Extraccion de La Cafeina

Volumen IIIPFC 1

PROYECTO FINAL DE CARRERA

Determinacin analtica de la cafena en diferentes productos comercialesPFC presentado para optar al ttulo de Ingeniera Tcnica Industrial especialidad Qumica por Silvia Calle Aznar

Barcelona, 12 de Junio de 2011

Tutor proyecto: Eva Mara Carral MahaDepartamento de Qumica Industrial Universitat Politcnica de Catalunya (UPC)

NDICE DE ANEXO 7

ANEXO 7: PFC 1

ndice de ANEXO 7 ....................................................................................1 ANEXO 7: PFC 1 .................................................................................... 1 Captulo 1: Objetivo .............................................................................. 5 Captulo 2: Alcance ............................................................................... 7 Captulo 3: Resumen............................................................................. 9 Captulo 4: Introduccin ..................................................................... 11 Captulo 5: Bases xnticas .................................................................. 15 Captulo 6: Propiedades de la cafena ................................................. 17 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. Propiedades qumicas ................................................................. 17 Ruta metablica y vida media ...................................................... 19 Mecanismos de accin ................................................................ 22 Propiedades farmacolgicas de la cafena ...................................... 23

6.4.1. Efectos sobre el Sistema Nervioso Central ................................. 23 6.4.2. Efectos sobre el Sistema Cardiovascular ................................... 24 6.4.3. Efectos sobre en el Aparato digestivo ....................................... 25 6.4.4. Efectos sobre el Sistema Muscular ........................................... 25 6.4.5. Efectos sobre el Sistema respiratorio ........................................ 26 6.4.6. Efectos sobre el Aparato Excretor ............................................ 26 6.5. Efectos fisiolgicos beneficiosos de la cafena ................................. 27-1-

6.6.

Efectos fisiolgicos nocivos de la cafena ....................................... 28

Captulo 7: La cafena en productos comerciales ................................ 29 Captulo 8: caractersticas de los productos comerciales .................... 31 8.1. CAF........................................................................................ 31 8.1.1. Composicin ......................................................................... 31 8.1.2. Caractersticas ...................................................................... 34 8.1.3. Origen ................................................................................. 34 8.1.4. Botnica y el caf .................................................................. 35 8.1.5. Tipos de caf segn su Origen ................................................. 36 8.1.6. Propiedades fisiolgicas .......................................................... 36 8.2. T ........................................................................................... 37 8.2.1. Composicin ......................................................................... 37 8.2.2. Caractersticas ...................................................................... 38 8.2.3. Origen ................................................................................. 39 8.2.4. Botnica y el t ..................................................................... 40 8.2.5. Tipos de t ........................................................................... 40 8.2.6. Propiedades fisiolgicas .......................................................... 41 8.3. MATE ....................................................................................... 41 8.3.1. Composicin ......................................................................... 41 8.3.2. Caractersticas ...................................................................... 42 8.3.3. Origen ................................................................................. 43 8.3.4. Tipos de mate ....................................................................... 43 8.3.5. Propiedades fisiolgicas .......................................................... 44 8.4. CACAO ..................................................................................... 45 8.4.1. Composicin ......................................................................... 45 8.4.2. Caractersticas ...................................................................... 46 8.4.3. Botnica y el cacao ................................................................ 47 8.4.4. Origen ................................................................................. 47 8.4.5. Propiedades fisiolgicas .......................................................... 48 8.5. CHOCOLATE .............................................................................. 48 8.5.1. Composicin ......................................................................... 48 8.5.2. Caractersticas ...................................................................... 49 8.5.3. Origen ................................................................................. 51 8.5.4. Tipos de chocolate segn sus componentes ............................... 52 8.5.5. Propiedades fisiolgicas .......................................................... 53 8.6. GUARAN ................................................................................. 54-2-

