Descafeinación

La descafeinación consiste en eliminar la cafeína de los granos de café , el cacao , las hojas de té y otros materiales que contienen cafeína. Las bebidas descafeinadas contienen típicamente del 1 al 2% del contenido de cafeína original y, a veces, hasta el 20%. ^{[1] Los} productos descafeinados se denominan comúnmente descafeinados .

Friedlieb Ferdinand Runge realizó el primer aislamiento de cafeína pura de granos de café en 1820, después de que el poeta Goethe se enteró de su trabajo sobre el extracto de belladona y le pidió que realizara un análisis en granos de café. ^[2] Aunque Runge pudo aislar el compuesto, no aprendió mucho sobre la química de la cafeína en sí, ni buscó utilizar el proceso comercialmente para producir café descafeinado.

Procesos de descafeinación

Se pueden utilizar varios métodos para descafeinar el café. Estos métodos tienen lugar antes de asar y pueden utilizar disolventes orgánicos tales como diclorometano o acetato de etilo , supercrítico CO ₂ , o agua para extraer la cafeína de los granos, mientras que deja precursores del sabor en tan cercano a su estado original como sea posible. ^[3]

Procesos de disolventes orgánicos

Método directo

El primer proceso de descafeinado comercialmente exitoso fue inventado por el comerciante alemán Ludwig Roselius y sus compañeros de trabajo en 1903, después de que Ludwig observara que una carga de granos de café empapados accidentalmente en agua de mar había perdido la mayor parte de su contenido de cafeína sin perder gran parte de su sabor. ^{[4] [5]} El proceso fue patentado en 1906 e incluía cocinar granos de café al vapor con varios ácidos o bases y luego usar benceno como solvente para eliminar la cafeína. ^{[6] [7] El} café descafeinado de esta manera se vendió como Kaffee HAG después del nombre de la empresa Kaffee Handels-Aktien-Gesellschaft (Coffee Trading Company) en la mayor parte de Europa, como Café Sanka en Francia y más tarde como café de la marca Sanka en los EE . UU . Café HAG y Sanka son ahora marcas mundiales de Kraft Foods .

Anuncio de periódico americano de 1914 para café descafeinado Kaffee HAG

Los métodos similares a los desarrollados por primera vez por Roselius han seguido dominando y, a veces, se conocen como el método de solvente orgánico directo . Sin embargo, debido a los problemas de salud relacionados con el benceno (que en la actualidad se reconoce como carcinógeno ), ^[8] los procesos comerciales ahora utilizan disolventes alternativos como el diclorometano o el acetato de etilo . ^[9] Los granos no tostados (verdes) se cuecen al vapor primero y luego se enjuagan con el solvente que extrae la cafeína, mientras que otros componentes no se ven afectados en gran medida. El proceso se repite de 8 a 12 veces hasta que el contenido de cafeína cumple con el estándar requerido (97% de cafeína eliminada según el estándar de EE. UU. O 99,9% sin cafeína en masa según el estándar de la UE). ^[3]

Método indirecto

Otra variación del método de Roselius es el método de solvente orgánico indirecto . En este método, en lugar de tratar los granos directamente, primero se sumergen en agua caliente durante varias horas, en esencia, se prepara una taza de café fuerte, luego se retiran y el agua restante se trata con solventes (por ejemplo, diclorometano o acetato de etilo) para Extrae la cafeína del agua. Como en otros métodos, la cafeína se puede separar del solvente orgánico por simple evaporación. La misma agua se recicla mediante este proceso de dos pasos con nuevos lotes de frijoles. Se alcanza un equilibrio después de varios ciclos, en el que el agua y los granos tienen una composición similar a excepción de la cafeína. Después de este punto, la cafeína es el único material que se elimina de los granos, por lo que no se pierde la fuerza del café ni otros aromas. ^[10] Debido a que el agua se utiliza en la fase inicial de este proceso, el método indirecto de descafeinado a veces se denomina "procesado con agua". Este método se mencionó por primera vez en 1941, y la gente ha hecho grandes esfuerzos para hacer que el proceso sea más "natural" y un verdadero proceso basado en agua al encontrar formas de procesar la cafeína del agua de manera que evite el uso de disolventes orgánicos. ^[11]

Proceso Swiss Water

Saco de granos de café verde descafeinado por el proceso Swiss Water

Un método alternativo para eliminar la cafeína del café es el proceso Swiss Water. Este proceso no utiliza disolventes orgánicos y, en cambio, solo se utiliza agua para descafeinar los granos, una técnica desarrollada por primera vez en Suiza en 1933 y comercializada por Coffex SA en 1980. ^[5] El proceso Swiss Water fue introducido por The Swiss Water Decaffeinated Coffee. Company of Burnaby , Columbia Británica , Canadá, en 1988. ^[12]

