LA CHIMICA DEL CAFFE’ ‚ėēūüßČ

Il caff√® √® la bevanda preferita in tutto il mondo. Diciamo la verit√†, l’odore del caff√® al mattino √® un piccolo rituale di felicit√†. Il caff√®, almeno per me, citando e modificando un celebre aforisma, √® un apostrofo rosa tra le parole buona mattinata! Ormai siamo catapultati in ritmi di vita molto frenetici, ma almeno assaporare un buon caff√® √® quell’evento raro in cui possiamo sperimentare la relativit√† di Einstein. Il tempo sembra fermarsi e la mattina inizia con una verve particolare.

Come disse lo scrittore tedesco Heinrich Eduard Jacob: “La scoperta del caff√® fu, a suo modo, importante quanto l‚Äôinvenzione del telescopio o del microscopio. Il caff√® infatti ha inaspettatamente intensificato e modificato le capacit√† e la vivacit√† del cervello umano.”

Ma come mai il caff√® √® cos√¨ importante per cominciare in modo pi√Ļ attivo la nostra giornata, e ha il sapore del sogno, della luce, della possibilit√†?

Vediamo la chimica dietro ad una tazzina di caff√®. Ma prima di addentrarci nel piccolissimo mondo di atomi e molecole, conosciamo pi√Ļ da vicino questa straordinaria bevanda.

PRODUZIONE E CONSUMO DEL CAFFE’

Per molte culture il caffè è un vero e proprio rito, tradizioni e culture diverse possiedono un filo conduttore comune.

Rappresenta anche un’enorme fonte di reddito e ricchezza per molti paesi come quelli del Sud e Centro America che sono i maggiori produttori.

Diciamo che molti altri paesi producono il caff√®. Variet√† particolari e di ottima qualit√† provengono anche da zone come Etiopia, Kenya, India e anche in zone dell’ Asia come il Vietnam e l‚ÄôIndonesia sono ai primi posti fra i Paesi produttori.

Il caff√® √® una bevanda ottenuta dalla macinazione dei semi di alcune specie di piccoli alberi tropicali appartenenti al genere Coffea. La Coffea esiste in diverse specie, male pi√Ļ diffuse sono l‚ÄôArabica e la Robusta.

L‚Äô Arabica √® la pi√Ļ pregiata e rappresenta quasi il 75% della produzione mondiale di caff√®.

La variet√† Robusta, come dice il suo nome, resiste bene al clima caldo e ai parassiti.

Il Brasile √® il primo produttore al mondo di Arabica: 5 milioni gli addetti, 300.000 produttori, 5 miliardi di piante. Secondo le statistiche, inoltre, i maggiori produttori mondiali oltre al Brasile, sono il Vietnam, la Colombia e l’Indonesia.

La magia del caff√® comincia dal suo frutto, chiamato tecnicamente drupa. Un piccolo frutto di dimensioni pi√Ļ o meno simili a quelle di una ciliegia, di colore giallo o rosso e con una polpa dolciastra e zuccherina all‚Äôinterno. La maggior parte del frutto √® costituita dal nocciolo, che liberato dal pergamino (pellicola coriacea intorno), diventa il vero e proprio chicco di caff√®.

Dopo la lavorazione e essiccazione del caff√®, il passaggio successivo √® la tostatura. Durante la tostatura, dunque, il chicco di caff√® viene esposto ad una alta temperatura. Gi√† a partire dai 160¬įC, per esempio, si innestano le prime reazioni che provocano una interazione tra proteine e zuccheri, attivando i primi aromi. La conosciamo gi√† questa serie di reazioni. Ne parlai qualche articolo fa: la reazione di Maillard. Non avete ancora letta, correte subito allora a farlo, capirete perch√© √® una reazione fondamentale per lo sviluppo di aromi e sapori in determinati alimenti.

Il caffè è piacevole solo dopo la tostatura. La pirolisi produce gas che dilatano il chicco abbassandone la densità e rendendolo macinabile.