8.6.1. Composicin ......................................................................... 54 8.6.2. Caractersticas ...................................................................... 54 8.6.3. Origen ................................................................................. 55 8.6.4. Propiedades fisiolgicas .......................................................... 56 8.7. BEBIDAS COLA .......................................................................... 57 8.7.1. Composicin ......................................................................... 57 8.7.2. Caractersticas ...................................................................... 57 8.7.3. Origen ................................................................................. 58 8.7.4. Propiedades fisiolgicas .......................................................... 59 8.8. BEBIDAS ENERGETICAS ............................................................. 59 8.8.1. Composicin ......................................................................... 59 8.8.2. Caractersticas ...................................................................... 60 8.8.3. Origen ................................................................................. 61 8.8.4. Propiedades fisiolgicas .......................................................... 61 Captulo 9: Separacin de la cafena ................................................... 63 9.1. 9.2. Aplicacin de la tcnica de extraccin a la separacin de la cafena ... 64 Extraccin ................................................................................ 66

9.2.1. Extraccin slido-lquido ......................................................... 66 9.2.2. Extraccin lquido-lquido ........................................................ 67 9.2.3. Disolventes para la extraccin ................................................. 68 9.2.4. Emulsiones ........................................................................... 69 9.3. 9.4. 9.5. Filtracin .................................................................................. 70 Evaporacin .............................................................................. 71 Cristalizacin de compuestos orgnicos ......................................... 72

9.5.1. Eleccin del disolvente ........................................................... 73 9.5.2. Recristalizacin de una sustancia usando una mezcla de disolventes 74 9.6. Desecantes ............................................................................... 75 9.6.1. Tipos de desecantes ............................................................... 75 Captulo 10: Mtodos analticos para la determinacin y caracterizacin de la cafena ....................................................................................... 79 10.1. Mtodos cromatogrficos ............................................................ 81 10.1.1. 10.1.2. 10.1.3. Cromatografa de lquidos de alta resolucin (HPLC) ................ 82 Cromatografa de gases (GC) ............................................... 85 Cromatografa en capa fina (TLC) ......................................... 87

10.2. Mtodos espectroscpicos ........................................................... 90

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10.2.1. 10.2.2. 10.2.3.

Espectroscopia UV-Vis ......................................................... 91 Espectroscopia IR ............................................................... 93 Espectroscopia de resonancia magntica nuclear (RMN) ........... 95

10.3. Electroforesis capilar .................................................................. 97 10.4. Potenciometra .......................................................................... 99 Captulo 11: BIBLIOGRAFA ............................................................. 105 11.1. Bibliografa de Consulta ............................................................ 105 ndice de anexo .................................................................................... 109 Anexo 1: Procedimientos Normalizados de trabajo (PNTs) ............. 111 ANEXO 2: FICHAS DE SEGURIDAD .................................................... 149 2.1. FISQ: Acetona ........................................................................... 151 2.2. FISQ: Cloroformo ....................................................................... 155 2.3. FISQ: Sulfato de sodio anhidro ..................................................... 159 2.4. FISQ: Carbonato de sodio ............................................................ 163 2.5. FISQ: ter de petrleo ................................................................ 169 ANEXO 3: Diagrama de Gannt ........................................................... 175 Anexos a la memoria

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Determinacin analtica de la cafena en diferentes productos comerciales

CAPTULO 1: OBJETIVO

El objetivo de este proyecto es el estudio de la cafena en diferentes compuestos comerciales, su separacin y determinacin cuantitativa. Se contemplan diferentes tcnicas de anlisis para poder determinar cuantitativamente el contenido de cafena en un producto y establecer una aplicacin ptima. La tcnica ms favorable se escoge realizando un estudio estadstico comparativo y considerando otros aspectos importantes como la fiabilidad y el coste econmico, as como tambin la capacidad y el instrumental del laboratorio.

