La descafeinización es la eliminación de la cafeína de los granos de café , el cacao , las hojas de té y otros materiales que contienen cafeína. Los productos descafeinados se denominan comúnmente con la abreviatura decaf . Las bebidas descafeinadas contienen típicamente entre el 1 y el 2 % del contenido original de cafeína, pero a veces hasta el 20 %. [1]
Friedlieb Ferdinand Runge realizó el primer aislamiento de cafeína de los granos de café en 1820, después de que el poeta alemán Goethe escuchara sobre su trabajo con el extracto de belladona y le solicitara que realizara un análisis de los 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.
Se pueden utilizar varios métodos para descafeinar el café. Estos métodos se llevan a cabo antes del tueste y pueden utilizar disolventes orgánicos como diclorometano o acetato de etilo , CO2 supercrítico o agua para extraer la cafeína de los granos, dejando los precursores del sabor lo más cerca posible de su estado original. [3]
El primer proceso de descafeinado comercialmente exitoso fue inventado por el comerciante alemán Ludwig Roselius y sus colaboradores en 1903, después de que Roselius observara que un envío de granos de café accidentalmente remojados en agua de mar había perdido la mayor parte de su contenido de cafeína mientras que perdía poco de su sabor. [4] [5] El proceso fue patentado en 1906 e implicaba vaporizar los granos de café con varios ácidos o bases , y luego usar benceno como solvente para eliminar la cafeína. [6] [7] El café descafeinado de esta manera se vendía como Kaffee HAG en honor al nombre de la empresa Kaffee Handels-Aktien-Gesellschaft (Compañía Comercializadora de Café) en la mayor parte de Europa, como Café Sanka en Francia y más tarde como café de marca Sanka en los Estados Unidos . Café HAG y Sanka son ahora marcas mundiales de Kraft Foods .
Los métodos similares a los desarrollados por Roselius han seguido dominando y a veces se los conoce como el método del disolvente orgánico directo . Sin embargo, debido a las preocupaciones sobre la salud relacionadas con el benceno (que hoy se reconoce como carcinógeno ), [8] ahora se utilizan otros disolventes, como el diclorometano o el acetato de etilo . [9] Los granos sin tostar (verdes) primero se cuecen al vapor y luego se enjuagan con el disolvente que extrae la cafeína, mientras que otros componentes permanecen prácticamente intactos. El proceso se repite entre 8 y 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% libre de cafeína en masa según el estándar de la UE). [3]
Otra variación del método de Roselius es el método indirecto de disolventes orgánicos . En este método, en lugar de tratar los granos directamente, primero se sumergen en agua caliente durante varias horas y luego se eliminan. El agua restante se trata con disolventes (por ejemplo, diclorometano o acetato de etilo) para extraer la cafeína del agua. Como en otros métodos, la cafeína se puede separar del disolvente orgánico mediante simple evaporación. La misma agua se recicla a través de este proceso de dos pasos con nuevos lotes de granos. Se alcanza un equilibrio después de varios ciclos, en el que el agua y los granos tienen una composición similar excepto por la cafeína. Después de este punto, la cafeína es el único material eliminado de los granos, por lo que no se pierde la intensidad del café ni otros sabores. [10] Debido a que se utiliza agua en la fase inicial de este proceso, la descafeinización por método indirecto a veces se denomina "procesada con agua". Este método se mencionó por primera vez en 1941, y la gente ha hecho esfuerzos significativos para hacer que el proceso sea más "natural" y un verdadero proceso basado en agua, encontrando formas de procesar la cafeína del agua de manera que se evite el uso de solventes orgánicos. [11]
Un método alternativo para eliminar la cafeína del café es el proceso Swiss Water. Este proceso no utiliza disolventes orgánicos, sino que solo se utiliza agua para descafeinar los granos. Es una técnica desarrollada por primera vez en Suiza en 1933 y comercializada por Coffex SA en 1980. [5] El proceso Swiss Water fue introducido posteriormente por la Swiss Water Decaffeinated Coffee Company de Burnaby , Columbia Británica , en 1988. [12]
El proceso utiliza extracto de café verde (ECG) 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 filtrarlos 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 ECG, donde la diferencia de presión de gradiente entre el ECG (que es pobre en cafeína) y el café verde (que es rico en cafeína) hace que las moléculas de cafeína migren del café verde al ECG. [13] Debido a que el ECG está saturado con los otros componentes solubles en agua del café verde, solo las moléculas de cafeína migran al ECG; los otros elementos solubles en agua del café se retienen en el café verde. Luego, la solución de ECG recién enriquecida con cafeína se pasa a través de los filtros de carbón activado para eliminar la cafeína nuevamente, y el proceso se repite. El proceso continuo por lotes demora entre 8 y 10 horas para alcanzar el objetivo final de descafeinado residual. [14]
El ingeniero de alimentos Torunn Atteraas Garin también desarrolló un proceso para eliminar la cafeína del café. [15] [16]
En este proceso, los granos de café verde se sumergen en una solución de agua caliente y café para extraer la cafeína a la superficie de los granos. A continuación, los granos se transfieren a otro recipiente y se sumergen en aceites de café obtenidos a partir de posos de café usados y se dejan 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 granos. Los granos se separan de los aceites y se secan. La cafeína se elimina de los aceites, que se reutilizan para descafeinar otro lote de granos. Este es un método de descafeinado de contacto directo.
