Descafeinização

A descafeinização é um processo que só surgiu no início do século XX, este permitiu com que se fosse possível consumir o café sem a cafeína.
O café é uma bebida fortemente intrínseca na nossa sociedade, como o café é consumido por uma expressiva parte das pessoas, há quem tenha intolerância e sensibilidade à cafeína mas queria também ter o direito de beber café.
O descafeinado é alvo de preconceito seja pelo seu sabor ou o processo que toma. Por vezes, o processo de descafeinização é considerado um processo que, para além de remover a cafeína, tira características do café que o deixam sem sabor. No entanto, por mais que haja alteração inevitável no café, não se pode considerar que o café perca a sua qualidade e características sensoriais.

Qual a origem?

O conceito de descafeinização teve início no ano de 1820. Quando o Johann Wolfgang von Goethe, poeta, dramaturgo, cientista, e muitas outras coisas, entregou um saco de café ao químico Friedlieb Ferdinand Runge, para que este estudasse de o porquê do café causar insónias ao poeta. Runge conseguiu isolar a cafeína pura pela primeira vez na história.

O processo consistiu na moagem e fervura dos grãos de café torrado, com o intuito de extrair os compostos solúveis. Runge, após a extração, provocou a precipitação das impurezas com a adição de acetato de chumbo. O chumbo reage com os taninos, óleos, e ácidos orgânicos, resultando num precipitado insolúvel que posteriormente é separado por filtração.

A solução filtrada apresenta um excesso de iões de chumbo, este é removido através de uma segunda precipitação e segunda filtração. O resultado é um líquido transparente apenas com cafeína na solução. Ao aquecer o líquido, a água evapora-se, obtendo a cafeína isolada.

Tecnicamente foi o primeiro tipo de descafeinização. Apesar de ter conseguido isolar o composto, o café ficou impróprio para consumo devido ao chumbo e à impraticidadade.

Industrialização do processo de descafeinização

O que motivou a elaboração de um processo de descafeinização para ser aplicado a nível industrial foi algo pessoal. O pai do comerciante de café alemão Ludwig Roselius, faleceu prematuramente. Foi lhe dito que o motivo do falecimento foi resultado de uma complicação devido à quantidade exagerada de cafeína consumida.

Com isto, Ludwig teve como objetivo encontrar uma forma de conseguir arranjar um método que permita o consumo do café sem ter de se preocupar com a cafeína.

Coincidamente… Em 1903, enquanto o café verde estava a ser transportado por via marítima, o café foi inundado por água do mar. Em vez de descartar a carga, Roselius analisou os grãos e percebeu que a água salgada tinha extraído a maior parte da cafeína do grão sem destruir completamente a sua estrutura e os seus compostos solúveis essenciais.

Este acontecimento juntamente com a sua motivação pessoal fez com que roselius analisasse com atenção e elaborasse um método concreto.

O primeiro processo de descafeinização foi pantenteado em 1906, onde o café verde era submetido a uma corrente vaporizada constituída de uma solução salina e ácida, com o intuito de abrir abrir os poros, resultados da hidratação e expansão celular. Posteriormente, benzeno era utilizado como um solvente orgânico para extrair a cafeína seletivamente. Por fim, o café resultante é torrado e consumido.

Assim, Roselius tornou-se o primeiro a fazer café descafeinado a ser consumido numa escala mundial.

Mais tarde, descobriu-se que o benzeno é um composto cancerígeno. Este foi substituído por outros solventes orgânicos sem efeitos prejudiciais à saúde.

Mas no que cientificamente consiste a descafeinização?

A descafeinização é um processo industrial de separação e transferência de massas aplicado aos grãos de café verde. O seu objetivo principal é reduzir o teor de cafeína para níveis residuais, preservando a matriz celular do grão e os compostos de aroma e sabor.

A regulamentação da União Europeia (Diretiva 1999/4/CE) define um descafeinado como um café em que o seu teor de cafeína residual não pode exceder 0,1% em massa seca, ou seja, uma remoção de aproximadamente 97% a 99% da cafeína original.

Do ponto de vista químico, a cafeína é um alcalóide solúvel em água, cuja taxa de dissolução aumenta proporcionalmente com a temperatura. Uma dificuldade técnica da descafeinização é o facto da água, sendo um solvente polar, dissolver a cafeína e também os compostos solúveis desejáveis. Por essa razão, todos os métodos industriais recorrem a estratégias de seletividade físico-química. Temos um artigo dedicado à contextualização do composto químico de cafeína (LINK).

A Técnologia em passos

Independentemente do método específico utilizado, qualquer processo de descafeinização começa obrigatoriamente por uma etapa de pré-tratamento com água e vapor.

Com os grãos verdes secos, com uma humidade que, por norma, situa-se num intervalo de 10% a 12%. A matriz é celular densa, e com pouca porosidade. A cafeína encontra-se parcialmente ligada aos ácidos clorogénicos dentro do endosperma.

Os grãos são expostos a vapor de água e imersos em água quente para aumentar o seu teor de humidade para valores entre 30% e 50%. A vaporização ocorre a um intervalo de temperatura de 70ºC a 100ºC, a baixa pressão.

