Café, orígenes, historia, química y efectos

publicado a la‎(s)‎ 11 ene. 2015 7:08 por Lopeztricas Jose-Manuel   [ actualizado el 11 ene. 2015 7:15 ]

CAFÉ: ORIGEN, QUÍMICA Y EFECTOS

La etimología del término café es incierta, quizás derive de Kaffa, una provincia de Abisinia[1]; tal vez del término turco kawha, que designa la raíz de la planta (latinizada como cahua).

Las semillas de la planta Coffea arabica[2] se han usado tradicionalmente en todos los países del “Cuerno de África” y las regiones montañosas del sur de la península arábiga para preparar una bebida tónica, mediante decocción de los frutos.

El uso de las semillas (granos) de café se inició en Egipto, Persia (actual Irán) y Arabia, llegando a Constantinopla (actual Estambul) a través de diversas rutas comerciales. Desde allí, se introdujo en la entonces República de Venecia (1615), Marsella (1644) y Londres (1652). Se tiene noticia de su uso en la corte de Versalles de Louis XIV hacia 1669.

El primer «Café»[3] abrió en París en 1672 («Maison du Caova» abierta por Arménien Pascal en la plaza de Saint Germain), a la que siguió en 1702 «Procope» en los bajos de l’Anncien Comédie, frecuentado por Diderot, Voltaire junto otros intelectuales y artistas.

A pesar de los ataques de muchos médicos y de la Iglesia, la moda de los «Cafés» siguió extendiéndose. Solo en París había 380 «Cafés» en 1720, y más de 600 al final del reinado de Louis XV.

Los primeros estudios botánicos de la planta fueron llevados a cabo por A. de Jussie en el año 1713, primero en el jardín botánico de Amsterdam y, más adelante, en el jardín botánico de París.

La importación desde Arabia pronto fue insuficiente para la creciente demanda en toda Europa occidental. El árbol del café (Coffea arabica) se aclimató en diversas regiones, desde Ceilán (actual Sri Lanka)  e India, hasta Centro y Sudamérica (principalmente Brasil), a partir de las primeras plantaciones en la isla de Martinica, en las Antillas francesas. Las semillas de Coffea arabica provenientes de América desplazaron casi por completo las importaciones de Arabia.

Tras la extenuación de las plantaciones de Ceilán por una plaga (el hongo Hemileia vastatrix), se estudiaron otras fuentes de la semilla de café: Coffea liberica, en Liberia y Coffea canephora del Congo y Gabón.

El género Coffea abarca alrededor de 70 especies, cada una con diversas variedades (híbridos y mutantes). Sin embargo, dos especies (Coffea arabica y Coffea canephora) suministran alrededor del 98% de todos las semillas (granos) de café.

Coffea arabica es un árbol de 8 a 10 metros de altura, con flores que apenas persisten unas horas, sus frutos son drupas ovoides o subglobulosas que adquieren un color rojo cuando maduran (ver fotografía al inicio del artículo). Coffea arabica es originario de las elevadas llanuras de Etiopía. Ha dado lugar a numerosas variedades. Citamos algunas de las más importantes: «típica» (Brasil), «bourbon», «moka»[4] (península de Arabia, India) y «maragogype»[5] (países latinoamericanos).

Coffea canephora es un árbol de similar talla (8 a 10 metros) que Coffea arabica. Sus hojas son más grandes, y sus frutos más pequeños, respecto a Coffea arabica.

En comparación con C. arabica, Coffea canephora es más vigorosa, productiva y resistente a las plagas.

EL PROCESO DE TORREFACCIÓN

El café se calienta en un estrecho rango de temperatura[6] y durante un tiempo limitado[7].  Durante el proceso de torrefacción el «café verde» (insípido y casi incoloro) se pierde agua de tal manera que a partir de 1kg de «café verde» se obtienen 800g de café torrefacto. El proceso, hoy estandarizado, debe llevarse a cabo con precisión al objeto de que el calor aplicado llegue al centro de la semilla sin carbonizar la cutícula.

Alteraciones de la composición del «café verde» durante la torrefacción

*      La proporción de agua pasa de un 10%13% en el «café verde» (ver más adelante) al 5% aproximadamente en el café torrefacto.

*      La materia mineral no se modifica durante el proceso de torrefacción.

*      La sacarosa experimenta «inversión»[8]. Los polisacáridos se hidrolizan parcialmente, dando lugar a oligosacáridos más solubles y volátiles. Este proceso contribuye al aroma.

*      La composición de lípidos apenas se altera, pero el aceite liberado del clivaje de lipoproteínas exuda del grano de café durante la torrefacción.

*      Cafeína: su cantidad (en peso) apenas se modifica durante la torrefacción, a pesar de ser una molécula volátil. Ello se debe a que el calor aportado durante el proceso contribuye a liberar la cafeína de su asociación con otras moléculas, siendo insuficiente para su volatilización.