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CAPTULO 2: ALCANCE

Este proyecto abarca en primer lugar un estudio terico de la cafena, especificando caractersticas tanto fsicas, como qumicas, farmacolgicas etc. A continuacin se realiza un importante trabajo bibliogrfico donde se recopilan las diferentes tcnicas analticas que nos permiten su determinacin tanto cualitativa como cuantitativa en determinados productos que la contienen. El segundo paso es elegir alguno de esos productos que contienen cafena y pasar a la parte experimental, aplicando esas tcnicas analticas pero para ello se realiza previamente una separacin de la cafena por el mtodo de extraccin. Los resultados de estos anlisis sern sometidos a un tratamiento estadstico que permitirn llegar a unas determinadas conclusiones. Las tcnicas analticas especificadas en este proyecto pueden ser aplicadas tambin a otros productos que contengan cafena, teniendo en cuenta, claro est, concentraciones y posibles interferencias. En nuestro caso y debido al tiempo de que disponamos para realizar el proyecto nos hemos centrado en tres productos aunque nos gustara poder ampliarlo a ms como por ejemplo bebidas de cola, etc.

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CAPTULO 3: RESUMEN

Este proyecto consta de dos partes, una terica en la que se especifican frmula, propiedades, productos que contienen cafena y cantidades aproximadas, mtodos analticos de separacin y de determinacin etc. Esta memoria contiene la informacin bsica de los productos como el caf, t, cacao, chocolate o bebidas carbonatadas; as como los procedimientos previos que se deben realizar a las tcnicas analticas como HPLC, espectrofotometra, potenciometra o fluorometra. Estos procedimientos previos son extraccin, filtracin, evaporacin, cristalizacin o la utilizacin de desecantes que nos permiten obtener la sustancia concentrada para poder proceder a los posteriores anlisis que permitirn la determinacin de la cafena. La segunda parte se trata de una puesta en prctica de dichos mtodos tanto de procesos de extraccin como de anlisis de la cafena en distintos productos determinando en cada caso la cantidad obtenida. Tambin en este proyecto se tienen en cuenta las normas de Calidad como Las Buenas Prcticas de Laboratorio (GMP) y aspectos medioambientales como la gestin de residuos.

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CAPTULO 4: INTRODUCCIN

La cafena es un polvo inodoro, incoloro y amargo. Friedrich Ferdinand Runge la aisl del caf en 1819 y del t en 1827, pero su estructura qumica no se describi hasta 1875 por E. Fischer. La cafena (1, 3, 7-trimetilxantina) y los otros alcaloides metilxantnicos, como la teobromina (3, 7- dimetilxantina) y la teofilina (1, 3-dimetilxantina), son derivados del grupo de las xantinas, que a su vez se derivan de las purinas. Tambin es conocida por el nombre tena, guaranna o matena. La cafena ha sido consumida durante siglos a pesar de los intentos repetidos de prohibir su uso por motivos morales, econmicos, mdicos o polticos. El descubrimiento del caf tuvo lugar en el siglo IX en Arabia. Se cultiv por primera vez en Etiopa, de la misma forma que el t en China y el cacao en Amrica del Sur. En el siglo XV se desarroll la tcnica de tostar y moler los granos de caf y el consumo de los productos con cafena se expandi rpidamente por todo el mundo. La cafena es una sustancia que se encuentra en ciertas plantas naturales y puede producirse sintticamente en laboratorio. Se localiza en cantidades variables en las semillas, las hojas y los frutos de algunas plantas, donde acta como un pesticida natural que paraliza y mata ciertos insectos que se alimentan de las plantas. Se encuentra en el caf, t, chocolate, yoco, cacao y, en bebidas de cola y energticas. Tambin se encuentran en bebidas que contienen guaran y a menudo como ingrediente en los suplementos de prdida de peso y energizantes, las bebidas deportivas, preparaciones herbales y analgsicos. El caf, t y los refrescos son las fuentes de cafena consumidas con mayor frecuencia. Las dosis presentes en los suplementos, las bebidas y las medicinas de venta sin receta no varan mucho. Los expertos recomiendan generalmente limitar la ingesta en torno a 300 mg al da. Seguidamente, se ofrece una tabla con el contenido de cafena de la mayora de los productos que la contienen, que se encuentra en internet y en diferente- 11 -

