3.25.3.1 compuestos nitrogenados I: Caffeine
Caffeine, 1,3,7-trimethyl-xanthine, a purine alkaloid, is a secondary metabolite of the coffee plant: the biosynthesis starts from xanthosinemonophosphate.84 en la vía metabólica, los pasos posteriores de metilación ocurren con diferentes N-metil transferasas, siendo la metionina el donante de metilo. El catabolismo de purina de la cafeína comprende su degradación a través de la desmetilación sucesiva hasta dióxido de carbono y amoníaco.,85
en la planta de café, la cafeína está presente en todas las partes del suelo. Los efectos ecológicos de la cafeína como defensa química intrínseca contra herbivoría, moluscos, insectos, hongos o bacterias86 han sido discutidos a menudo, pero los resultados experimentales para un soporte claro son difíciles de obtener.87
la Cafeína biosíntesis tiene lugar en las hojas y en el pericarpio, la parte externa de la fruta. En hojas envejecidas el contenido de cafeína es menor.,88 en los tejidos del pericarpio, la luz estimula fuertemente el paso de metilación de la síntesis de cafeína. Cuando la semilla dentro de la fruta comienza a crecer, la cafeína se trasloca a través de las membranas y se acumula en el endospermo. Allí, el valor final se alcanza 8 meses después de la floración.89
el contenido de cafeína de los granos de café depende de la especie y variedad, desde 0,6% en Laurina hasta 4% en algunas Robustas extremas; los promedios se dan en la tabla 3.90
Tabla 3., Caffeine content in green beans of different species and varieties
| Species | Variety | Leaf | bean |
|---|---|---|---|
| % DW | % DW | ||
| C. arabica | Mundo Novo | 0.98 | 1.11 |
| Typica | 0.88 | 1.05 | |
| Catuai | 0.93 | 1.34 | |
| Laurina | 0.72 | 0.,62 | |
| C. canephora | Robusta | 0.46 | >4 |
| Kouilou/Conillon | 0.95 | 2.36 | |
| Laurentii | 1.17 | 2.45 |
Not included here are coffees from the Mascaracoffea group of Madagascar, which do not belong to the ‘beverage’ coffees.,91 tienen un contenido muy bajo de cafeína en el límite de detección analítica (libre de cafeína)92 y pueden servir como recursos genéticos para futuros trabajos. Estas especies bajas en cafeína también muestran baja cafeína en sus hojas.93
el contenido de cafeína en la base de materia seca no se ve afectado por el procesamiento posterior a la cosecha, ni por el tostado. Aunque el proceso de tostado se produce muy por encima de la temperatura de sublimación, durante él solo se desvanece un pequeño porcentaje de cafeína, que está sobrebalanceado por la pérdida de peso orgánica.,91
La cafeína es un compuesto fisiológicamente activo, y la exposición humana a ella después de una taza de café es de interés. Se pueden hacer algunos cálculos generales: una extracción acuosa en condiciones de preparación regulares transfiere la cafeína casi por completo a la bebida. Una taza de 100 ml con un brebaje de 55 g l−1 de café tostado y molido, con una relación comercial mundial del 60% de arábica y un contenido promedio de cafeína de la Tabla 2, suministra aproximadamente 100 mg de cafeína.,
mirando más allá de los promedios, la Tabla 4 aproximadamente da la variabilidad (fuerza de elaboración de cerveza 40 g/l)94,95 del valor, omitiendo extremos y Exóticos – un rango de más/menos 100%.
Tabla 4. Rangos estimados de contenido de cafeína por taza, elaboración estándar de diferentes concentraciones
| especie (rango de cafeína) | Arabica (0.9–1.6%) | Mix 60 Ar/40 Rob (1.7 %) | robusta (1.4–2.,9%) |
|---|---|---|---|
| Brewing strength | Caffeine per cup mg/100 ml | Caffeine per cup mg/100 ml | Caffeine per cup mg/100 ml |
| 40 g l−1a | 36–64 | 67 | 56–116 |
| 55 g l−1b | 50–88 | 92 | 77–160 |
| 70 g l−1c | 63–112 | 118 | 98–203 |
Brewing strength according to
a NEVO, 1991, Dutch nutritional tables94: 40 g l−1., B media entre a y c: 55 g l – 1 (uso común alemán). C ISO 6668: 2008,95: 70 g l-1.