*   Trigonelina: se convierte en nicotinamida[9].





El aroma del café torrefacto es achacable, en un grado variable, a más de 200 moléculas (más de 200 máximos durante los estudios en cromatografía de gases). Existen moléculas tipo «ácidos volátiles», alcoholes (metilacetilcarbinol), fenoles, aldehídos (furfural y sus derivados), cetonas (acetona y otras), derivados nitrogenados (metilamina, pirrol, piridina), furfurilmercaptano, y muchas otras.

Durante el proceso de pirogenación (tratamiento por calor) se produce una sustancia (3,4-benzopireno) con potencial carcinogénico. Sin embargo la cantidad en que se encuentra en el café torrefacto es tan exigua (0,015 a 0,028mg%) que se considera inocua para la salud, incluso para los muy cafeteros.

PAÍSES PRODUCTORES[10]

*      Sudamérica: Brasil es el primer productor mundial de café. Coffea arabica se aclimató perfectamente a las condiciones climáticas y edafológicas de diversas regiones brasileñas: los estados de Minas, Geraes, Sao Paulo y Paraná.

*      Centroamérica: sobre todo en México, El Salvador, Costa Rica, Guatemala. También en la isla de Jamaica en las denominadas Montañas Azules.

*      África: se cultiva Coffea canephora variedad robusta, también denominada «kouilou», en prácticamente todos los países de África tropical. En Etiopía existen importantes plantaciones. En Madagascar los cafetales cubren un área de alrededor de 200.000 Ha, con una producción anual superior a las 70.000 toneladas.

*      Asia: los países productores más importantes (en volumen de exportación) son, por este orden, Indonesia, India y Filipinas.

*      Yemen: la variedad «mokka» que toma el nombre del puerto yemení desde donde se exportaba. Esta variedad es tan escasa como reputada.

COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL «CAFÉ VERDE»

Los granos (semillas) de café contienen entre un 10% y un 13% de agua; y 3% a 4% de materias minerales, sobre todo fosfatos y sulfatos de calcio, magnesio, potasio y sodio.

Los glúcidos («azúcares») representan más de la mitad (en peso) de las semillas desecadas. Los principales son galactomananos[11], xilanos[12], hemicelulosa[13] y celulosa[14].

Entre un 10% y un 15% de los granos secos son lípidos: glicéridos de los ácidos palmítico[15], esteárico[16], oleico[17] y linoleico[18]. La fracción lipídica no saponificable (~5%) está representada por esteroles y diterpenos: cafestol[19] y kahwéol.

En el grano de café también se hallan pequeñas cantidades de ácido cítrico, málico y oxálico.


Ácidos fenólicos.-

El más importante es el ácido clorogénico[20], identificado inicialmente por Rochleder en el año 1844 con el nombre de «ácido café-tánico». Payen consiguió obtenerlo en forma cristalizada en el año 1846. Finalmente fue aislado en estado puro a partir del «café verde» en 1908 (Gorter) y por Freudenberg en 1920. Químicamente es un éster de dos ácidos: ácido caféico (ácido 3,4-dihidroxicinámico) y ácido quínico (ácido hexahidrotetrahidroxibenzóico).

En el café el ácido clorogénico está combinado con la cafeína formando un complejo, clorogenato de potasio y cafeína.

Compuestos nitrogenados.-

Conformados por bases púricas, principalmente cafeína. Otras bases púricas (xantina, guanina, adenina y teobromina) están en muy pequeñas cantidades[21].

El compuesto nitrogenado, y principal constituyente del café, es la cafeína. Fue aislada de los granos de café casi simultáneamente en 1820 en Alemania[22] (Runge) y Francia (Robiquet).

La cafeína se halla también de forma natural en el té, cola, maté y guaraná.

EFECTOS SOBRE EL ORGANISMO

La cafeína del café es excitante del sistema nervioso central, estimulante de la actividad psíquica y muscular. Favorece la ideación (creatividad), elocución, euforia y vivacidad intelectual.

Un abuso prolongado de cafeína puede dar lugar a alteraciones nerviosas y demacración.

La cafeína es un estimulante cardíaco (aumento de la frecuencia cardíaca). Está relativamente contraindicado en personas con hipertensión.

El café incrementa la motilidad gástrica y el peristaltismo intestinal, facilitando la digestión.

Una taza de café contiene no menos de 100mg de cafeína (Coffea arabica en sus diversas variedades); hasta 150mg a 250mg de cafeína (Coffeea canephora). [El contenido de cafeína de una taza de té no suele superar los 50mg de cafeína].