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bibliografa, as como en los informes de la FAO (ONU), de la OCU (Espaa), de la FAA (EEUU) y de la de EUFIC//FACU (Europa) y de los prospectos de los medicamentos (Tabla 1). La cafena es la sustancia psicoactiva ms ampliamente utilizada en el mundo, y su consumo para favorecer la alerta y aliviar el cansancio no produce dao en la mayora de las personas. Aunque ms dbil que otros estimulantes, la cafena comparte ciertos sntomas de la intoxicacin, tolerancia y abstinencia causados por esas sustancias en algunos individuos. La cafena es un estimulante del sistema nervioso central relativamente dbil. Tiene efecto diurtico y estimulante del miocardio. Relaja los msculos lisos, favorece la vasodilatacin, contrae las arterias cerebrales, aumenta la secrecin cida del estomago y potencia la contraccin del msculo esqueltico. Las dosis orales de 200 mg pueden elevar el humor, causar insomnio, aumentar la irritabilidad, inducir ansiedad y disminuir el cansancio. La ingesta crnica o intensa, de 500 mg o ms al da, causa intoxicacin que se manifiesta con nerviosismo, insomnio, hiperacidez gstrica, contracciones musculares, confusin, taquicardia o arritmia cardaca y agitacin psicomotriz. La ingesta de una dosis letal es extremadamente rara, pero puede ocurrir con frmacos que contienen cafena o con la infesta oral de 10 g. Se ha descrito dependencia fsica y psicolgica con el consumo crnico de ms de 500 mg/da. Sin embargo, la dependencia puede ocurrir en algunos individuos con dosis menores. Los sntomas de abstinencia comunicados con mayor frecuencia incluyen cefalea, irritabilidad, somnolencia y cansancio, que aparecen entre 12-24 horas despus de suspender la ingesta.

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Determinacin analtica de la cafena en diferentes productos comerciales Tabla 1. Contenido de cafena en diferentes productos Rango de cafena (mg) 41-83 27-72 0,4-7 5-1 10-46 8-17 2-11 5-30 4-21 0,1-0,5 10-16 17-118 16-34 1-38 1-49 1-7 3-7 2-7 Promedio de cafena (mg) 60 50 2,4 3 25 12 6 18 12 0,2 12 68 ~0 24 20 34 3 4 ~0 4 ~0 10 0,1-12 2,5-5 9-12 8 4 1,5 25 102

Volumen/peso Caf Tostado Instantneo Tostado descafeinado Instantneo descafeinado T Negro Verde Blanco Rojo T helado Productos de Chocolate Grano de cacao Cacao en polvo Chocolate negro Chocolate blanco Chocolate amargo Chocolate con leche Chocolate a la taza Leche con chocolate Bebidas de cola Colas Colas descafeinadas Cola light Colas light descafeinadas Bebidas energticas 330 ml Guaran Bebidas con guaran Pasta de guaran Mate 100 ml Postres congelados 100 ml Medicamentos Sin Receta 1 dosis- 13 -

100 ml 100 ml 100 ml 100 ml 100 ml 100 ml 100 ml 100 ml 100 ml 100 g 10 g 100 g 100 g 100 g 100 g 100 ml 100 ml 330 ml 330 ml 330 ml 330 ml

