「デカフェ」コーヒーはどうやって作るの?今と未来のデカフェ豆の作り方
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 コーヒーに含まれるカフェインは、朝の眠気覚ましには有効ですが、体質や、コーヒーを飲む時間帯によっては、夜眠れなくなってしまうことがあります。そのような問題に対し、コーヒーの味を楽しむことができつつも、カフェインの影響を考えなくて良い「デカフェ」タイプのコーヒーがあります。最近は日本でもデカフェを扱うお店が増えてきており、カフェインに弱い方は喜ばしい傾向なのではないでしょうか。
 ところでこのデカフェのコーヒー、一体どのように作られているのでしょうか。本当にカフェインが取り除かれているのか、一夜の睡眠がかかっている人には大いに気になるところです。そこで、この記事では、デカフェコーヒーがどのように作られているかを解説してみたいと思います!

現在のデカフェ技術

 まず前提として、デカフェのコーヒーは、コーヒーを淹れる時にカフェインを抜いているのではありません。カフェイン成分が取り除かれたコーヒー豆を使って、コーヒーを淹れているのです。現在、コーヒー豆からカフェインを取り除くには、主に3つの方法があります。

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◎有機溶媒で除去する方法(直接法)

 この方法は簡単に言えば、溶剤を使ってカフェインを取り除く方法です。

 コーヒー豆の中には、水に溶けやすい成分と油に溶けやすい成分が含まれています。カフェインは水にやや溶けにくく(水の温度を上げていけば溶けやすくなる)、どちらかといえば油の側に溶けやすい性質を持っています。その性質を利用して、油に溶けやすい成分が溶け込みやすい「有機溶媒」と呼ばれる液体を使って、カフェインを抽出する方法があります。この方法は1903年に開発され、これまでに改良が重ねられてきました。現在では、安全性を考慮して、「ジクロロメタン」という有機溶媒にコーヒーの生豆を漬けてカフェインを抽出し、その後、生豆を加熱してジクロロメタンを蒸発させて抜いていく、というやり方でカフェインが除去され生豆が作られています。

 こちらの方法では、カフェインを96〜97%ほど取り除くことができます。ただし、やはり”有機溶媒”や”ジクロロメタン”といった、「いかにも化学物質でーす☆」という類のものが食品に使われることに対して抵抗を示す方もいらっしゃいます。また、ジクロロメタンに溶けやすい他の物質も除去されて、風味に影響が出てしまうこともあります。

◎水で除去する方法(間接法)

 そこで登場したのが、コーヒー豆のに浸してからカフェインを抽出する方法です。先ほど、カフェインは水の温度を上げれば溶けるようになると言いました。この方法ではまず、温度の高い水に生豆を浸し、カフェインが溶け出した抽出液を得ます。その抽出液にジクロロメタンを使ってカフェインを除去したあと、ジクロロメタンを蒸発させて抜きます。最後に、カフェインとジクロロメタンが除去された抽出液に再び生豆を浸し、成分を生豆の中に戻します。

 つまりこれは、一旦豆の中身を出す→中身からカフェインを除く→中身を豆に戻す、という方法です。

 こちらの方法では、カフェインを94〜96%ほど取り除くことができます。また、ジクロロメタンが生豆に直接触れないことや、カフェイン以外に取り除かれてしまう成分を減らすことができることがメリットがあります。しかし、それでもなお、薬品のようなものを使うこと自体に抵抗がある方はいらっしゃることでしょう。

◎二酸化炭素で除去する方法

 そして登場したのが、二酸化炭素を使う方法です。二酸化炭素自体は私たちが日常的に吸って吐いたり炭酸飲料から摂取したりしている物質ですので、これなら文句がなさそうです。「でも、二酸化炭素は液体ではないじゃないか」と思われるかもしれません。ドライアイスも、固体から一気に気体になってしまいますね。実は、二酸化炭素は、圧力をかけまくると挙動が変わります。圧力が通常の気圧の120倍ほどになると、「超臨界状態」という、気体のように動くことができる性質と液体のように物を溶かすことができる性質をダブルでもち合わせた状態になります。

 この方法では、これまでの方法で使われていたジクロロメタンの代わりに、二酸化炭素にカフェインを溶かします。

 水で湿らせた生豆に、この超臨界状態の二酸化炭素を用いることで、カフェインを二酸化炭素の中に溶かして除去することができます。カフェイン抽出後は、圧力を元に戻せば二酸化炭素は気体に戻って生豆の中から抜けていきます。この方法では、カフェインをなんと99%以上除去することができます。

 どの方法を採用するかはメーカーにもよりますが、超臨界状態を作る設備を整える余裕がある場合は二酸化炭素による除去法、ちょっと厳しい場合は水を使う間接法を使っているところが多いようです。いずれの場合でも、カフェインは大方除去されていると考えて良さそうです。

バイオ研究が作る、未来のデカフェ

 既存の方法は、溶剤を用いたり、超臨界状態の二酸化炭素を作るために大型の装置が必要であったり、必ずしもベストであるとは言えません。そこで、別の方法を使ってカフェインを除去する方法が考案され始めています。

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◎カフェイン自体を持たないコーヒー豆を作る

 こちらは、種なしブドウのように、カフェインなしコーヒー豆を作ってしまえ、という試みです。

 カフェインはコーヒー豆の中で合成されますが、合成はいくつかの酵素の働きによって進んでいきます。言い方を変えると、これらの酵素が働かなければ、カフェインを作ることができないのです。こうした視点から、奈良先端科学技術大学院大学の荻田信二郎教授は、コーヒーの木に「RNA干渉」と呼ばれる遺伝子操作の一種を用いて、カフェイン合成に必要な酵素が作られないようにしました(*1)。こうしてできたコーヒーの木から取れるコーヒー豆には、理論上はカフェインが含まれないようになります。一筋縄でうまくいくわけではありませんが、もしこの方法が理想通りに行けば、取り除くべきカフェイン自体が含まれないコーヒー豆が得られるようになるのです。

◎カフェインを微生物に分解させる

 さらに、ビールに酵母を入れて発酵させるかのごとく、コーヒーに微生物を入れてカフェインを分解させてしまえ、というアプローチもあります。

 発酵食品をはじめとして、食べ物の世界では微生物の力が有効利用されるケースが多く見受けられます。カフェイン除去においても、微生物が活躍するかもしれません。カフェインを合成ではなく、分解する酵素が、Pseudomonas putidaという種類の微生物のいくつかから見つかっています(*2)。そこで、この微生物自体を抽出後のお茶に入れてカフェインを除去する実験が行われましたが、その微生物の持つ別の物質が有害であることがわかりました。現在では、その心配をなくすために、カフェインを分解する酵素だけを取り出して酵素を直接働かせたり、遺伝子組換えによってその酵素を酵母菌などの無害な菌に作らせてカフェインを除去する研究が進んでいるようです。

 これらの方法はまだ実用化までの課題が多く、実際の製品になるまでには時間がかかるようです。しかし、こカフェインだけを選択的になくしたり分解することは、他の風味に影響を与えないことを意味します。これらの研究が進んでいくことで、通常のコーヒーと遜色ないおいしいデカフェコーヒーが味わえるようになるかもしれません。

参考文献
*1 Application of RNAi to confirm theobromine as the major intermediate for caffeine biosynthesis in coffee plants with potential for construction of decaffeinated varieties.
*2 Genetic characterization of caffeine degradation by bacteria and its potential applications

執筆:大嶋絵理奈(Facebookでフォロー

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