Un trabajo fin de carrera propone la extracción de la cafeína del café verde con CO2 supercrítico

CGP/DICYT Los efectos adversos que produce la cafeína en el ser humano han originado que, desde hace más de un siglo, se hayan ideado diversos procesos para extraerla del café verde (el café que está sin tostar). Para ello se han utilizado disolventes orgánicos, que quedaron prohibidos por sus propiedades nocivas, y también agua caliente, aunque con ella se perdían además los compuestos antioxidantes, beneficiosos para la salud. Así, en los últimos años se está desarrollando la tecnología del dióxido de carbono supercrítico, “con la que es posible eliminar la cafeína de forma selectiva y que ha demostrado ser una alternativa limpia y segura”. Así lo apunta David Valdesueiro González, un estudiante de la Universidad de Valladolid que ha centrado su proyecto fin de carrera en la extracción supercrítica de café verde, lo que le ha llevado a obtener uno de los premios de I+D de Cecale.

En declaraciones recogidas por DiCYT, el alumno ha apuntado que el objetivo del trabajo es determinar las condiciones óptimas para extraer la cafeína del café de forma selectiva, manteniendo otros compuestos con propiedades antioxidantes como son el ácido clorogénico, el ácido cafeico, los compuestos fenólicos y los flavonoides. Valdesueiro ha explicado las características de cada uno de los componentes, así como los experimentos realizados para llegar a las condiciones óptimas de extracción.

“Los antioxidantes son compuestos que tienen la función de eliminar los radicales libres que se producen debido a la oxidación celular. Un alto número de ellos puede ocasionar alteraciones en el ADN lo que puede provocar desviaciones en el funcionamiento de las células o impide la renovación celular por vías normales”, detalla el estudiante, quien añade que además tienen propiedades antiinflamatorias, antibióticas o antivirales.

En cuanto al proceso de descafeneización, ha precisado que se trata de una extracción sólida-líquida en la que un disolvente, en este caso el dióxido de carbono supercrítico, se pone en contacto con la fase sólida, el café, para que el extracto (la cafeína) se transfiera de la fase sólida a la fase líquida. Para llevar a cabo este proceso, tradicionalmente se han utilizado disolventes orgánicos “pero su uso quedó prohibido porque tienen efectos nocivos y propiedades cancerosas”. También se ha empleado agua caliente, pero al analizar los resultados se observó que además de la cafeína se perdían todos los compuestos antioxidantes.

Ventajas e inconvenientes del CO2

En los últimos años se está desarrollando la tecnología del CO2 supercrítico, que conlleva algunas ventajas e inconvenientes. Respecto a las ventajas, el estudiante recuerda que el dióxido de carbono no es inflamable ni reactivo, no es tóxico ni posee propiedades cancerígenas, y es fácil de conseguir con alta pureza y barato, “ya que es un subproducto de diversas reacciones químicas, como las combustiones”.

Uno de los problemas es la falta de “afinidad molecular” entre el CO2 y la cafeína, lo que provoca el uso de grandes cantidades de disolvente en el proceso y, con ello, un aumento de los costes de producción. No obstante, Valdesueiro señala que esto puede solventarse añadiendo pequeñas cantidades de compuestos polares como el agua, el metanol o el etanol, lo que mejora la capacidad extractora del disolvente. Otras desventajas del proceso se centran en la presión de operación, “que tiene ciertos riesgos inherentes a la seguridad”, y el gran coste de los equipos. “Aún es una tecnología bastante desconocida, al estar poco extendida en la industria”, insiste.

Experimentación

En la fase de experimentación se seleccionaron temperaturas de 40 y 70 grados centígrados y presiones de 152 y 300 bares. El proceso se inicia al introducir el café en el reactor, que a su vez se mete en un baño termostático para que alcance la temperatura escogida. El dióxido de carbono atraviesa el compresor en el que se fija la presión de operación, pasa por el serpentín para que alcance la temperatura y, en sentido ascendente, atraviesa el reactor llevándose consigo el extracto. En una válvula se produce la separación, en la que el extracto queda retenido y el dióxido de carbono abandona el proceso.

El interés del proyecto radica en una tendencia actual. “Hay una tendencia creciente a tomar café descafeinado debido a los efectos adversos que tiene la cafeína en las personas como son la pérdida de sueño, el aumento del ritmo cardiaco y la presión sanguínea o la posibilidad de padecer palpitaciones, temblores o ansiedad. Además su consumo crea dependencia”, concluye.

	Fluidos supercríticos
	Como detalla el alumno de la Universidad de Valladolid, un fluido supercrítico es un compuesto que, por encima de sus constantes típicas de presión y temperatura, tiene un comportamiento a medio camino entre líquido y gas, tomando ciertas propiedades de los líquidos, como la densidad, y otras de los gases como la viscosidad. En el caso del CO2, el punto crítico se sitúa a 31 grados y 73 bares.