофеин болады, бұл бір стакан кофедегі кофеиннің шамамен жартысы. 30-60 секундтық қысқа демалудан кейін келесі демалудың кофеин мөлшері азаяды деп есептелсе де, зерттеулер 5 минуттық демалу кофеиннің 70%-ға дейін беретінін, ал екінші демалуда бірінші демалудың үштен бір бөлігі кофеин болады (жапырақтардағы кофеиннің жалпы мөлшерінің шамамен 23%-ы).
Tea may also be decaffeinated, usually by using processes analogous to the direct method or the CO2 process, as described above. Oxidizing tea leaves to create black tea ("red" in Chinese tea culture) or oolong tea leaves from green leaves does not affect the amount of caffeine in the tea, though tea plant subspecies (i. e. Camellia sinensis sinensis vs. Camellia sinensis assamica) may differ in natural caffeine content. Younger leaves and buds contain more caffeine by weight than older leaves and stems. Although the CO2 process is favorable because it is convenient, nonexplosive, and nontoxic, a comparison between regular and decaffeinated green teas using supercritical carbon dioxide showed that most volatile, nonpolar compounds (such as linalool and phenylacetaldehyde), green and floral flavor compounds (such as hexanal and (E) 2 hexenal), and some unknown compounds disappeared or decreased after decaffeination. In addition to CO2 process extraction, tea may be also decaffeinated using a hot water treatment. Optimal conditions are met by controlling water temperature, extraction time, and ratio of leaf to water. Temperatures of 100 °C or more, moderate extraction time of 3 minutes, and a 1:20 leaf to water weight per volume ratio removed 83% caffeine content and preserved 95% of total catechins. Catechins, a type of flavanol, contribute to the flavor of the tea and have been shown to increase the suppression of mutagens that may lead to cancer. Both coffee and tea have tannins, which are responsible for their astringent taste, but tea has around one third of the tannin content of coffee. Thus, decaffeination of tea requires more care to maintain tannin content than decaffeination of coffee in order to preserve this flavor. Preserving tannins is desirable not only because of their flavor, but also because they have been shown to have anticarcinogenic, antimutagenic, antioxidative, and antimicrobial properties. Specifically, tannins accelerate blood clotting, reduce blood pressure, decrease the serum lipid level, and modulate immunoresponses. Certain processes during normal production might help to decrease the caffeine content directly, or simply lower the rate at which it is released throughout each infusion. In China, this is evident in many cooked pu erh teas, as well as more heavily fired Wuyi Mountain oolongs; commonly referred to as 'zhonghuo' (mid fired) or 'zuhuo' (high fired). A generally accepted statistic is that a cup of normal black (or red) tea contains 40–50 mg of caffeine, roughly half the content of a cup of coffee. Although a common technique of discarding a short (30 to 60 seconds) steep is believed to much reduce caffeine content of a subsequent brew at the cost of some loss of flavor, research suggests that a five minute steep yields up to 70% of the caffeine, and a second steep has one third the caffeine of the first (about 23% of the total caffeine in the leaves).