Los científicos de alimentos también han recurrido al dióxido de carbono supercrítico (sCO2 ) como un medio de descafeinización. Desarrollado por Kurt Zosel, un científico del Instituto Max Planck, utiliza CO2 ( dióxido de carbono), calentado y presurizado por encima de su punto crítico , para extraer la cafeína. [5] Los granos de café verde se cuecen al vapor y luego se agregan a un recipiente de alta presión. Una mezcla de agua y CO2 circula a través del recipiente a 300 atm y 65 °C (149 °F). A esta presión y temperatura, el CO2 es un fluido supercrítico , con propiedades a medio camino entre un gas y un líquido. La cafeína se disuelve en el CO2 ; pero los compuestos que contribuyen al sabor del café preparado son en gran parte insolubles en CO2 y permanecen en el grano. En un recipiente separado, la cafeína se elimina del CO2 con agua adicional. Luego, el CO2 se recircula al recipiente a presión. [3] [17]
Para garantizar la calidad del producto, los fabricantes deben probar los granos de café recién descafeinado para asegurarse de que la concentración de cafeína sea relativamente baja. Se requiere una reducción del contenido de cafeína de al menos el 97% según los estándares de los Estados Unidos. [18] Hay menos del 0,1% de cafeína en el café descafeinado y menos del 0,3% en el café instantáneo descafeinado en Canadá. [19] Muchas empresas de café utilizan cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) para medir la cantidad de cafeína que queda en los granos de café. Sin embargo, como la HPLC puede ser bastante costosa, algunas empresas de café están empezando a utilizar otros métodos como la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) . [20] 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 que se utiliza normalmente para medir la cafeína restante incluye la espectroscopia ultravioleta-visible : útil para los procesos de descafeinado que incluyen CO 2 supercrítico , ya que el CO 2 no absorbe en el rango UV-Vis. [21]
Un estudio controlado realizado en 2006 en la Universidad Estatal de Florida sobre diez muestras de café descafeinado preparado en cafeterías mostró que aún quedaba algo de cafeína. [1] Entre catorce y veinte tazas de este café descafeinado contendrían tanta cafeína como una taza de café normal. [1] Las tazas de café de 473 ml (16 onzas) contenían cafeína en un rango de 8,6 mg a 13,9 mg. En otro estudio de marcas populares de café descafeinado, el contenido de cafeína varió de 3 mg a 32 mg. [22] En contraste, una taza de 237 ml (8 onzas) de café normal contiene entre 95 y 200 mg de cafeína, [23] y una porción de 355 ml (12 onzas) de Coca-Cola contiene 36 mg. [24]
En 2009, el cultivo de granos de café sin cafeína seguía avanzando. Para describir este tipo de café se acuñó el término "Decaffito", que se registró como marca registrada en Brasil. [25]
La perspectiva de los cafés tipo Decaffito quedó demostrada con el descubrimiento de la variedad Coffea charrieriana , naturalmente libre de cafeína , del que se informó en 2004. Tiene un gen de cafeína sintasa deficiente , lo que hace que acumule teobromina en lugar de convertirla en cafeína. [26] Este rasgo podría ser introducido en otras plantas de café cruzándolas con C. charrieriana , o podría lograrse un efecto equivalente eliminando el gen de la cafeína sintasa en plantas de café normales. [27]
El té también puede descafeinarse, generalmente mediante procesos análogos al método directo o al proceso con CO2 , como se describió anteriormente. La 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 las subespecies de la planta del té (es decir, Camellia sinensis sinensis vs. Camellia sinensis assamica ) pueden diferir en el contenido natural de cafeína. Las hojas y los brotes más jóvenes contienen más cafeína en peso que las hojas y los tallos más viejos. [ cita requerida ] Aunque el proceso con CO2 es favorable porque es conveniente, no explosivo y no tóxico, [28] una comparación entre tés verdes regulares y descafeinados utilizando dióxido de carbono supercrítico mostró que la mayoría de los compuestos volátiles, no polares (como linalol y fenilacetaldehído ), compuestos de sabor verde y floral (como hexanal y ( E )-2- hexenal ), y algunos compuestos desconocidos desaparecieron o disminuyeron después de la descafeinización. [29]
Además de la extracción con CO2 , el té también se puede descafeinar mediante un tratamiento con agua caliente. Las condiciones óptimas se logran controlando la temperatura del agua, el tiempo de extracción y la proporción de hojas y agua. Las temperaturas de 100 °C o más, un tiempo de extracción moderado de 3 minutos y una proporción de hojas y agua de 1:20 por volumen [ aclaración necesaria ] eliminaron el 83 % del contenido de cafeína y preservaron el 95 % de las catequinas totales . [30] Las catequinas, un tipo de flavanol , contribuyen al sabor del té y se ha demostrado que aumentan la supresión de mutágenos que pueden provocar cáncer. [31]
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. [32] Por lo tanto, la descafeinización del té requiere más cuidado para mantener el contenido de taninos que la descafeinización del café para preservar este sabor. La preservación 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 sanguínea, reducen la presión arterial, disminuyen el nivel de lípidos séricos y modulan las inmunorrespuestas. [33]
Ciertos procesos durante la producción normal pueden ayudar a disminuir el contenido de cafeína directamente, o simplemente reducir la velocidad a la que se libera a lo largo de cada infusión. En China, esto es evidente en muchos tés pu-erh cocidos , así como en los oolongs de las montañas Wuyi más tostados , comúnmente denominados "zhonghuo" (de cocción media) o "zuhuo" (de cocción alta). [ 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. [34]
Aunque se cree que una técnica común de descartar una infusión corta (30 a 60 segundos) [35] reduce mucho el contenido de cafeína de una infusión posterior a costa de cierta pérdida de sabor, la investigación sugiere que una infusión de cinco minutos produce hasta un 70% de la cafeína, y una segunda infusión tiene un tercio de la cafeína de la primera (aproximadamente el 23% de la cafeína total en las hojas). [ aclaración necesaria ] [36]
