Entkoffeinierung

Entkoffeinierung mit CO2

Entkoffeinierter Kaffee ist für viele die koffeinbewusste Alternative für den Kaffeegenuss rund um die Uhr. Für die Extraktion von Koffein aus der Bohne kann auf drei verschiedene Methoden zurückgegriffen werden: Organische Lösungsmittel (Dichlormethan oder Ethylacetat), Wasser oder Kohlendioxid (CO2 in flüssigem oder überkritischem Zustand).

Kaffeetrinken reduziert sich nicht auf den morgendlichen Koffeinkick zum Wachwerden. Kaffeetrinken ist ein Genusserlebnis und das schöne Ritual, gemeinsam mit Freunden und Bekannten zusammen zu sein. Koffein kann den Genussmoment stören. Nicht aufgepasst wie viel Koffein für Dich noch ok ist, spürst Du die unangenehmen Folgen der Koffeinwirkung. Zwischendurch einfach zu einem entkoffeinierten Kaffee greifen, so behältst Du Deine individuelle Koffeindosis im Blick und kannst Deinen Kaffeegenuss unbeschwert genießen.

Bestellst Du einen entkoffeinierten Kaffee im Lokal, ist häufig nicht klar, wie er entkoffeiniert wurde. Hier erfährst Du wie die Entkoffeinierung mit Kohlendioxid funktioniert.

Weiße Kaffeetasse mit Untertasse dampft vor blauem Hintergrund auf heller Oberfläche

Warum wird Kohlendioxid (CO2) zur Entkoffeinierung verwendet?

CO2 wird für die Entkoffeinierung von Kaffee eingesetzt, weil es erstaunliche Eigenschaften besitzt und Koffein sehr gezielt aus der Kaffeebohne entfernen kann. CO2 kann, je nachdem welche Bedingungen vorherrschen, fest als Trockeneis, als Flüssigkeit, als Gas oder im überkritischen Zustand vorliegen. So hat CO2 oberhalb der kritischen Temperatur und des kritischen Drucks (Tc = 31.1 °C, pc = 73.8 bar) die Viskosität eines Gases und die Dichte einer Flüssigkeit. Weil diese Bedingungen unter kommerziellen und sicherheitstechnischen Gesichtspunkten gut beherrschbar sind, wird CO2 für verschiedenste Anwendungen erfolgreich als Lösungsmittel eingesetzt. Geringe Änderungen von Temperatur und Druck verursachen große Änderungen in Dichte, Viskosität und weiteren Eigenschaften. Damit kann CO2 ganz speziell auf Koffein oder andere Naturstoffe eingestellt werden und gezielter als andere Lösungsmittel eingesetzt werden.

Wo kommt CO2 überall vor?

Kohlenstoffdioxid ist in unserer Umgebungsluft und für die Zellatmung vieler Lebewesen essenziell. CO2 entsteht bei jeder Art von Verbrennung (= Oxidation) sowohl bei einem Lagerfeuer oder in Verbrennungsmotoren. Bäume und andere Pflanzen nutzen CO2 zur Fotosynthese und wandeln es mithilfe von Sonnenlicht in Kohlenhydrate und Sauerstoff um, der wiederum an die Umgebung abgegeben wird. So ist CO2 ein natürlicher Bestandteil unserer Atmosphäre. Zuviel Kohlenstoffdioxid (CO2) in der Atmosphäre verstärkt allerdings den Treibhausgaseffekt und erwärmt unsere Erde.

CO2 ist weit verbreitet und wird in zahlreichen Prozessen in der chemischen und kosmetischen Industrie sowie in der Nahrungsmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie eingesetzt. Als Lösungsmittel wird CO2 für die Entkoffeinierung von Kaffee oder für die Extraktion von Hopfeninhaltsstoffen eingesetzt. Gerade in der Naturstoffchemie ist eine Vielzahl von Anwendungen denkbar.

Latte-Art-Herz Cappuccino in blauer Tasse auf brauner Holzfläche

Ist CO2 schädlich für die Gesundheit?

CO2 selbst ist nicht schädlich für die Gesundheit. Kohlendioxid ist ein farbloses und geruchloses Gas. Dadurch können wir es mit unseren Sinnesorganen kaum wahrnehmen. Unsere Umgebungsluft enthält einen lebensnotwendigen CO2-Anteil von ca. 0,04 Volumen % und das beeinflusst unser Atemzentrum und steuert unsere Atemfrequenz.

