Café descafeinado

 [Propiedades de las disoluciones] Sección 7. Conceptos clave [Grado de ionización y ecuación de ionización de van´t Hoff] [Descenso en la presión de vapor] [Casos especiales de la ley de Raoult] [Tabla de presiones de vapor para el agua] Otros conceptos [Café descafeinado] [Presiones de vapor en la vida cotidiana]

El proceso de descafeinado del café es un ejemplo fascinante de cómo la ciencia y la tecnología se combinan para alterar una sustancia común de maneras que van más allá de la intuición. Ingenuamente, solemos pensar que los puntos críticos de las sustancias son valores extremadamente elevados, asociados con temperaturas y presiones extremas. Sin embargo, en la teoría de diagramas de fase, se muestra que cada sustancia tiene sus propios puntos críticos, y algunos, como el del dióxido de carbono (CO₂), se encuentran a temperaturas relativamente bajas. El punto crítico del CO₂ se alcanza a 31.1°C y 7.38 MPa, donde el gas y el líquido se fusionan en un fluido supercrítico. En este estado, el CO₂ adquiere propiedades únicas que le permiten disolver sustancias como la cafeína con una selectividad particular. Esta selectividad radica en la afinidad del CO₂ supercrítico por compuestos orgánicos, como la cafeína, debido a su capacidad para interactuar con enlaces de hidrógeno y dipolos de una manera más eficaz que en su forma gaseosa o líquida.

Figura 1. El café descafeinado se distingue visualmente en su empaque: el café normal usa tonos rojos o marrones, evocando su estado sin procesar. En contraste, el café descafeinado se presenta en verde, un color que sugiere que ha sido modificado. Este código de colores ayuda a los consumidores a identificar rápidamente el producto y comprender su diferencia.

En términos de tecnología, los reactores de descafeinado de café funcionan precisamente bajo condiciones controladas de temperatura y presión para aprovechar estas propiedades del CO₂ supercrítico. Estos reactores operan a temperaturas alrededor de 40-60°C y presiones superiores a los 7 MPa, con flujos de CO₂ que pasan a través de los granos de café durante varias horas. El tamaño y la cantidad de CO₂ utilizado dependen del volumen de café a procesar, y la selectividad del CO₂ para la cafeína asegura que el sabor del café no se vea alterado. En este proceso, el CO₂ disuelve la cafeína de los granos, la cual luego se separa para ser eliminada. Este proceso de extracción selectiva es uno de los más eficaces y limpios, sin dejar residuos tóxicos en el café. La optimización del proceso de descafeinado se logra al manipular estas variables para maximizar la extracción de cafeína sin comprometer el sabor del café.

El café descafeinado tiene un papel crucial en la sociedad moderna, ya que ofrece una alternativa a quienes disfrutan del sabor del café pero desean evitar los efectos estimulantes de la cafeína. La razón detrás de consumir café sin cafeína puede ser por sensibilidad a la cafeína, problemas de salud como la hipertensión o el insomnio, o simplemente por preferencia personal. Sin embargo, una de las críticas frecuentes a este producto es la pregunta de por qué consumir una sustancia cuya principal razón de ser es la cafeína. Los consumidores suelen buscar esta alternativa por sus beneficios sin renunciar al ritual o el placer sensorial que implica beber café, desafiando a menudo el estigma social que a veces se asocia con elegir la versión "sin cafeína", como si se renunciara a la "autenticidad" de la experiencia cafetera.

La cafeína extraída del café no se desperdicia; es utilizada como un aditivo en otras bebidas como las gaseosas (Coca-Cola, Pepsi) o en bebidas energizantes. En estos productos, la cafeína se presenta en concentraciones mucho más elevadas que las que se encuentran en una taza de café, a menudo combinada con altas concentraciones de azúcar. El consumo excesivo de estas bebidas puede tener efectos sinérgicos peligrosos, como el aumento de la presión arterial, ansiedad y otros trastornos cardiovasculares. Las bebidas energizantes, en particular, han sido asociadas con un mayor riesgo de dependencia, alteraciones del sueño y un aumento en el riesgo de enfermedades metabólicas, debido a la alta dosis de cafeína combinada con azúcares refinados.

Figura 2. El café gourmet (90-150 mg/taza) suele tener más cafeína que el café barato (60-80 mg). No obstante, bebidas energizantes como Monster (∼160 mg/lata) y Red Bull (∼80 mg/lata) utilizan cafeína concentrada (obtenida del café descafeinado), volviéndolas más estimulantes y potencialmente adictivas, a pesar de que las gaseosas (30-40 mg/lata) contengan menos

Como ciudadanos científicamente informados, debemos ser conscientes de los riesgos asociados con el consumo de estas bebidas de alta cafeína y azúcar. Es fundamental leer las etiquetas, conocer los efectos de estas sustancias en nuestro cuerpo y exigir información clara sobre sus contenidos. La educación científica y el acceso a información precisa permiten tomar decisiones informadas que protejan nuestra salud y bienestar, ayudándonos a equilibrar los placeres cotidianos con los cuidados necesarios para mantenernos saludables en un entorno de consumo masivo. Este enfoque integral, que conecta ciencia, tecnología y sociedad, nos invita a reflexionar sobre cómo las decisiones científicas y tecnológicas, aunque innovadoras y beneficiosas, pueden tener implicaciones profundas sobre nuestra salud y nuestra forma de vida. Como consumidores y ciudadanos, es nuestro deber estar informados y tomar decisiones basadas en el conocimiento para promover un bienestar colectivo y sostenible.

Referencias

Azevedo, Á. B. A. D., Kieckbusch, T. G., Tashima, A. K., Mohamed, R. S., Mazzafera, P., & Melo, S. A. B. V. D. (2008). Supercritical CO2 recovery of caffeine from green coffee oil: new experimental solubility data and modeling. Química Nova, 31, 1319-1323.

Brunner, G. (2013). Gas extraction: an introduction to fundamentals of supercritical fluids and the application to separation processes (Vol. 4). Springer Science & Business Media.

Heckman, M. A., Weil, J., & De Mejia, E. G. (2010). Caffeine (1, 3, 7‐trimethylxanthine) in foods: a comprehensive review on consumption, functionality, safety, and regulatory matters. Journal of food science, 75(3), R77-R87.

Menzio, J., Binello, A., Barge, A., & Cravotto, G. (2020). Highly-efficient caffeine recovery from green coffee beans under ultrasound-assisted SC–CO2 extraction. Processes, 8(9), 1062.

Molina, M. R., De la Fuente, G., Batten, M. A., & Bressani, R. (1974). Decaffeination. Process to detoxify coffe pulp. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 22(6), 1055-1059.

Pietsch, A. (2017). Decaffeination—Process and quality. In The craft and science of coffee (pp. 225-243). Academic Press.

Reissig, C. J., Strain, E. C., & Griffiths, R. R. (2009). Caffeinated energy drinks—a growing problem. Drug and alcohol dependence, 99(1-3), 1-10.

Smith, J. M., Van Ness, H. C., & Abbott, M. M. (2005). Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria (6th ed.). McGraw-Hill Education.

SP, V., Shalini, L. A., & Balamurugan, S. (2024). Is Coffee a Social Drug? A Survey on the Impacts and Awareness of Caffeine among Consumers. Library of Progress-Library Science, Information Technology & Computer, 44(3).

Villarreal, E. (2014). Energy Drinks And Caffeine: The Science Behind The Billion-Dollar Industry.