Estrazione caffeina dal caffè

Estrazione caffeina dal caffè

Estrazione di una sostanza naturale: la caffeina dal caffè

Basi teoriche: Il chicco di caffè verde contiene caffeina (1-2%), tannini, glucosio, grassi, proteine e cellulosa. La tostatura del caffè provoca una variazione di colore (bruno scuro), lo sviluppo dell'odore e dell'aroma caratteristici ed il distacco della caffeina dall'acido clorogenico a cui era legata nel seme verde. nonché una parziale sublimazione.

La separazione della caffeina si basa sulla diversa solubilità dei differenti costituenti del caffè. Le proteine, la cellulosa, i grassi e gli esteri glicerici degli acidi carbossilici a lunga catena non sono solubili in acqua; mentre la caffeina, i tannini, il glucosio e l'acido clorogenico sono solubili in acqua. I tannini a l'acido clorogenico, essendo sostanze acide, in seguito all'aggiunta del carbonato di calcio precipitano come sali di calcio. La caffeina e il glucosio rimangono quindi nella soluzione acquosa e la caffeina viene estratta dalla soluzione acquosa con cloruro di metilene, in cui il glucosio non è solubile.

Struttura: La caffeina (C8H10N4O2) è uno degli alcaloidi del gruppo della purina ed è contenuta principalmente nei semi di caffè (1-2%), nelle foglie di tè secche, nel caffè tostato (0.9%), nelle noci di cola e nei semi di cacao.  Cristallizza dall'acqua in sottili aghetti bianchi, privi di odore e presenta un punto di fusione intorno ai 234-237°C. È poco solubile in acqua fredda, mentre è molto solubile in acqua calda e cloroformio. A dosi terapeutiche la caffeina esercita un effetto stimolante sul sistema nervoso centrale, eccita la funzione respiratoria, esplica l'azione diuretica e tende a migliorare il tono del cuore. A dosi eccessive può deprimere l'attività cerebrale ed eccitare il midollo spinale causando spasmi e convulsioni. Se ingerita può provocare mal di testa, ansietà, vomito e diarrea, mentre tra gli effetti sistematici bisogna ricordare l'ipotensione e la tachicardia.

Procedimento per punti:

1) In un pallone da 250mL si sospendono 17.0g di caffè macinato in 90mL di acqua e 4.5g di carbonato di calcio.  Si agita bene, si aggiungono alcuni granelli di carborundum e si scalda per 20minuti.

2) Terminato il riscaldamento, si lascia raffreddare la sospensione e si lascia riposare il tutto in modo da consentire la sedimentazione del solido sul fondo del pallone.

3) Si procede alla filtrazione sotto vuoto su Buchner e si lava sia il pallone che il filtrato con alcuni mL di acqua fredda. Alla soluzione così ottenuta si aggiungono 5 spatolate di NaCl e poi si mescola bene.

4) La soluzione salata viene trasferita in un imbuto separatore. L'estrazione della caffeina si effettua utilizzando 3 porzioni da 25mL di cloruro di metilene.