El descafeinado es la eliminación ("des-") 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 descafeinado . Las bebidas descafeinadas suelen contener 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 se enterara de su trabajo sobre 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 intentó 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 tostado 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 compañeros de trabajo en 1903, después de que Roselius observara que un envío de granos de café empapados accidentalmente en agua de mar había perdido la mayor parte de su contenido de cafeína y poco de su sabor. [4] [5] El proceso fue patentado en 1906 e implicaba cocer al vapor los granos de café con varios ácidos o bases y luego utilizar benceno como disolvente 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 Estados Unidos. . Café HAG y Sanka son ahora marcas mundiales de Kraft Foods .
Los métodos similares a los desarrollados por primera vez por Roselius han seguido dominando y, a veces, se conocen como método directo del disolvente orgánico . Sin embargo, debido a los problemas de salud relacionados con el benceno (que hoy en día se reconoce como carcinógeno ), [8] ahora se utilizan otros disolventes, como el diclorometano o el acetato de etilo . [9] Los granos (verdes) sin tostar primero se cuecen al vapor y luego se enjuagan con el solvente que extrae la cafeína, sin afectar en gran medida a otros componentes. El proceso se repite entre 8 y 12 veces hasta que el contenido de cafeína cumpla 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 del disolvente orgánico . En este método, en lugar de tratar los frijoles directamente, primero se remojan en agua caliente durante varias horas y luego se retiran. El agua restante se trata con disolventes (por ejemplo, diclorometano o acetato de etilo) para extraer la cafeína del agua. Como ocurre con otros métodos, la cafeína se puede separar del disolvente orgánico mediante una 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 los 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 sabores. [10] Debido a que se utiliza agua 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 importantes esfuerzos para hacer que el proceso sea más "natural" y un verdadero proceso a base de agua, encontrando formas de procesar la cafeína fuera del agua de manera que eviten 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 y, en su lugar, 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 luego introducido por The Swiss Water Decaffeinated Coffee Company de Burnaby , Columbia Británica , 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 remojando los granos de café verde en agua caliente y luego filtrándolos a través de un filtro de carbón activado para eliminar las moléculas de cafeína. [5] Los granos frescos que contienen cafeína y otros componentes se agregan a la solución de GCE, donde la diferencia de presión del gradiente entre el GCE (que es magro 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 otros componentes solubles en agua del café verde, solo las moléculas de cafeína migran al GCE; los demás elementos del café solubles en agua se retienen en el café verde. Luego, la nueva solución de GCE rica en cafeína se pasa a través de filtros de carbón activado para eliminar la cafeína nuevamente y se repite el proceso. El proceso por lotes continuo tarda entre 8 y 10 horas para alcanzar el objetivo final de descafeinado residual. [14] [15]
El ingeniero alimentario Torunn Atteraas Garin también desarrolló un proceso para eliminar la cafeína del café. [16] [17]
En este proceso, los granos de café verdes se remojan en una solución de agua caliente y café para atraer la cafeína a la superficie de los granos. A continuación, los granos se transfieren a otro recipiente y se sumergen en aceites de café que se obtuvieron de los posos de café 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 frijoles 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 por contacto directo.