O inchaço da estrutura celular aumenta o diâmetro dos poros e quebra as ligações moleculares da cafeína, consequentemente, a molécula da cafeína ganha mobilidade e migra da parte interna do grão para as camadas superficiais por difusão.

Solventes orgânicos

Esta metodologia envolve a utilização de solventes orgânicos os quais possuem uma alta afinidade com a cafeína, estes podem ser:

Acetato de etilo (EA), composto orgânico esterificado é um derivado natural da fermentação de cana-de-açúcar. Comercialmente designado como “método cana-de-açúcar”. Método originário de uma empresa colombiana. Este composto é misturado com água da nascente da região.

Os grãos são adicionados sob uma temperatura de 40ºC a 60ºC. A solução é renovada continuamente até que mais de 97% da cafeína seja extraída. O ponto de ebulição do acetato de etilo é de 77,1ºC. Assim, o processo de extração a pressão ambiental não pode ultrapassar este valor.

Após a extração, para remover o solvente, os grãos são submetidos a uma lavagem a vapor. Por fim, de volta a deixar o café com o teor de humidade original, o café é submetido a uma vaporização.

Outro solvente orgânico possível é o cloreto de metileno (MC), possui um ponto de ebulição menor de 39,6 ºC, exige uma menor temperatura no processo de remoção da cafeína, afetando menos os carboidratos do grão.

O processo com este solvente pode ser direto, ou seja, o solvente lava a cafeína diretamente dos grãos expandidos, ou indireto, onde a água extrai os solutos do grão na totalidade, tendo como resultado uma solução com todos os compostos solúveis do café.

Numa etapa separada, a cafeína é removida da solução. A solução sem a cafeína é reabsorvida e impregna nos grãos.

Ambos os solventes têm pontos de ebulição baixos. Como a torrefação do café atinge temperaturas superiores a 200°C, qualquer resíduo volátil é totalmente eliminado durante a torra.

Método por Água e Extrato Saturado (Swiss Water)

Este método baseia-se em princípios de osmose, gradiente de concentração e adsorção por carvão ativado.

Inicialmente, uma quantidade certa de café verde é submersa em água quente, a uma temperatura a cerca de 70ºC a 80ºC. Os solutos dos grãos são extraídos na totalidade, incluindo cafeína, açúcares e ácidos. Este lote inicial de grãos é descartado.

A solução resultante passa por um filtro de carvão, que retém seletivamente as moléculas de cafeína devido ao seu tamanho e afinidade molecular, consequentemente permite a passagem dos açúcares e ácidos.

Obtém-se assim o Extrato de Café Verde, uma solução saturada com todos os compostos solúveis do café, exceto a cafeína.

Quando outro lote de café verde é imerso neste extrato de café verde, um gradiente de concentração é established. Como a água já está saturada de açúcares e ácidos, apenas a cafeína migra do interior do grão para o líquido por difusão.

Dióxido de carbono supercrítico

É o método mais avançado do ponto de vista tecnológico.

O dióxido de carbono CO2, quando submetido a pressões superiores a 73 atmosferas e temperaturas acima de 31°C, atinge o estado supercrítico: uma fase em atinge uma densidade de um líquido e a difusividade de um gás.

Neste estado, o CO2, atua como um solvente altamente seletivo. Ele penetra nos microporos do grão de café hidratado e dissolve exclusivamente a cafeína, deixando as proteínas, açúcares e compostos aromáticos intocados. O CO2, carregado de cafeína é depois direcionado para uma câmara de despressurização onde retorna ao estado gasoso, precipitando a cafeína pura e permitindo a recirculação do gás no sistema.

Como é que este processo afeta o grão?

A descafeinização acaba por provocar alterações inevitáveis a nível químico e no comportamento térmico e mecânico durante o processo de torra. As paredes celulares do grão tornam-se porosas e menos densas, a coloração é de uma tonalidade de castanha-escura ou um esverdeado-morto, consequência das reações de hidrólise dos açúcares e da oxidação de lípidos da superfície.

Com uma maior porosidade do grão, o calor é absorvido muito mais rapidamente. As reações de Maillard e a caramelização ocorrem a temperaturas mais baixas e com maior velocidade.

O perfil de torra necessita ser específico, com uma taxa de transferência de calor Rate of Rise mais suave no início e uma temperatura final de descarga mais baixa. Caso contrário, corre-se o risco de queimar a superfície do grão antes que o núcleo desenvolva a complexidade sensorial necessária.

Conclusão

A descafeinização do café não deve ser encarada como uma degradação do produto, mas sim como uma aplicação rigorosa da cinética de transferência de massa e do equilíbrio químico.

Seja através do gradiente osmótico do processo a água, da seletividade dipolar dos solventes orgânicos ou da eficiência termodinâmica do dióxido de carbono supercrítico, a ciência permite isolar e remover uma única molécula entre milhares. Compreender estes mecanismos é essencial para ajustar as variáveis de torrefação e extrair o máximo potencial sensorial que o grão descafeinado preserva.

Bibliografia

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Leandro Guilherme, A Flor da Selva, agosto 2026