Hóa thực phẩmNGÀNH CÀ PHÊSẢN XUẤT - THƯƠNG MẠI

Cà phê decaf và các quá trình khử caffeine phổ biến | Prime Coffee

Cà phê Decaf (cafe khử caffeine) như một nhánh rẽ ít được nhắc đến trong ngành cà phê chất lượng cao, Một phần vì hiếm có ai yêu thích cà phê lại tìm đến thứ gì đó đả khử caffeine và đồng thời còn khử đi nhiều hương vị tuyệt vời khác, một phần là do những nghi ngại về sức khỏe trong quá trình khử cafeine có sử dụng dung môi hữu cơ trước đây. Tuy nhiên, sau nhiều thập kỷ, mọi người đả nhắc đến cà phê Decaf trên một cục diện hoàn toàn khác và liệu có một loại Specialty Coffee Decaf?

Quá trình khử caffein (Decaffeination) không chỉ áp dụng trên cà phê nhân xanh mà còn cả với trà. Các sản phẩm khử caffein này thường được gọi chung là Decaf.

Cà phê, caffeine và cà phê Decaf

Có khoảng 60  loài thực vật được biết trên thế giới là có chứa Caffeine. Trong đó, nguồn phổ nhất đến từ hạt của “loại cây mà ai cũng biết”. Tùy thuộc vào giống cà phê C. Arabica hay  C.Robusta (C. Canephora) mà hàm lượng caffeine cũng khác nhau, nhưng trung bình thì chúng dao động đâu đó khoảng 1,3% .

Tác dụng tự nhiên của cafeine đối với cây cà phê là nhằm chống lại côn trùng gây hại, và khi được hấp thụ ở ruột non 45 phút sau khi uống chúng trở thành tác nhân “ kích thích tự nhiên” giúp chúng ta chống lại cơn buồn ngủ, mệt mỏi và mọi người đả đánh giá cao tác động này trong nhiều thiên niên kỷ. Nhưng đôi khi một số người quá mẫn cảm đối với caffeine (gây ra các tác dụng phụ như choáng váng, tim đập nhanh, mất ngủ..) nhưng vẫn rất thích thú với hương vị từ cà phê. Và đó là lý do thúc đẩy ngành công nghiệp khử caffeine ra đời.

Các phương pháp khử caffeine phổ biến
Caffeine và một số kỹ thuật khử caffeine phổ biến

Riêng đối với cà phê, có nhiều phương pháp khử caffein khác nhau được sử dụng. Nhưng nhìn chung các  quá trình này được thực hiện trên cà phê nhân xanh (chưa rang). Thường bắt đầu bằng công đoạn hấp cà phê, sau đó, ngâm trong dung môi chiết xuất caffeine (trong khi các thành phần khác không bị ảnh hưởng nhiều). Quá trình này được lặp lại nhiều lần cho đến khi hàm lượng caffeine đạt tiêu chuẩn bắt buộc (loại bỏ  được 97% lượng caffeine – theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ, hoặc 99,9% theo tiêu chuẩn EU) – Theo Wikipedia

Lược sử ra đời và các phương pháp khử caffeine phổ biến

Quá trình khử caffein thành công về mặt thương mại đầu tiên được phát minh bởi thương gia người Đức Ludwig Roselius và đồng nghiệp vào năm 1903 (được cấp bằng sáng chế vào năm 1906). Quá trình khử caffein ban đầu này bao gồm việc hấp hạt cà phê bằng nhiều loại axit hoặc bazơ khác nhau, sau đó sử dụng benzen làm dung môi để loại bỏ caffeine. Cà phê khử caffein theo cách này đả được bán dưới tên Kaffee HAG theo tên công ty Kaffee Handels-Aktien-Gesellschaft. Song, do những lo ngại về sức khỏe liên quan đến benzen (được công nhận là chất gây ung thư), nên phương pháp này đả sớm thoái lui.

Tuy không còn được sử dụng cho đến hôm nay, nhưng hầu hết các phương pháp khử caffeine hiện đại đều tiến hành theo cách tương tự, trong đó thay vì sử dụng dung môi benzen, các nhà khoa học đả sử dụng dichloromethaneethyl acetate

Phương pháp dung môi hữu cơ – Solvent

Trong phương pháp này, cà phê sẽ được ngâm trong nước nóng trước khi ngâm trong dichloromethane hoặc ethyl acetate. Các dung môi này sau đó được thu hồi trong thiết bị bay hơi, caffeine được thu lại để sử dụng cho các mục đích khác. Sau khi rữa sạch và tiến hành hấp để loại bỏ hoàn toàn dung môi, các hạt cà phê được sấy khô và có thể tiếp tục rang xay  như bất kỳ loại cà phê xanh khác.