El proceso utiliza extracto de café verde (GCE) para el mecanismo de extracción de cafeína. El extracto de café verde es una solución que contiene los componentes solubles en agua del café verde, excepto la cafeína, que se obtiene al remojar los granos de café verde en agua caliente y luego se filtra a través de un filtro de carbón activado para eliminar las moléculas de cafeína. ^[5] Los granos frescos que contienen cafeína y los otros componentes se agregan a la solución de GCE, donde la diferencia de presión del gradiente entre el GCE (que es pobre en cafeína) y el café verde (que es rico en cafeína) hace que las moléculas de cafeína se migrar del café verde a la CME. ^[13] Debido a que el GCE está saturado con los otros componentes solubles en agua del café verde, solo la molécula de cafeína migra al GCE; los otros elementos de café solubles en agua se retienen en el café verde. La nueva solución de GCE rica en cafeína se pasa a través de los filtros de carbón activado para eliminar nuevamente la cafeína, y el proceso se repite. El proceso continuo por lotes tarda de 8 a 10 horas en alcanzar el objetivo final de descafeinado residual. ^{[14] [15]}

El destacado ingeniero de alimentos Torunn Atteraas Garin también desarrolló un proceso para eliminar la cafeína del café. ^{[16] [17]}

Proceso de triglicéridos

Los granos de café verde se sumergen en una solución de agua caliente / café para llevar la cafeína a la superficie de los granos. A continuación, los granos se transfieren a otro recipiente y se sumergen en los aceites de café que se obtuvieron de los posos de café usados ​​y se dejaron en remojo.

Después de varias horas de altas temperaturas, los triglicéridos de los aceites eliminan la cafeína, pero no los elementos de sabor, de los frijoles. Los frijoles se separan de los aceites y se secan. La cafeína se elimina de los aceites, que se reutilizan para descafeinar otro lote de frijoles. Este es un método de descafeinado por contacto directo.

Proceso de CO ₂ supercrítico

Los científicos de alimentos también han recurrido al dióxido de carbono supercrítico como medio de descafeinación. Desarrollado por Kurt Zosel, un científico del Instituto Max Planck, utiliza CO ₂ , calentado y presurizado por encima de su punto crítico , para extraer cafeína. ^[5] En este proceso, los granos de café verde se cuecen al vapor y luego se agregan a un recipiente de alta presión. Se hace circular una mezcla de agua y dióxido de carbono (CO ₂ ) a través del recipiente a 300 atm y 65 ° C (149 ° F). A esta temperatura y presión, el CO ₂ es un fluido supercrítico , con propiedades a medio camino entre un gas y un líquido. La cafeína se disuelve en el CO ₂ ; Los compuestos que contribuyen al sabor del café elaborado son en gran parte insolubles en CO ₂ y permanecen en el grano. En un recipiente separado, la cafeína se elimina del CO ₂ con agua adicional. A continuación, el CO ₂ se recircula al recipiente a presión. ^{[3] [18]}

Contenido de cafeína del café

Contenido de cafeína del café descafeinado

Para garantizar la calidad del producto, los fabricantes deben probar los granos de café recién descafeinados para asegurarse de que la concentración de cafeína sea relativamente baja. Según los estándares de los Estados Unidos, se requiere una reducción del contenido de cafeína de al menos el 97%. ^[19] Hay menos del 0,1% de cafeína en el café descafeinado y menos del 0,3% en el café instantáneo descafeinado en Canadá. ^[20] Para hacerlo, muchas empresas cafeteras optan por emplear cromatografía líquida de alto rendimiento para medir cuantitativamente la cantidad de cafeína que queda en los granos de café. Sin embargo, dado que la HPLC puede ser bastante costosa, algunas empresas cafeteras están comenzando a utilizar otros métodos, como la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) . ^[21] Aunque la HPLC es muy precisa, la espectroscopia NIR es mucho más rápida, más barata y, en general, más fácil de usar. Por último, otro método típicamente utilizado para cuantificar la cafeína restante incluye la espectroscopia ultravioleta-visible , que puede ser muy ventajosa para los procesos de descafeinación que incluyen CO ₂ supercrítico _, ya que el CO ₂ no se absorbe en el rango UV-Vis. ^[22]

Un estudio controlado de diez muestras de café descafeinado preparado en cafeterías mostró que quedaba algo de cafeína. ^{[1] De} catorce a veinte tazas de café descafeinado contendrían tanta cafeína como una taza de café normal. ^[1] Las tazas de 473 ml (16 onzas) de muestras de café contenían cafeína en el rango de 8,6 mg a 13,9 mg. En otro estudio de marcas populares de cafés descafeinados, el contenido de cafeína varió de 3 mg a 32 mg. ^[23] Una taza de café regular de 237 ml (8 onzas) contiene 95-200 mg de cafeína, ^[24] y una porción de 355 ml (12 onzas) de Coca-Cola contiene 36 mg. ^[25]