Kohlenstoffdioxid ist ca. 1,5-mal schwerer als Luft, deshalb sinkt es zu Boden, wenn es austritt. CO2 verdrängt dann den lebenswichtigen Sauerstoff und kann so für Menschen gefährlich werden. Für den Umgang mit CO2 sind deshalb gesetzliche Vorgaben erlassen worden.

Manchmal wird Kohlenstoffdioxid mit Kohlensäure verwechselt. Kohlensäure ist aber die wässrige Lösung von Kohlendioxid (CO2) in Wasser (H2O) wie z. B. bei Mineralwasser mit Kohlensäure.

Cappuccino mit Latte-Art-Tulpe in hellblauer Tasse mit Untertasse auf brauner Holzfläche

Wie funktioniert die Entkoffeinierung mit überkritischem CO2?

In vielen technischen Bereichen wird das hohe Lösevermögen von überkritischem Kohlendioxid und dessen gesundheitliche Unbedenklichkeit industriell genutzt.

Bei der Koffeinextraktion von Kaffee mit überkritischem CO2 bleiben die aromatischen Eigenschaften des Kaffees unverändert. Zuerst werden die grünen Kaffeebohnen mit Dampf und Wasser befeuchtet. Dies sorgt für eine Volumenvergrößerung der Bohnen und der ansteigende Feuchtegehalt in den Bohnen mobilisiert das Koffein.

Anschließend folgt die Extraktion des Koffeins mit überkritischen CO2 in Gasextraktionszylindern. Die spezielle Hochdrucktechnologie ermöglicht, dass Temperatur und Druck so eingestellt werden können, dass CO2 sowohl die Eigenschaften eines Gases als auch die einer Flüssigkeit annimmt. CO2 durchströmt den Kaffee wie ein Gas und verfügt gleichzeitig über die Lösungseigenschaften einer Flüssigkeit. Koffein wird vom CO2 sehr selektiv aufgenommen und aus der Bohne transportiert. Andere Kaffeeinhaltsstoffe bleiben in der Bohne zurück. Koffein wird dann mit Wasser vom CO2 getrennt. Das CO2 kann recycelt werden und wird für die Wiederverwendung einfach erneut unter Druck gesetzt.

Am Ende der Entkoffeinierung erfolgt ein Trocknungsschritt und die Kaffeebohnen erlangen ihren Ausgangsfeuchtegehalt wieder.

Wie funktioniert die Entkoffeinierung mit flüssigem CO2?

Das Besondere bei der Entkoffeinierung mit flüssigem CO2 sind die niedrigen Temperaturen, die bei der Extraktion verwendet werden. Rohkaffeebohnen werden wie bei allen Entkoffeinierungsverfahren im ersten Schritt mit Wasser und Dampf behandelt, damit eine Volumenvergrößerung der Bohne auftritt und das Koffein in der Bohne mobilisiert wird. Dann werden die Bohnen mit flüssigem CO2 extrahiert. Bei Temperaturen zwischen -56,6 und +31,1 °C und einem Druck von mindestens 5,3 bar kann CO2 in flüssiger Form vorliegen. Durch die niedrigeren Temperaturen bei der Entkoffeinierung mit flüssigem CO2 verlängert sich die Extraktionszeit.

Steinchen, die das Wort Decaf buchstabieren auf weißem Hintergrund mit Kaffeebohnen in der rechten unteren Ecke

Welche Kaffees sind mit CO2 entkoffeiniert?

Diese Frage kann nicht pauschal beantwortet werden. Die Kaffeeröster sind nicht verpflichtet, auf der Verpackung anzugeben, welches Entkoffeinierungsverfahren eingesetzt wird. Einige Röster geben freiwillig auf der Verpackung an, welche Methode angewendet wurde. Generell kann man sagen, dass entkoffeinierte BIO-Kaffees entweder mit CO2 oder mit Wasser entkoffeiniert sind. Denn nur diese beiden Methoden sind gesetzlich für BIO-Kaffees erlaubt.

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Bildquellen:
Tarik Kizilkaya, iStock | nerudol, iStock | Onder Ortel, Unsplash | Taisiia Shestopal, Unsplash | Coffee Geek, Unsplash