Phương pháp dung môi hữu cơ – Solvent

Khử caffeine bằng hương pháp dung môi hữu cơ – Solvent Method

Trong quá trình xử lý, nếu cà phê được ngâm và gia nhiệt trực tiếp trong môi trường dung môi (xử lý trực tiếp – direct solvent) thì các hương vị sẽ dễ dàng khuếch tán theo caffeine), nên một phương pháp thay thế đả được áp dụng, đó là ngâm cà phê trong nước nóng trước rồi chuyển sang môi trường dung môi (xử lý gián tiếp – indirect solvent). Bằng cách này các dung môi sẽ hấp thụ hầu hết các caffeine, và để lại nhiều hợp chất hương vị hơn.

 Đối với dung môi hưu cơ, Cục Quản lý Thực phẩm & Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đả giới hạn lượng methylene clorua (MC) dưới  10 phần triệu (0,001%) trong cà phê rang đã khử caffein. Nhưng do MC có thể dẫn đến nguy cơ mắc một số bệnh ung thư, nên có một số lo ngại về việc sử dụng dung môi này. Trong khi đó, Ethyl acetate (EA) thường có nguồn gốc từ trái cây hoặc mía đường, nên toàn hơn khá nhiều, tuy nhiên vấn đề là EA còn có mùi đặc trưng  và có thể tồn tồn dư trong cà phê sau khi khử caffein.

Kỹ thuật Swiss Water Method

Ngoài việc sử dụng dung môi, một quy trình khác chỉ sử dụng nước và than hoạt tính để khử caffein cũng được áp dụng từ rất sớm. Được phát triển lần đầu tại Thụy Sĩ vào năm 1933, và thương mại hóa vào năm 1979 nên phổ biến với tên gọi Swiss Water.

Trong kỹ thuật này hạt cà phê được ngâm trong nước nóng sau đó được đưa vào hỗn hợp chiết xuất cà phê xanh không chứa caffeine. Do sự chênh lệch nồng độ, nên caffeine trong hạt sẽ thẩm thấu ra ngoài và hòa tan trong chiết xuất. Dung dịch chiết xuất tiếp tục đưa qua than hoạt tính, để loại bỏ caffeine và sau đó có thể được tái sử dụng vào lần sau. Về mặt kinh tế, phương pháp này đắt hơn phương pháp dung môi vì caffeine chiết xuất không thể được thu hồi và bán riêng.

Kỹ thuật Swiss Water Method

Khử caffeine bằng phương pháp “nước Thụy Sĩ” và “nước Pháp”

Ngoài ra , Sơ đồ trên còn cho thấy một kỹ thuật “khử nước kiểu Pháp” cũng được tiến hành bằng cách ngâm cà phê trong nước nóng, (lên đến 24 giờ). Sau đó cà phê được sấy khô, trong khi nước được đưa qua bộ lọc carbon để loại bỏ caffeine. Nước không chứa caffeine, nhưng giàu hương vị này sau đó được cho hấp thụ lại bởi cà phê khô, vì vậy cà phê có thể nhận lại phần nào đó hương vị đã mất trước khi mang đi sấy khô và rang.

Khử caffeine bằng Carbon Dioxide siêu tới hạn

Gần đây nhất, các nhà khoa học thực phẩm đả chuyển sang sử dụng Carbon Dioxide siêu tới hạn như một phương tiện khử caffein hiệu quả và an toàn hơn rất nhiều. Kỹ thuật này được phát triển bởi Kurt Zosel, một nhà khoa học của Viện Max Planck (Đức). Trong quy trình này Supercritical Carbon dioxide (sCO2 ) tức CO2 hóa lỏng ở nhiệt độ 31oC dưới áp xuất 74 bar bị ép qua hạt cà phê xanh để thu lấy caffeine sau đó phun vào nước để “nhả” caffeine ra. Với tính ổn định của sCO2 quá trình này diển ra ở nhiệt độ thấp hơn cho phép hạn chế tối đa sự biến tính các thành phần khác của cà phê, đồng thời caffeine có thể được phân lập và thu lại cho mục đích khác.

