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¿Sabes como se extrae la cafeína del café?

Alimentos y bebidas

Química sostenible: Economía sostenible, Producción y consumo responsable, Salud y bienestar


Adrián Cerón, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

El café es una de las bebidas más populares del mundo y es la principal fuente de consumo diario de cafeína, aunque también podemos encontrarla en las hojas del té, las semillas de guaraná y los granos de cacao. El contenido de esta sustancia en los granos de café verde varía según la especie.

La cafeína es un estimulante y algunos de los efectos negativos asociados a su consumo excesivo son el aumento en la presión arterial, insomnio, ansiedad o taquicardia. Debido a esto, la demanda de productos descafeinados ha aumentado.

En la producción de café y té descafeinado el objetivo no solo es obtener un producto prácticamente exento de cafeína, sino también de buena calidad, minimizando la pérdida de sustancias que le confieren aroma y sabor a la bebida. También se quiere como recuperar y purificar la cafeína extraída, para que pueda ser utilizada en la producción de ciertos alimentos (por ejemplo, refrescos) y en la industria farmacéutica.

El descafeinado comercial se realiza en la actualidad mediante la utilización de disolventes en estado líquido o dióxido de carbono en estado supercrítico. Además se han estudiado procedimientos alternativos, como la degradación de cafeína utilizando enzimas microbianas, o la producción de café modificado genéticamente que contenga un bajo contenido de cafeína.

Métodos de extracción

El primer proceso de descafeinado fue el llamado “directo”, utilizando disolventes orgánicos en los que la cafeína presenta una alta solubilidad. El alemán Ludwig Roselius, en 1912, fue el primer productor comercial de café descafeinado.

Los granos de café se humedecen previamente para que se hinchen y así mejore la difusión de la cafeína al disolvente. El proceso se realiza a temperaturas cercanas a la ebullición de este último, durante unas diez horas. Finalmente, los granos se lavan y secan para evaporar el disolvente y eliminar la humedad, y la cafeína disuelta se recupera y se purifica para ser utilizada en la elaboración de otros productos. La corriente de disolvente orgánico purificado se recircula de nuevo hacia las columnas de extracción

Hasta mediados de la década de 1970, el cloruro de metileno se consideraba el mejor disolvente para la extracción de cafeína y sus resultados eran satisfactorios. Sin embargo, posteriormente, han surgido dudas sobre su riesgo para los humanos. En la actualidad, los principales disolventes líquidos utilizados en el descafeinado comercial de café y té son el agua y el acetato de etilo, un componente natural detectado en el aroma del café y que se encuentra de forma natural en muchas frutas. Sin embargo, estos no presentan el mismo grado de selectividad que los disolventes clorados, especialmente el agua, por lo que durante el proceso se produce la extracción de otros compuestos diferentes a la cafeína, que podrían afectar a la calidad sensorial del producto descafeinado.

Los principales inconvenientes de este procedimiento son los largos tiempos de extracción y los elevados volúmenes de disolvente empleados, que posteriormente deben ser tratados y/o eliminados.

Otro método utilizado es el “indirecto”, que evita que los granos estén en contacto con el disolvente, ya que la cafeína se extrae del agua utilizada en el proceso de hidratación. Sin embargo, este procedimiento es menos selectivo, al extraer además otros compuestos. La cafeína se recupera y purifica, y el disolvente, libre de cafeína, se recircula para volver a ser utilizado en la extracción de cafeína procedente de la fase acuosa. Los granos de café verde descafeinados se lavan con agua para eliminar restos del disolvente y se secan para proceder a su tostado. Este proceso es más rápido y obtiene mayores rendimientos de extracción de cafeína y una mayor pureza de la cafeína recuperada.

Por último, la innovación tecnológica más reciente en procesos de descafeinado consiste en la aplicación de CO2 supercrítico (SCCO2). Este disolvente muestra una gran selectividad por la cafeína. No obstante, la solubilidad de cafeína en SCCO2 es baja, por lo que, para aumentar la eficacia de la extracción, es necesario que los granos de café estén hidratados. Para eliminar la cafeína, el café se somete a una presión de 275 atmósferas, haciendo que el CO2 circule entre los granos, penetrando en ellos como consecuencia de la presión y contribuyendo a disolver la cafeína.

La recuperación de esta sustancia se puede realizar con carbón activo u otro adsorbente situado dentro o fuera del propio recipiente, con agua, mediante del contacto entre el SCCO2 cargado de cafeína, con una fase acuosa. Aunque con la simple despresurización del SCCO2 es posible obtener un fluido libre de cafeína que pueda ser recirculado hacia el recipiente de extracción. Se trata de un proceso más complejo que el realizado con disolventes líquidos y requiere equipos con un coste económico superior, pero el hecho de no utilizar disolventes orgánicos hace que esta tecnología esté mejor valorada. Además, la mayor selectividad del SCCO2 en la extracción de cafeína genera un producto descafeinado que conserva mejor las características organolépticas del producto original.

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