Quattro procedure, un obiettivo: la caffeina deve uscire dal chicco, tutto il resto deve rimanere dentro. Il successo di questo processo determina il gusto, il prezzo e se alla fine nel caffè rimangono tracce misurabili di solvente. Abbiamo parlato con il decaffeinizzatore CR3 a Brema, consultato brevetti e limiti normativi e così scoperto un errore che si trova in quasi ogni articolo sull'argomento.
La decaffeinizzazione avviene sempre sul caffè crudo, mai su quello tostato. Quattro solventi sono in uso: diclorometano, acetato di etile, acqua e CO₂. La differenza tra loro risiede nella selettività, non nel nome di marketing. E decaffeinizzato non significa privo di caffeina: un espresso decaffeinizzato contiene 3-15,8 milligrammi di caffeina.
Cosa hanno in comune tutte le procedure nella produzione
La decaffeinizzazione avviene sempre sul caffè crudo, il chicco verde prima della tostatura. Non esiste una procedura industriale che decaffeinizzi il caffè tostato.
Meike Holtmann lavora presso ANKA, la filiale di ricerca e innovazione di CR3, proprio su questi processi. Descrive quattro fasi che sono uguali per tutti i metodi:
La differenza tra le procedure risiede nel secondo passaggio, e lì in tre variabili: temperatura, pressione e tempo. Holtmann lo chiama "la modalità di conduzione dell'intero processo".
Selettività significa: quanto miratamente un solvente va verso la caffeina e lascia tutto il resto da parte. Un solvente poco selettivo estrae anche grassi, acidi e aromi. Questa è la vera ragione per cui alcuni decaf hanno un sapore piatto.
Diclorometano: nove ore e il miglior rapporto qualità-prezzo
Il diclorometano, abbreviato DCM o cloruro di metilene, è il metodo più diffuso al mondo. Il motivo è semplice: funziona meglio di qualsiasi altro. Holtmann definisce il DCM "il solvente di estrazione più efficiente per la caffeina".
Pressione, temperatura e valore target secondo il brevetto originale di Procter & Gamble del 1971. Lì i chicchi vengono pre-inumiditi al 41-50 percento in peso d'acqua, il rapporto solvente-chicchi è 3:1 a 5:1.
Un tempo di processo breve significa basso consumo energetico, e questo si riflette direttamente sul prezzo. Holtmann: "Il rapporto qualità-prezzo è giusto."
Quello che sorprende molti: il DCM non è il più aggressivo, bensì un mezzo piuttosto delicato.
"È relativamente selettivo anche per la caffeina. Non escono fuori tanti co-estratti."
Se si parte da una buona qualità di caffè crudo, si mantiene molto aroma. Ma almeno finora non abbiamo provato nessun caffè specialty dal processo DCM. Probabilmente dipende dal fatto che è un processo chimico e l'accettazione del mercato è limitata.
Nel metodo DCM indiretto il solvente non tocca mai il chicco. Il caffè viene immerso in acqua calda, la caffeina passa nell'acqua, e solo quest'acqua viene trattata con DCM. Dopodiché gli aromi tornano al chicco insieme all'acqua. Per temperature e tempi di questa variante non abbiamo trovato dati confermati.
Quant diclorometano rimane nel caffè? 34 prodotti testati
Un gruppo di lavoro nel 2024 ha misurato 34 caffè tostati decaffeinizzati commerciali dal commercio UE, tramite headspace-GC-MS. I risultati:
| Parametro di misura | Valore |
|---|---|
| Intervallo nel caffè tostato | 5,7–816,6 µg/kg |
| Media | 127 µg/kg (0,127 mg/kg) |
| Mediana | 59,5 µg/kg (0,060 mg/kg) |
| Limite massimo legale UE | 2 mg/kg (2.000 µg/kg) |
| Limite massimo legale USA | 10 mg/kg (10 ppm) |
| Passaggio nella bevanda, caffè filtrato | Mediana 26,8 percento |
| Passaggio nella bevanda, French Press | Mediana 43,1 percento |
Fabian, Süße-Herrmann, McGaffin & Hielscher (2024), Proceedings 109(1), 33. Limiti: Direttiva UE 2009/32/EG Allegato Parte II, 21 CFR 173.255.