Khử caffeine bằng Carbon Dioxide siêu tới hạn
Khử caffeine bằng Carbon Dioxide siêu tới hạn

Còn rất nhiều kỹ thuật khác được sử dụng để tách caffein, tuy nhiên nội dung đả khá dài rồi, nên mình chỉ tập trung vào một số kỹ thuật phổ biến, các bạn có thể tham khảo thêm tại Wikipedia. Vấn đề tiếp theo chúng ta cần tập trung sự quan tâm đó là, liệu Specialty Coffee có thể tồn tại dưới dạng Decaf? Và các loại cà phê khử caffeine có tín hiệu gì đối với sức khỏe?

Được và mất đối với cà phê khử caffeine

Cà phê Decaf không có gì nổi tiếng bằng sự “vô vị”. Dù bản thân caffein không có mùi vị, nhưng trải qua quá quá trình khử caffein rất nhiều các hợp chất tạo hương vị quan trọng cũng bị loại bỏ theo.

Trong lịch sử, quá trình khử caffein đả làm tăng đáng kể giá cuối cùng của cà phê thành phẩm, nhưng hầu hết cà phê Decaf được bán với giá tương đương với cà phê thông thường (vì tâm lý người dùng không muốn trả tiền nhiều hơn cho cái gì đó đả khử ít đi). Để làm được điều này, các nhà nhập khẩu và chế biến thường dựa sử dụng cà phê xanh hạng hai (kém chất lượng hơn) nên từ lâu cà phê Decaf đả mang cái mác “kém hương vị” hơn so với cà phê nguyên bản.

Song, tình thế đả xoay chuyển từ sau làn sóng cà phê thứ hai, Khi thị trường Specialty Coffee phát triển, chất lượng trở thành ưu tiên cao hơn ở mỗi khâu của chuỗi cung ứng, các nhà rang xay và người tiêu dùng mong đợi nhiều hơn ở hương vị cà phê, họ sẵn sàng chi trả cao hơn cho cà phê được khử caffeine. Và kéo theo đà tăng lên của các tín đồ cà phê mỗi năm, số lượng những người uống cà phê Decaf cũng tăng theo, nhiều nhà rang xay sẽ cần đáp ứng trước thị trường ngày càng rộng mở này.

Cà phê Decaf trên mặt sức khỏe

Đây là một câu hỏi rộng với nhiều khía cạnh để xem xét. Trong đó yếu tố quan trọng là mức độ nhạy cảm của mỗi người với caffeine. Cụ thể hơn, tất cả chúng ta đều sở hữu một loại enzyme đặc biệt có tên Cytochrom P450 1A2 trong cơ thể với khả năng chuyển hóa caffeine. Nếu khả năng chuyển hóa chậm hơn, cơ thể  sẽ bị tác động mạnh hơn bởi caffeine so với người người khác, việc bạn chuyển hóa caffeine tốt như thế nào sẽ cho thấy lượng caffeine có thể tiêu thụ được.

Khi cà phê không có caffeine
Một quảng cáo cafe Decaf của Nescafe’ – Khi cà phê không chứa caffeine

Về khía cạnh y học có khá nhiều nghiên cứu và các báo cáo y tế cho thấy việc sử dụng cà phê Decaf không ảnh hưởng đến sức khỏe người dùng, thậm chí là có nhiều lợi ích hơn so với cà phê thông thường. Dù thế nào đi nữa, nhiều người tiêu dùng – cả chuyên gia, giới thời thượng – đả chuyển sang uống cà phê decaf khi xu hướng sức khỏe là trên hết đạt đỉnh điểm vào những năm 1980. Tuy nhiên, sau hàng thế kỷ tất cả chúng ta đều biết đến một loại thức uống màu đen, gọi tên nó bằng tên của chất kích thích caffeine, thì ngày nay “cafe Decaf” nghe sự phủ nhận nguồn gốc của chính cái tên cà phê.

Tham khảo

  • www. en.wikipedia.org/ Decaffeination
  • www.perfectdailygrind.com/ What’s The Truth About Decaffeinated Coffee?
  • www.freshcup.com/ Decaf: More Than an Afterthought
  • www.draxe.com/ Is Decaf Coffee Good or Bad for Your Health?

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *