La caffeina è un eterociclo azotato appartenente alla famiglia degli alcaloidi di origine vegetale contenuta nel caffè, nel tè, nel cacao, nella cioccolata fondente, ed in molte bevande come la coca cola e la red bull.
La caffeina a basse dosi è uno stimolante ma il consumo di dosi più elevate di caffeina può provocare insonnia, nervosismo e sbalzi d'umore.
È sorta l'esigenza da parte di coloro che non possono assumere caffeina e dai forti bevitori di caffè di una bevanda esente da caffeina senza rinunciare al gusto del caffè.
Decaffeinizzazione
Il tedesco Ludwig Roselius, commerciante di caffè, inventò il primo processo di decaffeinizzazione nel 1903 che brevettato nel 1906.
Il Processo Roslius prevedeva la cottura a vapore dei chicchi di caffè con una salamoia di acqua e sale e l'utilizzo del benzene come solvente per estrarre la caffeina. Questo processo, tuttavia, non è più utilizzato perché il benzene è noto come cancerogeno per l'uomo.
Tipi di processi
Le tecniche per allontanare la caffeina che possono essere così schematizzate:
- processi a base di solvente suddivisi a loro volta in processi diretti e indiretti
Nei processi a base di solvente viene aggiunto un solvente chimico come diclorometano o acetato di etile direttamente o indirettamente per rimuovere selettivamente la caffeina.
Metodo indiretto
Il metodo diretto è analogo a quello messo a punto da Roslius. Nel metodo indiretto i chicchi di caffè sono messi a bagno in acqua calda per diverse ore.
L'acqua estrae dal caffè oltre alla caffeina anche altre sostanze che conferiscono il tipico aroma. Si tratta l'acqua con solventi che estraggono selettivamente la caffeina. Essi sono successivamente allontanati e i chicchi di caffè sono immersi in questa soluzione in modo da poter riassorbire le sostanze solubilizzate inizialmente.
- processi senza solventi denominati rispettivamente processo svizzero e processo con anidride carbonica supercritica
Processo svizzero
Il processo svizzero detto anche processo ad acqua si basa sulla solubilità e sull'osmosi e viene così denominato in quanto fu messo a punto in Svizzera nel 1933 e attuato a livello industriale nel 1980.
I chicchi di caffè sono dapprima immersi in acqua e la soluzione contenente caffeina e altre sostanze è aspirata e fatta passare attraverso un filtro a carboni attivi la cui porosità è tale da trattenere solo le molecole di caffeina di dimensioni maggiori consentendo il passaggio delle altre molecole.
L'acqua, privata della caffeina è successivamente messa a contatto con i chicchi di caffè, affinché gli aromi precedentemente separati possano penetrare nuovamente in essi.
Nel processo con anidride carbonica supercritica si sfrutta che essa a una temperatura e a una pressione superiore a quella critica ha proprietà simili a quelle di un liquido e in parte simili a quelle di un gas.
In analogia al comportamento dei gas penetra in profondità nei chicchi di caffè e in analogia al comportamento dei liquidi dei liquidi è in grado di agire da solvente.
Poiché l'anidride carbonica è un gas in condizioni standard può essere facilmente rimossa. La caffeina estratta è recuperata senza difficoltà e può essere utilizzata come additivo di altri alimenti o nella formulazione di farmaci.