pero incluso el término «taza» o «porción» está en movimiento: la taza se ha generalizado, con un volumen de aproximadamente 250 ml, y los «jumbos» están en el mercado, de aproximadamente 500 ml.
una taza de té para la comparación, tiene un contenido de cafeína ligeramente inferior: Preparado a partir de una bolsa de té de 1,75 g con un contenido promedio de cafeína para el té del 3%, una taza de 100 ml contiene 50 mg, con una variabilidad natural similar al caso del café.,
el límite para el etiquetado obligatorio de cafeína en bebidas que no son de café y no de té se establece en 150 mg l-1(establece la obligación para el etiquetado de cafeína en cantidades superiores a 150 mg/l y una frase destinada a advertir, «contiene altas cantidades de cafeína», a menos (Art.2 2) que la bebida se base en café o té);96 este etiquetado debe ayudar a los consumidores a evitar el consumo inesperado de cafeína.
los datos que se dan aquí reflejan una preparación estándar de bebidas – existen otras. En una percolación estilo espresso, para una taza de 30 ml, 6.,Se toman 5 g asados y molidos; con el mismo café, se pueden esperar aproximadamente 87 mg de cafeína. El muy corto tiempo disponible para extraer cafeína de la estructura celular conduce a un rendimiento de extracción del 75-85% solamente.97
mientras disfruta de su café, el consumidor puede beneficiarse del efecto estimulante de la cafeína.
los efectos de alerta son bien conocidos y los mecanismos investigados.98,99
después de su consumo, la cafeína se absorbe fácil y completamente del tracto gastrointestinal. Dentro de 1 h se distribuye uniformemente dentro del cuerpo, pasando fácilmente la barrera hematoencefálica., Los niveles plasmáticos máximos se producen 30-60 minutos después de la ingestión.
provocado por una taza de café regular de la concentración previamente calculada, se alcanza un nivel de cafeína de 2 mg de líquido corporal l-1 (el líquido corporal total se toma como 60% de un hombre de 70 kg), justo en el rango del nivel estimulante de aproximadamente 1-4 mg de líquido corporal L−1.100 a concentraciones sanguíneas como estas, el principal mecanismo de acción en el sistema nervioso central es el antagonismo de los receptores de adenosina, lo que aumenta la actividad del sistema nervioso central, con efectos sobre el estado de alerta y el control cognitivo.,
durante la circulación, la cafeína se metaboliza en el hígado a través de la desmetilación sucesiva y la degradación oxidativa a ácido úrico. Los productos de degradación se excretan a través de los riñones. Alrededor del 5% de la cafeína se excreta sin cambios. La semivida oscila entre 2,5 y 4,5 h en hombres adultos sanos. Para los niños, las mujeres, las mujeres embarazadas y las personas bajo estrés, se reportaron tiempos más largos.
el contenido de cafeína del café se puede reducir por descafeinización. El proceso comienza con un tratamiento de vapor del café verde para suavizar los tejidos, seguido de extracción por solvente., La primera patente se remonta a 1905.101 hoy en día, los procesos se ejecutan con diclorometano, acetato de etilo, dióxido de carbono supercrítico o fluido o agua, cada proceso con su propia tecnología especial.102 en los Estados Unidos, el café no descafeinado se llama café «regular».
los requisitos legales sobre el contenido de cafeína se aplican al café descafeinado para el producto final para el consumo, es decir, los cafés asados y solubles. En los Estados Unidos, la descafeinización se mide a través del grado de descafeinización; común son 97%.,103 la legislación europea establece un contenido máximo de cafeína residual del 0,3% para el café soluble;104 El café tostado está cubierto por las legislaciones nacionales, en general del 0,1% para la materia seca.
los métodos analíticos estándar para la determinación de cafeína emplean separación cromatográfica y detección espectrométrica.105
aunque la cafeína como sustancia química pura tiene un sabor claramente amargo (se puede usar como un estándar «amargo» en pruebas sensoriales básicas), desempeña solo un papel menor en dar un tinte amargo a la bebida de café.