Los científicos alimentarios también han recurrido al dióxido de carbono supercrítico (sCO 2 ) como medio de descafeinado. Desarrollado por Kurt Zosel, científico del Instituto Max Planck, utiliza CO 2 (dióxido de carbono), calentado y presurizado por encima de su punto crítico , para extraer la cafeína. [5] Los granos de café verdes se cuecen al vapor y luego se añaden a un recipiente de alta presión. Se hace circular una mezcla de agua y CO 2 a través del recipiente a 300 atm y 65 °C (149 °F). A esta presión y temperatura el CO 2 es un fluido supercrítico , con propiedades a medio camino entre un gas y un líquido. La cafeína se disuelve en CO 2 ; pero los compuestos que contribuyen al sabor del café preparado son en gran medida insolubles en CO 2 y permanecen en el grano. En un recipiente aparte, se elimina la cafeína del CO 2 con agua adicional. Luego el CO2 se recircula al recipiente a presión. [3] [18]
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 estadounidenses, se requiere una reducción del contenido de cafeína de al menos un 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] Muchas empresas cafeteras utilizan cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) para medir cuánta cafeína queda en los granos de café. Sin embargo, dado que la HPLC puede resultar bastante costosa, algunas empresas cafeteras están empezando 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 medir la cafeína restante incluye la espectroscopia ultravioleta-visible : útil para procesos de descafeinado que incluyen CO 2 supercrítico , ya que el CO 2 no se absorbe en el rango UV-Vis. [22]
Un estudio controlado realizado en 2006 en la Universidad Estatal de Florida con diez muestras de café descafeinado preparado en cafeterías mostró que quedaba algo de cafeína. [1] Catorce a veinte tazas de este tipo 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 café descafeinado, el contenido de cafeína varió de 3 mg a 32 mg. [23] Por el contrario, una taza de 237 ml (8 onzas) de café normal contiene entre 95 y 200 mg de cafeína, [24] y una porción de 355 ml (12 onzas) de Coca-Cola contiene 36 mg. [25]
En 2009, todavía continuaban los avances hacia el cultivo de granos de café que no contienen cafeína. El término "Decaffito" ha sido acuñado para describir este tipo de café y es una marca registrada en Brasil. [26]
Las perspectivas para los cafés tipo Decaffito quedaron demostradas por el descubrimiento de la variedad Coffea charrieriana , naturalmente libre de cafeína , reportado en 2004. Tiene un gen de cafeína sintasa deficiente , lo que le lleva a acumular teobromina en lugar de convertirla en cafeína. [27] O bien este rasgo podría transmitirse a 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. [28]
El té también se puede descafeinar, normalmente mediante procesos análogos al método directo o al proceso con CO2 , como se describe anteriormente. La oxidación de las hojas de té para crear té negro ("rojo" en la cultura del té chino ) o hojas de té oolong a partir de hojas verdes no afecta la cantidad de cafeína en el té, aunque las subespecies de plantas de té (es decir, Camellia sinensis sinensis frente a Camellia sinensis assamica ) puede diferir en el contenido de cafeína natural. Las hojas y los cogollos más jóvenes contienen más cafeína en peso que las hojas y los tallos más viejos. [ cita necesaria ] Aunque el proceso de CO 2 es favorable porque es conveniente, no explosivo y no tóxico, [29] una comparación entre tés verdes regulares y descafeinados que usan dióxido de carbono supercrítico mostró que la mayoría de los compuestos volátiles y no polares (como linalool y 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 con CO 2 , 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 hoja a agua. Las temperaturas de 100 °C o más, el tiempo de extracción moderado de 3 minutos y una proporción de 1:20 de peso de hoja a agua por volumen [ se necesita aclaración ] eliminaron el 83% del contenido de cafeína y conservaron el 95% del total de catequinas . [31] 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. [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. Es deseable conservar los taninos no sólo 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 respuestas inmunológicas. [34]
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 en cada infusión. En China, esto es evidente en muchos tés pu-erh cocidos, así como en los oolongs de la montaña Wuyi, más cocidos ; comúnmente conocido como 'zhonghuo' (a medio disparo) o 'zuhuo' (a fuego alto). [ cita necesaria ]
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 infusión corta (de 30 a 60 segundos) [36] reduce en gran medida el contenido de cafeína de una infusión posterior a costa de cierta pérdida de sabor, las investigaciones sugieren que una infusión de cinco minutos produce hasta 70 % de cafeína, y una segunda bebida tiene un tercio de la cafeína de la primera (aproximadamente el 23% de la cafeína total en las hojas). [ se necesita aclaración ] [37]