330 ml 100 g

0,2 - 2 21-35 36-200


CAPTULO 5: BASES XNTICAS

Las bases xnticas o pricas son alcaloides derivados de la purina. Concretamente, provienen del anillo de la purina que se forma a travs de la condensacin de una pirimidina con un imidazol. Poseen una estructura cristalina y su frmula molecular es C3H4N2. Las ms importantes son las metilxantinas: cafena, teofilina y teobromina, conocidas respectivamente como 1,3,7trimetilxantina, 1,3-dimetilxantina y 3,7-dimetilxantina. Las metilxantinas actan como estimulante del Sistema Nervioso Central, facilitando la memorizacin, la asociacin de ideas y la percepcin de los sentidos. El consumo de dosis elevadas produce excitacin, ansiedad e insomnio, temblor, hiperestesia (aumento exagerado de la sensibilidad en general), hiporreflexia (diminucin de los reflejos), alteraciones manacas y convulsiones. Tambin, pueden dar lugar a la aparicin de dependencia: dolor de cabeza, irritabilidad y somnolencia patolgica. Las metilxantinas presentan una accin diurtica debida a un aumento de la filtracin glomerular y una disminucin de la reabsorcin tubular. Al mismo tiempo, tienen actividad digestiva ya que aumentan las secreciones gastrointestinales y ejercen accin procintica gastrointestinal, y movimiento lipoltico, activando la liplisis y el desplazamiento de grasas. Estos alcaloides ejercen un efecto estimulante sobre el sistema nervioso central, cuyo mecanismo de accin parece estar relacionado con la inhibicin de las fosfodiesterasas del AMPc y en menor medida del GMPc, incrementando por ello las concentraciones de estos importantes mediadores celulares. Adems, funcionan como estimulante cardiaco ya que tienen efectos cronotrpicos e inotrpicos positivos. Asimismo, las bases xnticas producen vasoconstriccin en el lecho vascular cerebral y, especialmente la teofilina, ejercen una relajacin del msculo liso bronquial. El efecto estimulante de la corteza cerebral aumenta tambin la autoestima y disminuye los estadios depresivos.- 15 -

Silvia Calle Aznar Tabla 2. Diferencias y caractersticas de las metilxantinas Nombre comn Nombre y estructura Propiedades fsicas Aplicaciones

1,3,7trimetilxantina 1,3,7-trimetil2,6-dioxopurina Cafena

Cristaliza en forma de prismas hexagonales Funde a 237C Sublima a 176C pH de 6,9 en disolucin acuosa al 1% Soluble en alcohol, agua, acetona y cloroformo

En farmacia se emplea en la fabricacin de analgsicos como excitante del sistema nervioso. En veterinaria se usa como estimulante cardiaco y respiratorio, tambin como agente esterilizador contra plagas. En industria alimentaria se utiliza en la fabricacin de bebidas de cola y energticas como aromatizante.

1,3dimetilxantina 1,7-dimetil-2,6dioxopurina Teofilina

Cristaliza en el sistema monocclico Sublima a 270-274 C Soluble en cloroformo agua y en menor medida en alcohol

En farmacia se emplea en la fabricacin de medicamentos. De uso indicado en el tratamiento sintomtico del asma. Contraindicado en enfermos con hipersensibilidad a las xantinas.

3,7dimetilxantina

Cristaliza como agujas en el sistema 3,7-dimetil -2,6- monocclico dioxopurina Funde a 357C Teobromina Sublima a 290-295 C Soluble en alcohol y agua Insoluble en benceno, ter, cloroformo y tetracloruro de carbono

Tiene efectos diurticos, as como estimulante cardiaco y vaso dilatador, y relajante muscular. Responsable de los efectos aditivos del chocolate

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CAPTULO 6: PROPIEDADES DE LA CAFENA

6.1. Propiedades qumicasLa cafena es un alcaloide del grupo de las xantinas, concretamente pertenece a la familia de las metilxantinas, que tambin incluye los compuestos teofilina y teobromina, con estructura qumica similar y con equivalentes efectos en el organismo. Su frmula qumica es C8H10N4O2, con una masa molecular de 194,19 g/mol. Es una molcula qumica aquiral, y por lo tanto, no tiene enantimeros ni tiene estereoismeros. Presenta la siguiente frmula molecular:

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Figura 1. Estructura molecular de la cafena

Su nombre sistemtico es 1,3,7-trimetilxantina, 1,3,7-trimetil-2,6-dioxopurina o 3,7-dihidro-1,3,7-trimetil-1H-purina-2,6-diona. Tambin es conocida como trimetilxantina, tena, matena, guaranna, metilteobromina o metilteofilina, ya que se obtiene por extraccin de materiales vegetales como el caf, t, guaran, chocolate, yerba mate o la nuez de cola. En estado puro es un slido cristalino blanco inodoro en forma de agujas blancas o polvo, con un gusto muy amargo, que tiene una densidad de 1,23 g/ml, un punto de fusin de 237 C y es eflorescente en contacto con aire. A presin atmosfrica sublima a 176 C, sin descomposicin. Tambin, puede cristalizar en forma de prismas hexagonales. Esta sustancia es soluble en agua y es funcin directa de la temperatura. A 25 C se disuelven 22 mg de cafena en 1 ml de agua, mientras que a 80 C se diluyen 180 mg/ml y a 100 C lo hacen 670 mg/ml. Es muy soluble en agua hirviendo en la que cristaliza como monohidrato, ya que va perdiendo progresivamente la molcula de agua, hasta que lo hace totalmente a los 100 C. Sin embargo tiene ms afinidad por algunos disolventes orgnicos, como el cloroformo (CHCl3) y el diclorometano (CH2Cl2), que a su vez son casi inmiscibles en agua. La cafena puede formar combinaciones estables con sales alcalinas de cidos dbiles, como el benzoato y silicato de sodio, pero su reaccin con cidos da lugar a compuestos muy inestables. Se descompone fcilmente por la accin de lcalis calientes y por cloro.

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6.2. Ruta metablica y vida mediaCasi el 100% de la cafena ingerida, es rpidamente absorbida a partir del tracto gastrointestinal, aumentando su concentracin en el plasma sanguneo a un nivel mximo (Mx.) en unos 30-45 minutos. Una vez integrada en el torrente circulatorio, la cafena se introduce rpidamente en todos los tejidos corporales. Para su excrecin, dada su gran capacidad de permear las membranas, la cafena debe transformarse en sus metabolitos. El periodo de semieliminacin de la cafena (el tiempo requerido para que el cuerpo elimine la mitad de la presente en el plasma sanguneo, es decir, la vida media) oscila entre horas y das, dependiendo de la edad, el sexo, la mediacin y las condiciones de salud. Los recin nacidos carecen de los enzimas precisos para metabolizar la cafena; en ellos, el tiempo de semieliminacin es de 3-4 das. En los fumadores es ms breve (3 horas) que en los no fumadores (3-7 horas). En las mujeres gestantes es de 18 horas y en los pacientes con insuficiencia heptica (deterioro severo de la funcin heptica; del hgado) es tambin ms prolongado que en los que no tienen trastornos de esta naturaleza. La cafena puede sufrir las siguientes transformaciones metablicas:1. Desmetilacin

inicial para dar origen a dimetilxantinas como teofilina, teobromina y paraxantina (1,7-dimetilxantina).

2. Oxidacin en C, para generar el cido 1,3,7-trimetilrico. 3. Hidratacin y ruptura del anillo, en C8 y N9, para dar dimetiluracilo.

Las dimetilxantinas sufren luego una nueva desmetilacin y se metabolizan a travs de reacciones similares a 2 y 3.

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Figura 2. Transformaciones metablicas de la cafena

La cafena presenta una cintica de eliminacin de tipo Michaelis-Menten, resultando en una farmacocintica no lineal a dosis altas por saturacin enzimtica. El isoenzima del citocromo P-450 (CYP) heptico, subfamilia 1A, gen 2 (abreviado CYP1A2) metaboliza por desmetilacin la mayor parte de cafena (95%), transformndola en:

Paraxantina (84%): Incrementa la liplisis induciendo el incremento de niveles de glicerol y cidos grasos libres en el plasma sanguneo. Teobromina (12%): Dilata lo vasos sanguneos e incrementa el volumen de orina. La teobromina es tambin el principal alcaloide en el cacao.

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Teofilina (4%): Relaja el msculo liso de los bronquios y es as utilizada para el tratamiento del asma. La dosis teraputica de teofilina es sin embargo de un mltiplo mayor al obtenido por el metabolismo de la cafena.