Tre cose sono certe. Primo: il DCM è rilevabile nel caffè finito, l'affermazione "dopo la tostatura non c'è più niente" è troppo generica. Secondo: il valore singolo più alto misurato è intorno al 41 percento del limite, la mediana al circa 3 percento. Terzo: un quarto a poco più di due quinti del residuo finisce nella tazza, e la French Press trasferisce significativamente più del filtro di carta.
Holtmann dice dei residui: "I massimi consentiti per legge sono superati di un centinaio di volte." La mediana dello studio è intorno a un fattore di 34, la media intorno a 16. L'ordine di grandezza corrisponde, ma i singoli valori mostrano notevole variabilità.
Caffeina pura presso Descamex, Córdoba, Messico
Perché il tema è di attualità, ancora una volta
L'Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC) classifica il diclorometano dal 2017 nel Gruppo 2A, cioè come "probabilmente cancerogeno per l'uomo". Negli USA dal novembre 2023 è in corso una richiesta di varie organizzazioni ambientali e sanitarie per eliminare il cloruro di metilene dall'autorizzazione per i prodotti alimentari. La FDA ha riaperto il periodo dei commenti il 28 maggio 2026 e lo ha chiuso il 29 giugno 2026, ma una decisione non è ancora stata presa. Nell'UE non abbiamo trovato un'iniziativa comparabile.
Acetato di etile, il metodo della canna da zucchero
L'acetato di etile è conosciuto con due nomi. Quello tecnico è acetato di etile, quello più affascinante è Sugarcane Process. Entrambi indicano la stessa molecola.
"A livello industriale viene usato in forma sintetica. Ma è presente anche in tracce nella canna da zucchero, nella barbabietola da zucchero o anche naturalmente nella frutta e può anche essere prodotto da componenti naturali. Ecco perché porta il nome di Sugarcane Processing."
Tecnicamente l'acetato di etile si comporta in modo simile al DCM, con una differenza: "Non è altrettanto selettivo per la caffeina quanto il diclorometano. Quindi i tempi di processo sono leggermente più lunghi." Presso Descafecol a Manizales, l'impianto di decaffeinizzazione in Colombia, i cicli di solvente secondo il diagramma di processo funzionano per circa otto ore, dopo un mezzo'ora di vaporizzazione.
Cicli e tempo di vaporizzazione secondo il diagramma di processo di Descafecol, Manizales. La specifica di residuo di 20 ppm è un'indicazione volontaria di Descafecol, Cafe Imports nel suo diagramma di processo indica max 10 ppm.
La situazione legale è la vera differenza. A differenza del diclorometano, per l'acetato di etile non esiste un limite massimo numerico dell'UE. È elencato nella Parte I dell'Allegato della Direttiva 2009/32/EG, cioè tra i solventi consentiti secondo le buone pratiche di fabbricazione per tutti gli usi.
La serie di numeri più interessante su questo metodo proviene da una revisione del 1999 e mostra cosa costa la decaffeinizzazione:
| Condizione | Durata | Caffeina rimossa | Perdita di solidi solubili |
|---|---|---|---|
| Temperatura ambiente, 27 gradi | 8 h | 37–39 % | 9–10 % |
| Temperatura ambiente, 27 gradi | 14 h | 42–44 % | 14–15 % |
| con circolazione di acqua calda | 8 h | 62–64 % | 34–36 % |
| con circolazione di acqua calda | 16 h | 78–80 % | 40–42 % |
Ramalakshmi & Raghavan (1999), Critical Reviews in Food Science and Nutrition 39(5), Tabella 5. Condizioni di laboratorio, non parametri industriali.
