Café
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El objetivo de la descafeinación es producir un café que retenga su aroma y sabor a pesar de los procesos que son necesarios para eliminar la cafeína. Como la mayoría de los componentes que dan el sabor al café se desarrollan durante el tostado, el café es normalmente descafeinado en grano verde, antes del tostado. Los granos descafeinados, tostados y molidos, y cafés instantáneos están ahora mundialmente disponibles.
La semilla de cafeto contiene naturalmente el suplemento activo de la cafeína. Los granos de café normal contienen entre un 0,8% y un 2,5% de cafeína, dependiendo de su origen y variedad. El café descafeinado no está totalmente exento de cafeína. En los países de la Comunidad Europea (CE), el café descafeinado tostado puede contener un residuo de cafeína de un 0,1%, y un extracto de café de 0,3%.
Ya en 1943 se comprobó que un gramo diario de cafeína (equivalente a 10 tazas de café expreso o a 5 de café filtrado por goteo), absorbido durante una semana basta para inducir un cuadro carencial o síndrome de abstinencia.
La descafeinización es el acto de quitar la cafeína del café, mate, cacao, té y otros materiales que contengan cafeína. (Mientras que gaseosas sin cafeína son de vez en cuando mencionados como "descafeinados", ellos están preparados simplemente dejando afuera la cafeína en el primer lugar). El descafeinamiento es un procedimiento cuyo objetivo consiste en proporcionar el sabor del café, pero sin los efectos excitantes de la cafeína.
El café contiene más de 900 sustancias químicas que le dan el gusto y el aroma a la bebida final, esto con eficacia quiere decir que ningún proceso físico o reacción química quitarán sólo la cafeína dejando otras sustancias químicas en sus concentraciones originales.
Coffea arábica por lo general contiene alrededor de la mitad de cafeína que el Coffea canephora. Granos de Coffea arábica que contienen poca cafeína han sido encontrados recientemente en Etiopía. Esto puede cambiar en el en futuro cómo se produce el café reducido en cafeína. Además, la tecnología de ingeniería genética tarde o temprano puede ser aplicada para crear un café "naturalmente" descafeinado. Pero por ahora, uno de los tantos métodos para descafeinar los granos del café está siendo usado.
Historia
La primera extracción exitosa de cafeína a partir de los granos de café fue realizada por un químico alemán, Runge en 1820. Su amigo, el poeta Goethe, había sugerido que Runge analice los constituyentes del café para descubrir la causa de su insomnio – y la historia del café descafeinado empezó. Runge también fue el descubridor de la cafeína.
Sin embargo, el verdadero progreso técnico trascendental no se produjo hasta 1903, cuando Ludwig Roselius, un importador alemán, decidió pretratar los granos de café con vapor antes de ponerlos en contacto con el solvente extractor de la cafeína. De esta forma, al aumentar la superficie de los granos húmedos e hinchados se facilitaba la eliminación de la cafeína, haciendo posible producir café descafeinado a escala comercial por primera vez. El café descafeinado se introduce en Estados Unidos bajo la reconocida marca “Sanca” (derivado de sans caffeine, o sea, "sin cafeína" en francés). Posteriormente la marca fue adquirida por la compañía de alimentos General Foods.
El pre tratamiento con vapor es todavía el primer paso de muchos procesos modernos de descafeinado, pero cambios significativos han sido tomados en la tecnología y en los solventes usados.
El proceso del descafeinado
Para liberar al café de la cafeína, debe apartarse el suplemento estimulante de los granos. Ya que el café desarrolla casi todo su sabor durante el proceso de tueste, la cafeína se extrae directamente de los granos verdes del café. Existen varios métodos para ello, de entre los cuales los más usados son el de agua-carbón (H20/C) y el de dicolorometano (conocido comúnmente como DCM).
Los procesos de descafeinado básicamente implican el tratamiento de los granos de café con un solvente, luego se eliminan los restos de solvente de los granos. Los tres tipos de métodos de descafeinización usados comercialmente en la actualidad implican cualquiera de las siguientes opciones:
- solventes químicos
- gases supercríticos
- agua y extractos libres de cafeína.
Descafeinización con solventes químicos
Primeramente, los granos verdes son tratados con vapor, bajo presión. Este tratamiento hincha los granos, incrementando el área de la superficie, haciendo que la cafeína sea fácil de eliminar. El siguiente paso es la extracción de la cafeína usando un solvente, nuevamente bajo presión, a una temperatura cercana al punto de ebullición del solvente. Idealmente, el solvente debe eliminar la cafeína selectivamente, sin afectar el café de ninguna manera. Después del descafeinado solo pequeñas trazas del solvente quedan en el café. A pesar de eso, el químico usado debe ser seguro, para que estas trazas no afecten la salud de alguien que beba café descafeinado. La seguridad de los solventes usados en el descafeinado es analizada en estudios con animales y humanos y revisados por autoridades científicas del gobierno. Los solventes que actualmente se usan, los cuales han pasado estos estrictos controles incluyen cloruro de metileno (dicloro metano) y acetato de etilo.