Posteriormente se metaboliza tambin por la CYP1A2 en monoxantinas, que sern sustrato de la xantinaoxidasa. La N-acetiltransferasa-2 metaboliza la paraxantina a 5-acetilamino-6-formilamino-3-metiluracilo (AFMU). Intervienen de forma minoritaria otras enzimas como la CYP2E1 (isoenzima del citocromo P450, subfamilia 2E, gen 1), y CYP3A3 (isoenzima del citocromo P450, subfamilia 2A, gen 3). Se han descrito hasta 25 metabolitos. Slo entre un 1-2% de la dosis ingerida de cafena se excreta sin cambios en orina. La cafena se considera el substrato prototipo y marcador del fenotipo metabolizador del CYP1A2 (razn paraxantina/cafena) en plasma y saliva.

Figura 3. Metabolismo de la cafena

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6.3. Mecanismos de accinEl mecanismo de accin de la cafena se basa en el bloqueo de los receptoresA1 y A2a de adenosina del sistema nervioso central. Esto produce una inhibicin de la fosfodiesterasa que da lugar a un aumento de las concentraciones de AMPc y de GMPc, una activacin de canales de K+ y una inhibicin de los canales de calcio de tipo N (es un tipo de canales de calcio dependientes de voltaje, se denomina as porque parece ser especfico del sistema nervioso y de tejidos relacionados con ste).

Figura 4. Estructura molecular de la cafena y la adenosina

De hecho, la cafena es considerada un antagonista competitivo de los receptores de adenosina, localizados en las membranas celulares del sistema nervioso central y del sistema nervioso perifrico. La adenosina se comporta como un autacoide (neuromodulador), esto es, una especie de neurotransmisor que regula las funciones celulares. La adenosina, al actuar sobre receptores especficos de la superficie de ciertas clulas, produce sedacin, regula la entrega de oxgeno a las clulas, dilata los vasos sanguneos celulares y coronarios, produce broncoespasmo (asma) y normaliza otros procesos metablicos. Las neuronas que liberan adenosina constituyen un importante sistema depresor del sistema nervioso central, que es bloqueado por la cafena. No parece que exista una va de la adenosina en el sistema nervioso central; ms bien, la adenosina a travs de su acoplamiento en receptores sensibles a la cafena, indirectamente inhibe la liberacin de muchos tipos de neurotransmisores como noradrenalina, dopamina, acetilocolina, glutamato y GABA (cido--aminobutrico). El bloqueo de los receptores de adenosina por la cafena parece aumentar la actividad de esos neurotransmisores, especialmente de la dopamina y la acetilcolina. Dicho de otro modo, la administracin oral de cafena aumenta la liberacin de dopamina y acetilcolina por antagonismo de los receptores locales de adenosina. El aumento de la actividad dopaminrgica explica los efectos reforzadores de la cafena. El consumo crnico de la cafena puede incrementar el nmero de receptores de adenosina en el sistema nervioso central (tolerancia).

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6.4. Propiedades farmacolgicas de la cafenaLa cafena es el estimulante leve psicoactivo ms consumido en el mundo. Se encuentra en bebidas no alcohlicas: caf, t, cacao, chocolate, bebidas carbonatadas y gran variedad de frmacos de prescripcin y venta directa. En relacin con las propiedades farmacolgicas de las metilxantinas, stas ejercen diferentes efectos sobre diversos sistemas de nuestro organismo. La cafena es un estimulante del sistema nervioso central, el sistema respiratorio, el aparato cardiovascular y permite a algunos msculos mayor facilidad en la contraccin. Las acciones farmacolgicas ms significativas son las ejercidas sobre el sistema nervioso central y el aparato cardiovascular. La cafena es el derivado xntico que ejerce la estimulacin ms potente sobre el sistema nervioso central, con accin cortical, bulbar y medular. A dosis bajas estimula, adems de los centros bulbares (respiratorio y vaso motor), la corteza cerebral, exaltando las funciones sensoriales y qumicas, y produciendo, entre otros efectos, disminucin de la sensacin de fatiga y abatimiento. A dosis muy elevadas acta sobre la mdula espinal, pudiendo aparecer un cuadro de hiperexcitabilidad muscular y convulsiones. La cafena es un estimulante cardaco: aumenta la frecuencia y fuerza de contraccin del corazn e incrementa el gasto cardaco. Es un vasodilatador a nivel perifrico y un vasoconstrictor a nivel de las arterias cerebrales. La cafena favorece la liberacin del calcio en el msculo estriado, posee la capacidad de producir contracciones sin modificar el potencial activador.