COMPOSIZIONE E CHIMICA DEL CAFFE’

Durante la torrefazione le proteine, i carboidrati e le fibre vengono degradati e sono dunque scarsamente presenti nella bevanda. I lipidi, invece, sono pi√Ļ stabili.

Eppure, la mattina, bere una tazzina di caff√® √® la cosa pi√Ļ semplice e rinvigorente possibile, eppure la chimica dietro al caff√® √® tutto tranne che semplice.

Ci sono pi√Ļ di 1.000¬†composti chimici¬†nel¬†caff√®. Da ricerche sulle tabelle nutrizionali reperibili sul sito della CREA, troviamo che il caff√® tostato possiede i seguenti valori nutrizionali:

Descrizione NutrienteValore per
100 g
Valore per Porzione 6 gOrigine Dato
Acqua (g)4.1 0.2A
Energia (kcal)287 17C
Energia (kJ)1201 71C
Proteine (g)10.4 0.6A
Lipidi (g)15.4 0.9A
Colesterolo (mg)0S
Carboidrati disponibili (g)28.5 1.7C
Alcool (g)0S

Ma la cosa sicuramente pi√Ļ interessante dal punto di vista nutrizionale, √® la presenza di numerosi composti chimici diversi.

Qual è la parola che spesso associamo quando parliamo del caffè? Già, se avete pensato alla caffeina avete indovinato. La caffeina, conosciuta con il nome chimico di 1,3,7-trimetilxantina, o secondo la nomenclatura ufficiale IUPAC 1,3,7-trimethylpurine-2,6-dione è un alcaloide naturale presente nelle piante di caffè, cacao, tè, cola, guaranà e mate e nelle bevande da esse ottenute.

Nell‚Äôarabica √® presente dal 1 al 2.5% del peso secco, mentre nella robusta pu√≤ arrivare fino al 4%. La modalit√† di preparazione della bevande influisce molto sul contenuto di caffeina:¬†50mg/35ml per l‚Äôespresso, 120mg/50ml per quello ottenuto dalla moka. Nel caff√® americano la concentrazione √® pi√Ļ bassa ma viene consumato in dosi maggiori.

Inoltre il caff√® lungo contiene pi√Ļ caffeina del caff√® ristretto. La caffeina √® uno stimolante ed √® grazie a lui che riusciamo a partire con la giusta carica! Infatti gli effetti della caffeina sul nostro cervello ormai sono noti e studiati da molto tempo. Se osservate bene la formula chimica, √® molto simile ad una molecola chiamata adenosina. la caffeina si lega al recettore dell’adenosina.¬†Tuttavia, la caffeina non rallenta l’attivit√† delle cellule come farebbe l’adenosina.¬†Di conseguenza, la cellula non pu√≤ pi√Ļ identificare l’adenosina perch√© la caffeina sta assorbendo tutti i recettori a cui l’adenosina si legherebbe normalmente. Invece di rallentare a causa dell’effetto dell’adenosina,le¬†cellule¬†nervose¬†accelerano.¬†

Inoltre la caffeina provoca anche il restringimento dei vasi sanguigni del cervello. Facilita il rilascio di adrenalina, le pupille si dilatano, i muscoli si irrigidiscono e ci sentiamo eccitati e attivi. Il suo compito non finisce qui, agisce anche sui recettori della dopamina e molto probabilmente √® questo il motivo perch√© al tuo corpo potrebbe piacere la caffeina a breve termine. Attenzione, perch√© la cosa da sottolineare √® che troppa caffeina pu√≤ avere effetti negativi sul corpo. L’emivita della caffeina √® circa di 6 ore, quindi significa che sarebbe meglio non bere caff√® dopo le 15:00. Il consumo di grosse quantit√† di caffeina generalmente pi√Ļ di 400¬†mg al giorno (l’equivalente di circa 5 tazze di caff√® espresso) porta ad una serie di effetti spiacevoli fisici e mentali come¬†nervosismo, irritabilit√†,¬†agitazione,¬†insonnia,¬†mal di testa¬†e palpitazioni cardiache.