I metodi ad acqua: perché l'acqua sola non funziona
L'idea più ovvia è anche la più sbagliata. Se si mettono i chicchi di caffè in acqua calda, la caffeina si dissolve, ma così anche tutto il resto. Si ottiene una tazza di caffè e un chicco senza sapore.
I metodi ad acqua risolvono il problema con un trucco. Holtmann: "Il chicco di caffè viene estratto con acqua calda oppure con un estratto caldo di caffè verde privo di caffeina." Questo estratto è saturo di tutti i componenti solubili del caffè, solo senza caffeina. Dal chicco quindi può essenzialmente uscire solo la caffeina, tutto il resto rimane dentro perché la soluzione per quello è già satura.
L'estratto carico di caffeina passa quindi su filtri adsorbenti. "Da questi filtri adsorbenti esce un estratto privo di caffeina, ma ricco di aromi." Il ciclo ricomincia dall'inizio.
"Abbiamo scoperto che i filtri che usiamo hanno anche una minore affinità verso i co-estratti, il che ha un effetto molto positivo sull'aroma del caffè decaffeinizzato, perché abbiamo meno perdite."
Due fornitori portano i metodi ad acqua nel nome. Swiss Water a Delta, British Columbia, lavora con estratto di caffè verde e filtri a carbone. Descamex a Córdoba, Veracruz, chiama il suo metodo Mountain Water Process.
Valori da un brevetto del 1980 sul metodo ad acqua con adsorbimento. Swiss Water e Descamex non pubblicano dati di processo propri.
"99,9% privo di caffeina", ma va bene così
Né Swiss Water né Descamex pubblicano temperature, pressioni, tempi di processo o un grado di decaffeinizzazione. L'affermazione diffusa "99,9 percento privo di caffeina" per il processo Swiss Water non si poteva far risalire a nessuna fonte primaria, proviene da un materiale didattico che stesso rimanda a un blog. Quindi non la riportiamo come fatto.
Il caffè con cui è tutto iniziato da noi viene da un tale metodo. Il nostro Sueño dal Messico viene decaffeinizzato con acqua presso Descamex, il caffè proviene da Rancho San Felipe.
CO₂ supercritico: da 31 gradi e 73,8 bar
L'anidride carbonica si conosce come gas e come ghiaccio secco. Sopra circa 31 gradi e 73,8 bar diventa qualcosa di terzo: supercritico. Ha allora la densità di un liquido e il comportamento di diffusione di un gas, e in questo stato dissolve la caffeina.
L'ha inventato Kurt Zosel a Oberhausen, il brevetto è stato depositato il 5 febbraio 1970. Specifica 40-80 gradi, 120-180 atmosfere, un contenuto di umidità dei chicchi del 15-30 percento, 5-15 ore di decaffeinizzazione e una caffeina residua inferiore allo 0,01 percento. Il nucleo del brevetto è una finezza: è solo l'umidità a fare della CO₂ supercritica un mezzo che cattura la caffeina.
Su scala industriale odierna i valori sono più alti. Holtmann nomina "pressioni estremamente elevate, 250-300 bar, e alte temperature da 60-80 gradi". Uno studio di valutazione ambientale del 2017 documenta un impianto con 250 bar e 90 gradi, cinque ore di vaporizzazione, poi 11,5 ore di estrazione per l'Arabica e 22 ore per la Robusta, con estrazione del 97 percento della caffeina.
A livello mondiale, secondo la Max-Planck-Gesellschaft, il metodo supercritico elabora circa 100.000 tonnellate di caffè crudo all'anno. Sono circa l'uno percento del raccolto globale.
CO₂ subcritica: liquida a 70 bar, sette giorni di tempo di processo
Se si abbassano la pressione e la temperatura sotto il punto critico, si ottiene CO₂ liquida. È più lenta e più costosa, e proprio per questo interessante, soprattutto dal punto di vista sensorico.
