¿Cómo descafeinar un café?

Desde usar disolventes hasta dioxido de carbono líquido. ¿Cómo logran los químicos extraer la cafeína y dejar el resto?

1819. Todo comenzó con el regalo de cortesía de un poeta.

Friedlieb Ferdinand Runge era un químico húngaro dedicado a la extracción de los compuestos de la belladona, una planta medicinal conocida por tener un efecto relajante en pequeñas cantidades, pero letal en dosis altas. En sus estudios logró aislar la atropina, una molécula que agrandaba las pupilas del que la consumía y que permitía el tratamiento de algunas enfermedades de la vista. Esto llamó la atención del poeta y científico Johan Wolfrang von Goethe, que invitó a Runge a su casa para cenar y hablar de su trabajo.

Lejos de llevarle unas gráficas con resultados, Runge quiso prepararle una sorpresa y llevó un gato de su laboratorio. Delante de Goethe, suministró al gato una dosis controlada de atropina, y se dedicaron durante las siguientes horas a mirar embelesados al gato con pupilas enormes que tenían enfrente. Goethe se sorprendió tanto que decidió darle un regalo a Runge por las molestias. Un amigo le había traído desde Grecia un producto raro de encontrar en Hamburgo: un paquete de granos de café. Al acompañarle a la puerta, Goethe le dio el paquete diciéndole: “Con suerte, puedes sacar algo interesante de aquí”. Varios meses después, Runge se convirtió en el primer científico en descubrir y aislar la cafeína.

A pesar de su descubrimiento, Runge estaba más interesado en continuar investigando la belladona, por lo que, al café, solo le dedicó un estudio describiendo el método de extracción a partir de los granos. Más adelante, en 1827, el científico Michael Oudry aisló otra molécula con propiedades similares a partir de las hojas del té a la que llamó teína. No fue hasta once años después que, tras analizar ambas moléculas, los científicos demostraron que eran exactamente la misma. Esa confusión aún tiene consecuencias al día de hoy, ya que aunque la cafeína es el nombre oficial, también se le llama teína o guaranina dependiendo de su procedencia. De hecho, las hojas de té tienen una concentración mayor de cafeína que los granos de café, pero la cantidad de té que necesitamos para una taza es menor, por eso se considera el té como bajo en cafeína.

El efecto estimulante de la cafeína lo vuelve un producto popular. Actualmente un 85% de los americanos consumen una bebida con cafeína al día a través de café, té o refrescos. Pero a pesar de ser seguro en las dosis normales, algunas personas son especialmente sensibles a sus efectos y pueden sentir insomnio, ansiedad y una leve adicción a esta molécula si la consumen habitualmente.

Esto provocó que, junto al aumento de la popularidad del café, surgiera un deseo paralelo: crear café descafeinado. Un café que no nos diera problemas y pudiéramos tomar sin pensar en sus efectos secundarios. Pero a nivel químico, descafeinar el café es todo un reto por un simple hecho: luego debemos bebernos ese café.

Asaltando el grano de café

Cuando Runge extrajo la cafeína, sometió a los granos de café a diferentes disolventes químicos para diluir y separar sus componentes. Aunque permite separar la cafeína, este proceso degrada el resto del grano de café, afectando a todos los componentes químicos que le aportan olor y sabor. Además, los disolventes que se usan para la extracción no son aptos para el consumo humano, por lo que con el método de Runge solo obtendremos un café descolorido, insípido, probablemente tóxico, aunque sin cafeína.

Hay más de cuatrocientos compuestos químicos diferentes en un grano de café, en una proporción muy concreta según la especie de grano. El reto de la descafeinización es liberar la cafeína del grano pero hacer que lo demás permanezca dentro del grano en concentraciones similares a las que tenían. Actualmente no hay ningún método perfecto que retire solamente la cafeína, siempre se llevan una parte del resto del grano. Esto afecta al gusto, haciendo que notemos un sabor diferente en el café descafeinado.

