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¿Cómo extraer la cafeína del café?

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La cafeína, ese estimulante omnipresente que nos acompaña en nuestras rutinas diarias, no solo se limita al aroma del café recién hecho, sino que se extiende a otros placeres culinarios como el té, el chocolate, ciertos refrescos e incluso algunos medicamentos. En este post vamos a explorar la importancia de esta sustancia en nuestras vidas y también cómo podemos sintetizarla.

¡Qué no se diga que no somos un blog de química!

¿De dónde se extrae la cafeína?

El café, esa bebida reconfortante y energizante, contiene de manera natural cafeína. En una taza de café expreso, por ejemplo, la cantidad puede variar considerablemente, desde unos 75 miligramos hasta unos 100-180 miligramos. Esta variación depende de factores como la concentración y el tipo de café utilizado. Pero el café no es la única bebida con cafeína como puedes ver en la tabla a continuación:

¿Es la cafeína una droga?

La cafeína es un alcaloide perteneciente al grupo de las xantinas, de aspecto sólido y cristalino, de color blanco y con un sabor amargo.

Actúa como una droga psicoactiva y estimulante del sistema nervioso central. Fue descubierta en el año 1819 por el químico alemán Friedrich Ferdinand Runge, quien acuñó el término «Koffein», el cual más tarde se tradujo al español como «cafeína».

¿Por qué nos estimula la cafeína?

La clase de historia bien pero…. ¿Por qué demonios nos mantiene despiertos esta sustancia?

Bueno, voy a tratar de hacerte un resumen de como funciona nuestro cerebro cuando estamos cansados.

A lo largo de nuestro día hay dos hormonas cuyos efectos se contraponen. Por una parte tenemos la melatonina (también llamada hormona del sueño) que se produce al final del día cuando estamos con las energías bajas.

Por la otra, la hormona del estrés (el cortisol) que nos mantiene despiertos. Sí, es como un cafetito natural que sintetizamos dentro del cuerpo. Sabiendo esto, seguro que puedes imaginarte en que momento del día lo sintetizamos…

¡Efectivamente! Por las mañanas.

Lo que sucede cuando tomamos bebidas con cafeína es que estimulan aún más la producción de cortisol y por eso notamos ese chute de energía al tomarlas.

¿Cómo se elimina la cafeína del café?

Existen diversos métodos para descafeinar el café, siendo los más comunes aquellos que implican el uso de disolventes químicos, gases como el dióxido de carbono (CO2) o agua. Entre los disolventes más utilizados se encuentran el cloruro de metileno y el acetato de etilo, además de filtros de carbón. En esta ocasión, nos aventuraremos en un proceso diferente, empleando el triclorometano, también conocido como cloroformo cuya síntesis especificaré en este post sobre la síntesis de cloroformo, como disolvente orgánico. Ni qué decir cabe que no se debe de descafeinar el café en tu laboratorio casero, la receta que trabajaremos aquí tiene un mero carácter divulgativo. ¡No me seas burro!

¿Qué efectos tiene la cafeína?

Los efectos de la cafeína van más allá de simplemente mantenernos despiertos. Entre sus múltiples efectos se encuentra la disminución de la sensación de fatiga y somnolencia, el aumento de la capacidad de procesamiento mental, así como un incremento en el riesgo coronario y una acción vasodilatadora. Además, estimula la secreción ácida del estómago y tiene un marcado efecto diurético.

¿Cómo extraer la cafeína del café?

¡Es hora de ponernos manos en la masa! Ahora que sabemos tantas cosas sobre la cafeína, ¿por qué no aventurarnos a realizar un proceso de extracción de cafeína por nuestra cuenta? Para ello, necesitaremos ciertos instrumentos y reactivos:

Instrumentos:

  • 1 vaso de precipitado de 250 ml
  • 1 vaso de precipitado de 100 ml
  • 1 probeta de 100 ml
  • 1 embudo de plástico
  • 1 embudo de decantación
  • 1 soporte universal
  • 1 par de gafas de seguridad
  • 1 par de guantes de látex
  • 2 papel filtro
  • 1 matraz Erlenmeyer de 50 ml
  • 1 espátula
  • 1 agitador de vidrio
  • Pinzas para soporte universal

Reactivos y Sustancias:

  • 40 ml de café
  • 3 ml de triclorometano (cloroformo)
  • 0.2 g de carbonato de calcio

Procedimiento:

  1. Comenzaremos preparando café de forma convencional en una cafetera. Luego, lo guardaremos en un recipiente hermético y lo dejaremos reposar en el refrigerador durante un día.
  2. Al día siguiente, mediremos 40 ml de café en una probeta y lo depositaremos en un vaso de precipitados de 100 ml.
  3. Utilizando un papel filtro y una balanza, mediremos 0.2 g de carbonato de calcio y lo añadiremos al café.
  4. Disolveremos todo el carbonato con la ayuda de un agitador de vidrio. La adición de carbonato de calcio se utiliza para optimizar el proceso de extracción y conseguir la cafeína lo más pura posible, eliminar los taninos, principalmente al ácido gálico, que corresponden a uno de los pigmentos, junto con los flavonoides y la clorofila que le otorgan el color al café.
  5. Con la ayuda de un embudo cónico, transferiremos todo el café al embudo de decantación.
  6. Usando la probeta, mediremos 3 ml de triclorometano y lo añadiremos al embudo de decantación. Agitaremos enérgicamente para asegurar un buen contacto entre las fases, recordando ser cuidadosos con la generación de gas al agitar el disolvente. (también se podría utilizar otro disolvente como diclorometano aunque se debe tener en cuenta que su punto de ebullición es mucho más bajo)
  7. Extraeremos la fase inferior, la más densa, abriendo la llave del embudo. Cuando queden aproximadamente 1-2 ml en el embudo, cerraremos la llave y levantaremos el embudo del soporte, realizando un ligero movimiento circular para que las gotas retenidas en las paredes desciendan.
  8. Añadiremos otros 2 ml de triclorometano y volveremos a agitar.
  9. Dejaremos reposar nuevamente y separaremos las fases. Utilizaremos un matraz Erlenmeyer para recoger la fase orgánica.
  10. Ahora toca lavar esta fase orgánica de posibles restos de agua añadiendo una disolución saturada de NaCl y separamos las fases.
  11. Colocaremos el Erlenmeyer en un baño María y esperaremos a que se evapore el líquido. Una vez evaporado, pesaremos el sólido restante en una balanza, preferiblemente de precisión.

¡Y así, habrás completado con éxito un proceso de extracción de cafeína en casa! Este experimento no solo te permitirá comprender mejor la química detrás de tu taza de café matutina, sino que también te brindará una experiencia práctica fascinante.

¡Hasta la próxima!