CR3 chiama questo metodo Carbonic Natural. Holtmann lo descrive così: "La CO₂ è in uno stato liquido e fluisce attraverso i chicchi pretrattati ed è incredibilmente selettiva." Dopo l'estrazione si riduce la pressione, cala da 70 bar alla pressione ambientale, e la caffeina precipita dalla CO₂. Viene assorbita in un flusso d'acqua, la CO₂ torna al prossimo lotto priva di caffeina.
Pressione, temperatura e caffeina residua secondo una visita al cantiere documentata di Belco. Lì il 97-99 percento della caffeina esce nella fase liquida di CO₂.
Sebastian Gabriel, Marketing e Sales presso CR3, ce l'ha spiegato una volta così: la CO₂ è "un solvente pigro".
Due punti che contano nella pratica quotidiana. La CO₂ proviene da carbonico naturale, il metodo è quindi certificabile biologicamente. E: il nostro Apas Decaf dal Brasile è decaffeinizzato così, il Dipilto Decaf dal Nicaragua anche.
Il metodo dei trigliceridi: molte affermazioni, poche prove
In molti articoli c'è un quinto metodo: i chicchi si immergono in olio di caffè caldo, i trigliceridi nell'olio estraggono la caffeina.
Non abbiamo trovato nessuna fonte primaria per questo. Nessun brevetto, nessuno studio sottoposto a revisione paritaria, nessuna dichiarazione del produttore nomina temperatura, durata, rapporto olio-chicchi o grado di decaffeinizzazione. Abbiamo controllato ed escluso tre brevetti rilevanti, che in letteratura sono regolarmente citati per questo e che in realtà descrivono altri metodi.
I quattro metodi in confronto diretto
La CO₂ appare due volte nella tabella, perché funziona in due modalità. Il solvente rimane lo stesso.
| Metodo | Solvente di estrazione | Durata | Pressione / Temperatura | Selettività | Costi |
|---|---|---|---|---|---|
| Diclorometano (DCM) | Diclorometano | ca. 9 h | 2–14 bar / 60–99 °C | alta | bassa |
| Acetato di etile (Sugarcane) | Acetato di etile | ca. 8 h cicli | non pubblicato | media | bassa a media |
| Acqua (Swiss Water, Mountain Water) | Estratto di caffè verde più filtro adsorbente | non pubblicato | 50–100 °C (Brevetto 1980) | alta, dipendente dal filtro | alta |
| CO₂, supercritica | CO₂ supercritica | 11,5–22 h | 250–300 bar / 60–90 °C | alta | alta |
| CO₂, subcritica (Carbonic Natural) | CO₂ liquida | 6–7 giorni | 70–80 bar / 23 °C | molto alta | alta |
"Non pubblicato" significa: il valore non è stato pubblicato da nessun produttore e in nessuna fonte primaria.
Cosa significa legalmente "decaffeinizzato", e perché "limite UE 0,1 percento" è sbagliato
La precisione è cruciale: frasi come "nell'UE il caffè decaffeinizzato può contenere fino allo 0,1 percento di caffeina" si trovano in ogni seconda pagina sull'argomento. Così non sono corrette.
L'UE regola con la Direttiva 1999/4/EG esclusivamente estratti di caffè, cioè caffè solubile. Lì il limite è dello 0,3 percento di caffeina anidro sulla base della sostanza secca. Per il caffè tostato non abbiamo trovato un valore numerico UE armonizzato.
Lo 0,1 percento viene dalla legge nazionale:
| Area giuridica | Caffè tostato | Caffè solubile | Base normativa |
|---|---|---|---|
| Germania | max. 1 g caffeina per kg caffè sostanza secca, cioè 0,1 % | max. 3 g/kg, cioè 0,3 % | Ordinanza sul caffè, § 2 par. 3 |
| Svizzera | max. 0,1 percento in massa, sulla base della sostanza secca | max. 0,3 percento in massa | Ordinanza dell'EDI sulle bevande |
| UE | nessun valore armonizzato trovato | 0,3 % | Direttiva 1999/4/EG |
Praticamente questo non cambia nulla per te come bevitore: in Germania e in Svizzera vale lo stesso valore dello 0,1 percento.