Pero sí que existen algunos métodos más efectivos que otros. El primer método fue descubierto de casualidad por el mercader alemán Ludwig Roselius, en 1906, cuando al lavar los granos de café con agua salada notó que se perdía la cafeína, dejando un sabor más ligero. A base de varias pruebas, creó el primer método de descafeinización bautizado con su apellido.

El proceso Roselius es sencillo: primero se lavan con agua salada los granos de café, provocando su ruptura y permitiendo que pueda intercambiar compuestos químicos con el exterior. A continuación se realizan hasta doce lavados con benceno, un compuesto químico capaz de disolver las sustancias que son insolubles en agua. Con cada lavado, los compuestos que mejor se disuelven en el agua permanecen en el grano y los que peor lo hacen salen disueltos en el benceno, llevándose la mayor parte de la cafeína.

Como el sabor del café viene dado por compuestos que se disuelven en agua (y precisamente por eso hacemos una infusión con agua caliente) el sabor permanece más o menos estable, y la cafeína disminuye bastante aunque no desaparezca. Este café descafeinado fue un éxito de ventas y se comercializó el siglo pasado en Europa bajo la marca Koffee-HAG. El problema es que se descubrió que el benceno con el que se realizaban los lavados es cancerígeno y el proceso ya no se realiza en la actualidad. En sustitución, ahora se usan otros disolventes con las mismas propiedades, pero aptos para consumo humano, como el cloruro de metileno. Incluso con otro disolvente, un inconveniente de este método es que parte del disolvente se queda en el grano de café, afectando a su sabor. Para evitarlo, tenemos el segundo sistema: bañar los granos de café en… café descafeinado.

La ósmosis es un fenómeno por el cual las sustancias químicas disueltas en dos líquidos puestos en contacto pueden intercambiarse entre sí hasta igualarse. Gracias a la ósmosis, si los granos de café se bañan en café, no les sucederá nada porque el interior y el exterior del grano de café contienen los mismos compuestos en la misma concentración. Pero si el café de fuera esta descafeinado, la cafeína del interior del grano saldrá al exterior para equilibrarse. Con este método sacamos solo la cafeína de los granos de café con la ventaja de no añadir ningún disolvente extraño, ya que solo hay café. El café “recafeinado” se filtra aparte para retirar la cafeína mediante otros procesos que rompen el café pero como no va a ser tomado en ningún momento pueden permitirse.

Este método es mejor pero podemos ir a la última tecnología, al sistema más moderno y que produce los cafés con mejor sabor, aunque también el más costoso económicamente: usar dióxido de carbono líquido. En este método los granos de café y el dióxido de carbono (que es el gas que emite nuestra respiración) se someten a unas presiones tremendamente altas, de hasta 300 atmósferas.

El dióxido de carbono tiene una peculiaridad, y es que a la presión correcta es capaz de difundirse como un líquido y penetrar dentro de los granos de café, disolviendo las moléculas no solubles en agua como la cafeína. Al bajar la presión, se vuelve nuevamente un gas y escapa del grano de café, sin dejar ningún residuo. Este tratamiento es el mejor que tenemos en este momento, pero también es el más caro de realizar, ya que es difícil mantener la presión del recipiente. Esto hace que los cafés descafeinados con esta técnica tengan un precio mayor que la media.

Ya sea mediante soluciones, gases u otra muestra de café, hemos aprendido a penetrar en la frontera inexpugnable del grano de café para conseguir café descafeinado. Algo que no habría sido posible sin conocer la cafeína gracias a un regalo de despedida. Nada mal, Goethe.

QUE NO TE LA CUELEN:

  • Aunque algunos estudios muestran que tomar una taza de café tiene un efecto diurético, al tomar café de manera regular se genera una resistencia que provoca que este efecto desaparezca.
  • El organismo absorbe muy rápido la cafeína pero se deshace de ella a la misma velocidad. Al cabo de diez horas desaparece el 75% de lo ingerido, por lo que el café del desayuno no llega a afectar al sueño de la noche.
  • La teína y la cafeína son exactamente la misma molécula.

REFERENCIAS: