La storia
La prima estrazione di successo di caffeina dai semi di caffè fu la riuscita di un chimico tedesco, Runge, nel 1820. Il suo amico, il poeta Goethe, aveva suggerito a Runge di analizzare i componenti del caffè per scoprire la causa della sua insonnia e la storia del caffè decaffeinato ebbe inizio. Comunque, il vero progresso tecnico trascendentale non si produsse fino alla svolta del secolo, quando Ludwig Roselius decisse pretrattare i semi di caffè con il vapore prima di porli a contatto col solvente separatore della caffeina. I chicchi umidi e gonfiati aumentarono la loro area di superficie rendendo più facile l'eliminazione della caffeina. La scoperta di Roselius fece possibile produrre caffè decaffeinato a scala commerciale per la prima volta, e fondò la Kaffee HAG a Bremen il 1906.
Il pretrattamento con vapore è tuttora la prima fase di molti processi moderni di decaffeinazione, però alcuni cambi significativi ne sono successi nella tecnologia e nei solventi usati.
Metodi per decaffeinare il caffè
Basicamente, il processo di decaffeinazione coinvolge il trattamento dei semi verdi di caffè con un solvente, da eliminarsi più tardi carico della caffeina dei semi. Qualsiasi dei tre tipi metodologici di decaffeinazione usati commercialmente oggigiorno coinvolgono:
a) solventi chimici
b) dei gas supercritici
c) acqua ed estratti decaffeinati.
La decaffeinazione per solventi chimici
Innanzi tutto, i semi verdi vengono trattati con vapore, sotto pressione. Questo trattamento gonfia i grani, aumentandone l'area di superficie e facendo in modo che la caffeina sia più facile da rimuovere. La prossima fase è quella d'estrazione della caffeina mediante un solvente, di nuovo sotto pressione, ad una temperatura vicina al punto d'ebollizione del solvente. Nonostante, il solvente deve estrarre la caffeina selettivamente senza alterare il caffè in nessun modo. Dopo la decaffeinazione rimangono soltanto piccoli tratti del solvente nel caffè. Tuttavia, il chimico usato deve essere sicuro affinchè questi tratti non arrechino affezioni sulla salute della persona che beva il caffè decaffeinato. La sicurezza dei solventi usati nella decaffeinazione viene provata da studi con animali ed umani ed è controllata dalle autorità del governo. I solventi più spesso usati, e che passano quelli stretti criteri, sono tra altri il cloruro di metilene (diclorometano) e l'acetato d'etile.
Il cloruro di metilene ha il vantaggio che possiede un punto di ebullizione relativamente basso (40 ºC) e perciò puó venire usato a bassa temperatura. Dopo rigorose ricerche, la FDA (Food and Drug Administration) degli USA, riconfermò la sua approvazione dell'uso di cloruro di metilene per la decaffeinazione.
Nella FDA, l'acetato d'etile figura nell'elenco delle sostanze chimiche “ In genere riconosciute come sicure” da usare come agente aromatizzante negli alimenti. È presente in forma naturale in molti frutti a livelli più grandi di quei tratti ritrovati nel caffè decaffeinato.
La caffeina rimossa dal solvente per distillazione, ha molte applicazioni commerciali, ad esempio nei prodotti farmaceutici e da aromatizzanti. I tratti di solvente, aderiti ancora ai semi, vengono espulsi dal vapore e dopo il caffè viene seccato.
La decaffeinazione per i gas supercrítici
A temperature al di sopra del loro “punto critico” e sotto pressione, i gas si comportano piuttosto come liquidi, e possono essere usati da solventi. Il diossido di carbono supercritico è usato come un solvente selettivo per la caffeina. Si applica al caffè verde trattato previamente al vapore ad una temperatura di circa i 70 ºC e ad alta pressione. La caffeina viene separata dal gas per risciacquo ed assorbimento, e il gas è rimesso in circolazione. In questo metodo l'involtura pergamenacea del chicco di caffè viene ritenuta e soltanto si rimuove la caffeina.
Metodi che adoperano l'acqua ed estratti liberi da caffeina
Diversi processi non si sono sviluppati in cui la caffeina viene rimossa dal seme, ma bensí da un estratto di sostanze solubili in acqua, prodotte dall'immersione del caffè in acqua calda. La rimossione della caffeina per un solvente si conosce come metodo di “solvente indiretto”, o altrimenti, la caffeina può essere separata dal estratto mediante l'assorbimento, da una sostanza quale il carbone attivato ( carboncino). L'estratto libero da caffeina è usato dopo per decaffeinare il caffè verde, giacchè la caffeina passa facilmente dai semi all'estratto. Comunque, questi metodi conducono anche alla perdita di alcuni componenti del caffè solubile in acqua, come i carboidrati e acidi clorici.
Nel “processo d'acqua svizzero”, i semi verdi vengono sommersi nell'acqua e l'estratto risultante passa sul carbone attivato a scopo di rimuovere la caffeina, come sopra descritto. La miscela libera da caffeina viene aggiunta in seguito ai semi di caffè parzialmente seccati prima che questi siano del tutto seccati e tostati.
Regolazioni concernenti il caffè decaffeinato
Secondo le regolazioni della UE, il contenuto di caffeina dei semi verdi del caffè decaffeinato non deve eccedere il 0,1%, nel caso degli stratti di caffè(caffè istantaneo) non deve eccedere il 0,3%, prendendo come base la materia secca.
Tutti i metodi di decaffeinazione usati attualmente rimuovono al meno il 97% della caffeina naturale presente nei semi di caffè. Una tazza di caffè decaffeinato contiene circa 1-5mg di caffeina, dipendendo dalla concentrazione della bevanda filtrata.
Riferenze bibliografiche
Rothfos B. - Coffee Consumption. Hamburg , GordianMax-Rieck GmbH, 1986.
Clarke R.J. and Macrae R. (Editors) - Coffee Vol. 2 Technology. London , Elsevier Applied Science Publishers, 1987.