Cosa finisce alla fine nella tazza
Il limite non dice nulla su quanta caffeina bevi veramente. Per questo servono misurazioni sulla bevanda.
Lo studio di riferimento è del 2006. Dieci decaf di caffè filtrato da nove catene e caffetterie locali si situavano tra 8,6 e 13,9 mg di caffeina per 473 ml. L'espresso decaffeinizzato arrivava a 3-15,8 mg per shot.
Al punto di partenza: il caffè crudo contiene a seconda della varietà circa l'uno percento di caffeina per l'Arabica e circa il due percento per la Canephora. Un'indagine del 2020 nomina come intervalli 0,8-1,4 percento per l'Arabica e 1,7-4,0 percento per la Robusta. La tostatura cambia poco, perché la caffeina è termostabile.
Cosa fa questa caffeina residua nel corpo è una questione a parte. Quanto a lungo agisce la caffeina, come velocemente viene metabolizzata e da quando disturba il sonno, l'abbiamo scritto separatamente.
Brema come capitale della caffeina
"La decaffeinizzazione è stata inventata a Brema. Molta gente non lo sa. E si può dire che Brema è ancora oggi la capitale mondiale della decaffeinizzazione."
Entrambi sono veri, con una precisazione. Il brevetto "Preparation of coffee" è stato depositato il 4 maggio 1906 e rilasciato l'1 settembre 1908. Vi figurano tre nomi: Johann Friedrich Meyer jr., Ludwig Roselius e Karl Heinrich Wimmer. Roselius è quasi sempre riportato come unico inventore, ma non lo è.
E il solvente era davvero benzolo, testualmente nel brevetto: "We have found that benzene (also called benzol) is eminently suitable for this purpose." Kaffee HAG è stato fondato nello stesso anno, 1906. L'aneddoto diffuso secondo cui una partita di caffè naufragata con acqua di mare avrebbe ispirato Roselius suona avventurosa, ma forse un po' troppo. Finora non ho trovato una fonte affidabile.
Per la capitale mondiale: a Brema la Coffein Compagnie secondo le sue affermazioni elabora circa 120.000 tonnellate di caffè crudo all'anno in cinque impianti e si definisce leader mondiale. Inoltre CR3 ha sede anche a Brema. Una classifica globale indipendente delle capacità non esiste, perché Descamex, Descafecol, Demus e Swiss Water non pubblicano le loro capacità.
Quale metodo fa il miglior caffè?
Stacey Linden di Swiss Water me l'ha detto così in una conversazione per l'articolo principale:
Il processo di decaffeinizzazione lascia un'impronta sensorica, più o meno a seconda del metodo. Troviamo interessante la domanda se questo cambiamento sensoriale è un difetto, o può aggiungere una nuova qualità.
I metodi veloci ed economici come il DCM lasciano secondo la nostra comprensione un carattere simile alla soia. I metodi ad acqua possono lasciare un gusto di malto nei caffè più piatti. L'acetato di etile può aumentare l'acidità, mentre il metodo CO₂ subcritico può opacizzare il caffè un po'.
Se lo sai come importatore o torrefattore, allora cerchi il caffè crudo giusto per il metodo giusto, e così può nascere un nuovo prodotto sensoricamente interessante.
Decaffeinizzazione come miglioramento qualitativo di cattivo caffè crudo?
Abbiamo chiesto a Meike Holtmann se è vero che prima soprattutto qualità scadenti venivano decaffeinizzate. La sua risposta: "Non lo percepisco così in questi giorni qui sul nostro campus aziendale. Una grande parte dei caffè che vendiamo qui come materia prima hanno una buona, in parte anche molto buona qualità sensorica." Le qualità basse, in azienda chiamate affettuosamente "caffè per uccelli o caffè per muesli", si vedono estremamente di rado.
