1. 카페인의 효과

커피를 섭취하면 심장 박동이 빨라지고, 손이 떨리는 등의 현상으로 커피를 꺼리는 사람들도 상당히 많습니다. 이런 현상이 나타나는 이유는 커피에서 가장 많이 함유되어 있는 성분인 카페인 때문입니다. 과다하면 독이 되지만 개인의 특성에 맞는 적정한 카페인은 우리 몸에 긍정적인 효과를 줄 수 있다는 사실이 여러 문헌에 나와있습니다. 첫 번째 효과는 다이어트 효과입니다. 식사 전 카페인을 섭취하면 포만감을 빨리 느껴 식욕을 억제하는 효과가 있고 신체 대사율이 빨라져 운동 효과를 극대화시킵니다. 이것은 지방 연소를 활발하게 하여 체중을 감소시킵니다. 두 번째 효과는 노화 방지입니다. 카페인 주요 노화 원인인 활성 산소로부터 신체를 보호하는 강력한 항산화 물질입니다. 또한 뇌 기능의 손상을 방지하고 복원시키는 기능을 함으로써 치매나 퇴행성 질환의 발병 및 진행을 지연시키는 효능이 있습니다. 세 번 째는 항암 효과입니다. 조사에 따르면 하루 3~4잔의 커피는 유방암 발병률을 낮춰주고 흡연 물질과 종양 같은 발암물질로부터 신체를 보호한다는 결과가 있습니다. 그 외 편두통을 줄여주고 담석을 예방해 줄 뿐만 아니라 호흡기질환에도 도움을 줍니다. 카페인이 신체에 위와 같은 효과를 나타내는 까닭은 인체에 흡수되면서 각성효과를 일으켜 중추신경계가 자극을 받습니다. 때문에 일시적으로 잠이 깨고 우리 몸이 기민하게 되어 기분이 고조되고 집중력도 높아지기 때문입니다. 카페인은 식물이 해충으로부터 자신을 보호하기 위해 만들어내는 천연 독성물질로 강력한 각성 효과를 일으키는 특성이 있습니다. 카페인은 열매뿐만 아니라 잎에도 존재합니다. 아라비카종보다 로부스타종이 두 배 가까이 더 높게 함유되어 있으며 커피의 종류와 추출 방법에 따라 함량의 차이가 있습니다. 보통의 에스프레소 한잔에는 약 30mg, 드립커피에는 약 145mg 정도의 카페인이 함유되어 있습니다.

요즘은 카페인 섭취를 꺼리는 사람들을 위해 디카페인 커피 및 음료가 시장에 많이 출시되어 판매되고 있습니다. 

2.카페인의 특성

카페인의 뜻은 '커피 안에 있는 물질'(coffee-in)이라는 뜻입니다. 1819년 독일의 화학자가 분리에 최초로 성공했습니다. 카페인은 실온에서 흰색을 띠고 쓴맛이 나는 특징이 있습니다. 냄새가 없는 결정 구조로 이루어져 있습니다. 카페인의 녹는점은 약 235~238도이며, 드라이아이스처럼 승화하는 성질을 가지고 있습니다. 이때온도는 178도입니다. 카페인은 퓨린계의 크산틴 알칼로이드의 합성물질이라 1, 3, 7-트리메틸크산틴 으로도 불립니다.

3. 디카페인 커피의 특성

디카페인은 커피에서 카페인을 융해하고 추출하여 제거한 커피입니다. 1903년 상업적 규모의 카페인 제거 기술을 독일 'Kaffee HAG' 사의 설립자인 "로셀리우스"에 의해  개발되었습니다.(특허 1906년) 이후 본격적인 시장은 1960년대 미국에서 형성되었습니다. 스페인이나 미국에서는 커피 소비의 10% 이상을 차지하며 우리나라에서도 인기가 높아지는 추세입니다. 디카페인 커퍼의 제조 목적은 카페인은 제거하되 향과 맛은 유지할 수 있는 커피를 생산하는 것입니다. 기존 제조 시에는 벤젠, 클로로포름, 트리클로로에틸렌과 디클로로메탄 같은 용매가 사용됩니다. 이 용매들은 인체에 유해 가능성이 있고 환경에 안 좋은 영향을 미치며 비용이 많이 발생하여 현재는 몇 가지 다른 공법으로 대체되었습니다. 

4. 디카페인 커피의 가공방식

<1, 물 추출법>

스위스에서 개발된 공법입니다. 뜨거운 물을 커피에 침투하여 통과시킬 때 물과 함께 카페인뿐만 아니라 커피 플레이버의 요소가 되는 여러 가지 화합물도 활성탄소에 통과시키면서 카페인을 제거하는 방식입니다. 이때 통과된 물이 다시 콩에 흡수된 후 증발하여 마르면 좋은 플레이버를 지닌 카페인이 없는 커피가 만들어집니다. 이 공정은 클로로겐산과 같은 수용성물질을 상실하게 만드는 단점이 있습니다. 

<2. 초임계 이산화탄소 추출법>

독일의 HAG사에 의해 개발된 방식입니다. 200기압의 압력을 받은 상태에서 온도가 초임계 온도인 31도를 넘어가면 CO2는 초임계 상태가 되어 액체 상태로 변화하면서 생두에 침투하여 97~99%의 카페인을 용해시킵니다. 이렇게 용해된 카페인은 활성탄소 흡착이나 증류, 재결정, 역삼투 방식으로 분류됩니다. 이 공정은 유해물질의 잔류 문제가 없고 카페인의 선택적 추출은 가능하지만 시설을 갖추는데 비용이 상당히 많이 들어가는 단점이 있습니다.

<3. 유기용매 추출법>

생두에 압력을 가한 상태에서 증기를 쐬어 주면 콩이 부풀고 표면적이 넓어져 카페인 제거가 쉬워집니다. 이때 다시 압력을 가해 용매의 끓는점에 가까운 온도가 되면 용매를 이용해 카페인을 제거합니다. 사용되는 용매는 커피의 품질에 영향을 주지 않고 카페인만을 선택적으로 제거해야만 하나 극 소량의 용매 성분이 커피에 남습니다. 이 잔류성분은 디카페인 커피를 섭취하는 인체에 안전한 용량입니다. 요즘 사용되고 있는 용매는 에틸아세테이트와 메틸렌클로라이드입니다. 

<4. 기타>

모든 디카페인커피 제조공정은 엄격한 과학적 관리를 받아 안전합니다. 유럽연합(EU)는 카페인 함량이 원두 0.1%, 인스턴트커피 0.3%을 초과해서는 안된다고 규정하고 있습니다. 이는 컵 당 3mg 이하의 카페인이 들어있다는 뜻입니다. 미국은 유럽보다는 완화하여 전체 카페인의 97% 이상의 카페인만 제거된다면 디카페인 커피로 인정합니다. 오늘날에는 다양한 방식으로 대부분의 카페인을 99.9% 이상 제거할 수 있습니다. 디카페인커피 18잔에 들어있는 카페인은 일반 커피 1잔과 비슷한 용량입니다.