La dose media letale (DL50) per via orale, √® di 192¬†mg/kg di peso nei topi. La DL50 di caffeina nell’uomo dipende dalla sensibilit√† individuale, ma √® stimata essere intorno ai 150‚Äď200¬†mg/kg di peso corporeo ovvero 80-100 tazzine per un adulto.¬†

Quindi difficilmente realizzabile uccidersi bevendo caffè!

Alcuni studi pongono l’attenzione sulle eventuali associazioni tra uso moderato di caff√® e protezione dalla gotta (abbassando i livelli di acido urico), dalla carie e dai calcoli biliari.¬†In particolare, ci sono numerosi studi che dimostrano come il caff√® fornisca una certa protezione contro il diabete di tipo 2.¬†¬†

Insomma come sempre la moderazione √® la ricetta corretta per un giusto stile di vita. Anche se la caffeina ha straordinarie qualit√†, poco conta sull’aroma del caff√®. Una molecola da annoverare √® l’acido clorogenico. Un polifenolo che si trova in particolare nel¬†caff√® verde, dove sembra esercitare un importante ruolo biologico all‚Äôinterno di una catena di processi ossidoriduttivi. Nonostante il nome possa ingannare, in quanto notate che non possiede nessun atomo di cloro, il nome si riferisce al colore verde chiaro prodotto quando questi acidi vengono ossidati.

Attualmente¬†non risultano claim autorizzati dall‚ÄôEfsa¬†(l’Autorit√† europea per la sicurezza alimentare) specifici per prodotti a base di acido clorogenico. Ovvero ancora non esistono prove scientifiche sufficiente che supportano le particolari qualit√† di questo composto chimico, come quella di mantenere il peso corporeo.

E invece gli aromi e odori che sprigiona una tazza calda di caffè da cosa dipendono?

Le molecole maggiormente presenti nel caff√® che contribuiscono al profumo, sono molecole volatili, ovvero che evaporano facilmente e raggiungono i nostri sensi. Diverse famiglie di composti contribuiscono in modo significativo all’aroma del caff√®.

Per esempio troviamo un paio di molecole chiamate acetaldeide e 2-metil-propanale, che vengono descritte in letteratura come responsabili dell’odore fruttato del caffè.

Oppure il 2-metilbutanale e il 3-metilbutanale sono invece caratteristiche delle note di cioccolato e malto.

Il¬†ő≤-damascenone¬†√® la sostanza che contribuisce maggiormente al profumo di¬†rosa e miele.

Il furaneolo, invece conferisce al caff√® l’aroma di caramello dolce.

Diversi composti contenenti zolfo sono importanti, incluso il 2-furfuriltiolo, conferiscono un aroma descritto come “caff√® tostato”.

La lista sarebbe veramente lunga. Diciamo solo che abbiamo una grandissima varietà di aromi.

Il caff√® rimane, comunque dopo l‚Äôacqua, la bevanda pi√Ļ consumata al mondo, un rito sociale che lega tutti e adesso conosciamo un poco meglio la chimica dietro ogni tazzina di caff√®.

Dott. Francesco Domenico Nucera


FONTI:

‘Phenolic Compounds in Coffee’¬†– A Farah & CM Donangelo, Brazilian Journal of Plant Physiology 2006.

Flament, 2002

Caporaso, Nicola & Genovese, Alessandro & Civitella, Alberto & Sacchi, Raffaele. (2015). Caffè espresso, moka, napoletano e americano. Parte 1. Influenza della tipologia di estrazione sulla composizione chimica e aromatica della bevanda.. Industrie delle Bevande. 257. 5-15.

A Nehlig, JL Daval e G Debry,¬†Caffeine and the central nervous system: mechanisms of action, biochemical, metabolic and psychostimulant effects, in¬†Brain Research Reviews, vol.¬†17, n.¬†2, 1992, pp.¬†139‚Äď70,¬†DOI:10.1016/0165-0173(92)90012-B,¬†PMID¬†1356551

EFSA

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