Interessante è la sua osservazione sull'effetto: "Nelle qualità sporche a volte lo percepisci davvero come un miglioramento del caffè." Nelle buone qualità di meno. Il processo quindi leviga, il che aiuta il caffè crudo scadente e costa qualcosa a quello buono.
Chi vuole giudicare il decaf deve conoscere entrambi: la qualità del caffè crudo e il metodo applicato. Altre informazioni sul gusto, sull'invecchiamento più rapido e sulla domanda sul perché il decaf si estrae diversamente sono nell'articolo principale sul caffè decaffeinizzato.
Per ascoltare
Conclusione
Quattro metodi, e nessuno è pauscialmente il migliore. Diclorometano è veloce, economico e più selettivo della sua reputazione, ma lascia residui misurabili ed è sotto controllo normativo. Acetato di etile è altrettanto veloce, un po' meno selettivo e legalmente più permissivo. I metodi ad acqua evitano completamente i solventi, ma pubblicano scarsi dati di processo. CO₂ nella versione subcritica è il metodo più lento e costoso e secondo CR3 il più selettivo.
I nostri caffè decaffeinizzati li trovi nella collezione Decaf, sempre con indicazione del metodo.
Fonti
Conversazioni
Meike Holtmann, Ricerca e innovazione, ANKA (filiale di ricerca e innovazione di CR3), Brema.
Sebastian Gabriel, Marketing e Sales, CR3 Kaffeeveredelung, Brema.
Stacey Linden, Swiss Water, Delta, British Columbia.
Studi e revisioni
Fabian, Süße-Herrmann, McGaffin & Hielscher (2024): Residui di diclorometano in caffè tostato decaffeinizzato, Proceedings 109(1), 33.
Ramalakshmi & Raghavan (1999): Critical Reviews in Food Science and Nutrition 39(5), Tabella 5.
McCusker, Fuehrlein, Goldberger, Gold & Cone (2006): Caffeine Content of Decaffeinated Coffee, Journal of Analytical Toxicology 30(8), 611–613.
Gaibor, Morales & Carrillo (2020): Determination of Caffeine Content in Robusta Roasted Coffee (Coffea canephora) by RP-UHPLC-PDA, Asian Journal of Crop Science 12(2), 90–96.
De Marco, Riemma & Iannone (2017): Supercritical Carbon Dioxide Decaffeination Process, a Life Cycle Assessment Study, Chemical Engineering Transactions 57, 1699–1704.
Brevetti
Meyer jr., Roselius & Wimmer: "Preparation of coffee", depositato 4 maggio 1906, rilasciato 1 settembre 1908.
Zosel: Procedimento di decaffeinizzazione con CO₂ supercritico, depositato 5 febbraio 1970.
Procter & Gamble: Decaffeinizzazione con diclorometano, 1971.
Metodo ad acqua con adsorbimento, 1980.
Diritto
Ordinanza sul caffè, § 2 par. 3 (Germania).
Direttiva 2009/32/EG sui solventi di estrazione, Allegato Parte I e Parte II.
Direttiva 1999/4/EG su estratti di caffè.
Ordinanza dell'EDI sulle bevande (Svizzera).
Ordinanza sulle disposizioni tecniche relative ai prodotti alimentari, OTPA, Allegato 1 (Svizzera).
21 CFR 173.255 (USA).
Altre informazioni
Monografie IARC: Classificazione del diclorometano nel Gruppo 2A, 2017.
FDA, procedimento per la cancellazione del cloruro di metilene dall'autorizzazione alimentare, in corso dal novembre 2023.
Max-Planck-Gesellschaft, informazioni sul metodo CO₂ supercritico.
Diagrammi di processo Descafecol (Manizales) e Cafe Imports.
Visita documentata presso CR3 di Belco.
Coffein Compagnie, Brema, informazioni proprie sulla quantità elaborata.