Ambos estudios probaron el contenido de cafeína del café elaborado en la tienda, lo que sugiere que la cafeína puede ser residual del café normal que se sirve en lugar del café mal descafeinado. ^{[ investigación original? ]}

A partir de 2009, aún continuaba el progreso hacia el cultivo de granos de café que no contienen cafeína. El término "Decaffito" ha sido acuñado para describir este tipo de café descafeinado, y es una marca registrada en Brasil. ^[26]

La perspectiva para los cafés de tipo Decaffito quedó demostrada por el descubrimiento de la Coffea charrieriana naturalmente libre de cafeína , informada en 2004. Tiene un gen deficiente de la cafeína sintasa , lo que lo lleva a acumular teobromina en lugar de convertirla en cafeína. ^[27] O este rasgo se podría incorporar a otras plantas de café al cruzarlas con C. charrieriana , o se podría lograr un efecto equivalente al anular el gen de la cafeína sintasa en las plantas de café normales. ^[28]

El té también puede descafeinarse, normalmente mediante procesos análogos al método directo o al proceso de CO ₂ , como se describe anteriormente. El proceso de oxidación de las hojas de té para crear té negro ("rojo" en la cultura del té chino ) u hojas de té oolong a partir de hojas verdes no afecta la cantidad de cafeína en el té, aunque la subespecie de la planta de té (es decir, Camellia sinensis sinensis vs. Camellia sinensis assamica ) pueden diferir en el contenido de cafeína natural. Las hojas y los brotes más jóvenes contienen más cafeína por peso que las hojas y los tallos más viejos. ^{[ cita requerida ]} Aunque el proceso de CO ₂ es favorable porque es conveniente, no explosivo y no tóxico, ^[29] una comparación entre los tés verdes regulares y descafeinados que usan dióxido de carbono supercrítico mostró que la mayoría de los compuestos no polares volátiles (como el linalol y el fenilacetaldehído ) , compuestos de sabor verde y floral (como hexanal y ( E ) -2-hexenal), y algunos compuestos desconocidos desaparecieron o disminuyeron después del descafeinado. ^[30]

Además del proceso de extracción de CO ₂ , el té también se puede descafeinar mediante un tratamiento con agua caliente. Las condiciones óptimas se cumplen controlando la temperatura del agua, el tiempo de extracción y la proporción de hoja a agua, donde se eliminan temperaturas más altas de 100 ° C o más, un tiempo de extracción moderado de 3 minutos y una proporción de 1:20 de peso de hoja a agua por volumen 83 % de contenido de cafeína y conserva el 95% del total de catequinas . ^{[31] Las} catequinas , un tipo de flavonoides , contribuyen al sabor del té y se ha demostrado que aumentan la supresión de mutágenos que pueden provocar cáncer. ^[32]

Tanto el café como el té tienen taninos , que son responsables de su sabor astringente , pero el té tiene alrededor de un tercio del contenido de taninos del café. ^[33] Por lo tanto, el descafeinado del té requiere más cuidado para mantener el contenido de taninos que el descafeinado del café para preservar este sabor. La conservación de los taninos es deseable no solo por su sabor, sino también porque se ha demostrado que tienen propiedades anticancerígenas, antimutagénicas, antioxidantes y antimicrobianas. Específicamente, los taninos aceleran la coagulación de la sangre, reducen la presión arterial, disminuyen el nivel de lípidos séricos y modulan las inmunorespuestas. ^[34]

Ciertos procesos durante la producción normal pueden ayudar a disminuir el contenido de cafeína directamente o simplemente a disminuir la velocidad a la que se libera en cada infusión. Varios casos en China donde esto es evidente es en muchos tés pu-erh cocidos , así como en los oolongs de la montaña Wuyi más cocidos ; comúnmente conocido como 'zhonghuo' (fuego medio) o 'zuhuo' (fuego alto). ^{[ cita requerida ]}

Una estadística generalmente aceptada es que una taza de té negro (o rojo) normal contiene entre 40 y 50 mg de cafeína, aproximadamente la mitad del contenido de una taza de café. ^[35]

Aunque se cree que una técnica común de descartar una pendiente corta (30 a 60 segundos) ^[36] reduce mucho el contenido de cafeína de una preparación posterior a costa de una cierta pérdida de sabor, la investigación sugiere que una pendiente de cinco minutos produce hasta 70 % de la cafeína, y un segundo empinado tiene un tercio de la cafeína del primero (aproximadamente el 23% de la cafeína total en las hojas). ^[37]

• Efectos de la cafeína en la salud
• Efectos del café sobre la salud
• Efectos del té en la salud
• Sustituto del café