El cloruro de metileno tiene la ventaja de un punto de ebullición relativamente bajo (40° C) y puede, por tanto, ser usado a bajas temperaturas. Después de investigaciones estrictas, la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA por sus siglas en inglés), en Diciembre de 1985, reafirmó su aprobación del uso del cloruro de metileno en el descafeinado.
El acetato de etilo está incluido en la lista de químicos de la FDA conocida como “Generalmente Reconocidos Como Seguros” para el uso como agentes saborizantes en alimentos. Este está presente naturalmente en muchas frutas en niveles mayores que las trazas encontradas en el café descafeinado.
La cafeína retirada por los solventes a través de la destilación tiene muchas aplicaciones comerciales, por ejemplo en las farmaceúticas y como un agente saborizante. Las trazas de solventes adheridas a los granos son eliminadas a través del uso posterior de vapor y el café es secado.
Proceso de cloruro de metileno
Este método emplea cloruro de metileno (DCM) como disolvente, y se ha desarrollado para satisfacer las necesidades de café de los establecimientos públicos. Los granos verdes se humedecen en agua para que la superficie del grano se vuelva porosa, y se dejan en remojo en el disolvente durante 30 minutos. Este proceso se repite varias veces. Los granos se retiran del disolvente una vez que la cafeína se haya disuelto. Luego se cuecen al vapor durante un tiempo para eliminar todos los restos de disolvente. Después de ello se secan los granos con aire caliente, y posteriormente de enfrían con aire frío. Se tuestan, muelen y empaquetan siguiendo el método habitual. El cloruro de metileno se reutiliza para posteriores procesos de descafeinado.
Descafeinización por gases supercríticos
A temperaturas sobre el ‘punto crítico ' bajo presión, los gases se comportan más bien como líquidos y pueden ser usados como solventes. El dióxido de carbono supercrítico es usado como un solvente selectivo para la cafeína. Es aplicado al café verde previamente tratado con vapor a temperaturas sobre los 70° C y a alta presión. La cafeína es separada del gas por enjuague o por adsorción y el gas es recirculado. En este método se etiene la capa de cera del grano de café y solo la cafeína es eliminada.
Métodos usando agua y extractos libres de cafeína
Varios procesos han sido ideados en los cuales la cafeína es eliminada, no de los granos, pero de un extracto de sustancias solubles en agua producidas por remojar el café en agua caliente. Si la cafeína es retirada por un solvente, esto es conocido como un método de ‘solvente indirecto '; de otra manera, la cafeína puede ser separada del extracto por adsorción sobre una sustancia como carbón activado (carbón). El extracto libre de cafeína es luego usado para descafeinar el café verde, pues la cafeína pasa fácilmente desde los granos al extracto. Sin embargo, estos métodos también tienen como resultado la pérdida de otros compuestos solubles del café como los carbohidratos y los ácidos clorogénicos.
En el ‘proceso Suizo de agua ' los granos de café son sumergidos en agua y el extracto resultante pasa a través de carbón activado para retirar la cafeína, de manera similar al proceso anterior. La mezcla libre de cafeína es luego añadida a los granos de café parcialmente secos antes de que sean secados y tostados totalmente
La disminución del contenido en cafeína se hace a costa de las cualidades gustativas. Se utilizan varios métodos. El principio general, basado en el de Roselius, consiste en empapar los granos en agua, extraer la cafeína del líquido así obtenido por adición de solvente orgánico o por adsorción sobre carbón activo, y finalmente volver a empapar los granos en el líquido empobrecido en cafeína para que reabsorban los otros compuestos siempre presentes. El solvente, principalmente el acetato de etilo que se encuentra en los frutos, nunca está en contacto con los granos, sólo con el agua con la cual se empapa el grano. Existe también un método de descafeinado que utiliza un chorro de dióxido de carbono bajo presión.
Los métodos modernos de descafeinado no tienen ningún efecto sobre el sabor o el aroma del café. El buen café descafeinado, por tanto, sabe casi exactamente igual que el café con cafeína.
En el caso del café, la descafeinización se realiza en los granos verdes, que no han sido tostados aún, pero los métodos varían algo. Esto por lo general comienza con la extracción de los granos, los que son aclarados en un solvente que contiene la composición química del café, sin contener la cafeína en una forma soluble. El proceso es repetido de 8 a 12 veces hasta alcanzar el estándar internacional de haber quitado el 97% de la cafeína o el estándar de Unión Europea del 99.9% de los granos libre de cafeína por masa total.
Método de agua-carbón
Este proceso utiliza el agua (H20) como disolvente. Se bañan los granos verdes en agua por un largo periodo de tiempo, durante el cual la cafeína se disuelve en el agua. Esta agua, con la cafeína disuelta en ella, se bombea entonces a través de un filtro de carbón (C) activo, que absorbe la cafeína. Los granos ya descafeinados se secan con aire caliente y se enfrían después con aire frío. Luego se tuestan, muelen y empaquetan de la manera habitual. El agua se reutiliza para el proceso de descafeinado.