A las propiedades del café, además de su contenido en cafeína, contribuye también el ácido clorogénico (mezcla de sus isómeros), por sus propiedades diuréticas, estimulantes, expectorantes y colagogas. Así mismo, es un inhibidor enzimático de la pepsina y papaína, siendo por lo tanto responsable de gran parte de las acciones irritantes del café sobre el estómago.

Los productos formados durante el proceso de torrefacción contribuyen también a la acción fisiológica del café.

Añadir azúcar de mesa (sacarosa) al café retrasa la acción de la cafeína sobre las células nerviosas. Por ello, las personas que gustamos del café solemos tomarlo solo y sin azúcar.

CAFÉS COMERCIALES

Se comercializan diversas mezclas de cafés. La mayor parte de los cafés consumidos en Europa proceden de Coffea arabica de Brasil[23]. Una variedad de Coffea arabica se usa para elaborar los denominados genéricamente «cafés dulces», procedentes mayoritariamente de Colombia, Costa Rica, Ecuador  y El Salvador.

Los cafés más perfumados proceden de las plantaciones africanas de Coffea canephora.

CAFÉ DESCAFEINADO

Hay una especie del género Coffea que no contiene cafeína. Esta especie crece en Madagascar. Su sabor es demasiado amargo[24] y no es adecuada para su consumo.

La extracción de la cafeína a partir del café verde se lleva a cabo utilizando solventes clorados (dicloroetileno y tricloroetileno) y vapor de agua. A continuación hay que eliminar cualquier traza de los solventes usados. La calidad del café descafeinado depende de la presencia de trazas de dichos solventes.

La obtención de la cafeína a partir de los solventes no es rentable. La cafeína en forma pura se obtiene por síntesis química o extraída a partir del té.

CONSUMO MUNDIAL DE CAFÉ

Los mayores consumidores de café son los países escandinavos (>12 Kg por habitante y año), seguidos por Brasil (>5 Kg por habitante y año). Le siguen Canadá, Suiza, Estados Unidos, Australia, Islandia, Benelux[25], Alemania, Francia e Italia.

Reino Unido, gran consumidor de té, solo utiliza entre 1 y 2 Kg de café por habitante y año. España consume algo más de 4Kg-habitante-año.

Los países de Europa del este, Asia y África tienen consumos inferiores, a España.

[1] Abisinia es la actual Etiopía (denominación oficial: República Democrática Federal de Etiopía).

[2] El género Coffea pertenece a la familia botánica Rubiaceae (rubiáceas).

[3] Tiendas donde se servía la bebida.

[4] Moka es un puerto de Yemen, desde donde se exportaban los granos de café.

[5] Semillas gruesas y muy apreciadas.

[6] Entre 180º y 230º.

[7] Entre 12 y 15 minutos.

[8] La «inversión» de la sacarosa consiste en el cambio de dirección en que se desvía la luz polarizada plana por una solución de sacarosa en relación con la solución derivada de su hidrólisis (que contiene los dos monosacáridos de que se compone, glucosa y fructosa).

[9] La cantidad de nicotinamida (vitamina PP) en el «café verde» es de alrededor de 2mg%; mientras en el café torrefacto varía (en función de las condiciones del proceso y del tipo de café) entre 13mg% y >40mg%.

[10] A partir del año 1958 se redactó un acuerdo internacional firmado por los principales países productores y exportadores al objeto de armonizar la demanda y la producción.

[11] Galactomananos: polisacárido de manano con enlaces β (16), con un número variable de galactosas en posición 6.

[12] Xilanos: polisacárido constituido por unidades de β-(14) D-xilopiranosa.

[13] Hemicelulosa: heteropolisacárido ramificado constituido por diversos monosacáridos unidos por enlace β [14]).

[14] Celulosa: homopolímero formado por estructuras repetidas de β (14) D-glucopiranosa.

[15] Ácido palmítico: ácido graso C-16 saturado.

[16] Ácido esteárico: ácido graso C-18 saturado.

[17] Ácido oleico: ácido graso C-18 monoinsaturado.

[18] Ácido linoleico: ácido graso C-18 di-insaturado.

[19] El cafestol se denominaba al principio cafesterol.

[20] Ácido clorogénico recibe su nombre porque la solución alcalina adquiere un color verde bajo la luz.

[21] Contenido de bases púricas, exceptuando la cafeína: 0,15-0-25mg %.

[22] Alemania no se constituyó como nación hasta 1871.

[23] Las regiones brasileñas de procedencia del café son Santos, Río, Victoria y Paraná.

[24] El amargor del Coffea de Madagascar se debe a su contenido en cafamarina.

[25] Benelux apócope de lgica, Nederland (Holanda) y Luxemburgo.

Zaragoza, 12 de enero de 2015

Dr. José Manuel López Tricas

Farmacéutico especialista Farmacia Hospitalaria

Farmacia Las Fuentes

Florentino Ballesteros, 11-13

50002 Zaragoza

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