6.4.1.

Efectos sobre el Sistema Nervioso Central

La cafena es un potente estimulante del sistema nervioso central, y acta primero sobre la corteza cerebral, despus sobre el bulbo, y finalmente sobre la mdula espinal. La cafena produce de forma dosis dependiente una activacin generalizada del sistema nervioso central, posiblemente al aumentar la liberacin de noradrenalina. Aumenta la alerta, reduce la sensacin de cansancio y fatiga, aumenta la capacidad de mantener un esfuerzo intelectual y mantiene el estado de vigilia a pesar de la privacin de sueo. Adems, mediante la inhibicin de los receptores A2, la cafena tiene una accin reforzante mediante la liberacin de dopamina en el circuito cerebral de recompensa (sistema mesolmbico y nucleus accumbens). Esta accin se explicara por un aumento de la fosforilacin del DARPP-32 (fosfoprotena de la regulacin de dopamina y AMPc). a) Corteza cerebral A nivel de la corteza cerebral produce un rpido y claro flujo del pensamiento que disminuye el sueo y la fatiga, favorece la asociacin de ideas y acorta el tiempo de reaccin. Este efecto depende proporcionalmente de la dosis, ya que a medida que la dosis de cafena se aumenta, se producen signos de estimulacin progresiva del sistema- 23 -

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nervioso central, incluyendo nerviosismo o ansiedad, inquietud, insomnio, temblores a hiperestesia e inclusive se puede llegar a convulsiones, en ocasiones refractarias a los agentes anticonvulsivantes. En el sistema motor facilita la ejecucin de tareas montonas disminuyendo la posibilidad de errores y aumentando la eficacia, que suele dar base a la productividad individual. Esto ocurre a menudo a dosis de 150-250 mg, cantidad equivalente a 1-2 tazas de t o caf. b) Bulbo La cafena estimula los centros respiratorios bulbares. Al parecer, incrementan la sensibilidad de los centros bulbares a las acciones estimulantes del CO2 y aumentan el volumen respiratorio por minuto, con cualquier cifra de presin de CO2 alveolar. Esta accin es particularmente notable en estados patolgicos como la respiracin de Cheyne-Stokes (repeticin rtmica de movimientos respiratorios, cuya profundidad aumenta progresivamente hasta llegar a una amplitud mxima y disminuye luego para terminar en una fase de apnea) y la apnea (enfermedad del aparato respiratorio) de los nios prematuros y cuando hay depresin respiratoria por efecto de medicamentos como los opioides. La cafena puede producir nuseas y vmitos por acciones a nivel del sistema nervioso central (estimulacin del centro del vmito, a nivel del bulbo) al menos en forma parcial. c) Mdula espinal A nivel de la mdula espinal la cafena estimula los centros respiratorios, vasomotores y vgales oponindose al efecto producido por los barbitricos y otros depresores o sedantes en general.

6.4.2.

Efectos sobre el Sistema Cardiovascular

La cafena en el sistema cardiovascular tiene una importante accin circulatoria. Estimulan directamente al msculo cardiaco aumentando la fuerza de contraccin, frecuencia y capacidad eyectiva (capacidad expulsiva); su efecto inotrpico, movimiento del corazn, va acompaado de un aumento en la duracin de la accin del msculo atrial, todo lo cual resulta en una taquicardia y un aumento de la tensin arterial. Adems, estimulan las catecolaminas de la mdula suprarrenal. A nivel de los vasos causan dilatacin coronaria y pulmonar, aumentan la resistencia vascular cerebral con decrecimiento de la circulacin cerebral total y la tensin de oxgeno, vasoconstriccin que se sospecha sea responsable del alivio de la cefalea hipertensiva. As, los efectos generales de estimulacin de estos psicotrpicos a nivel de la circulacin son impredecibles pero exceden en un aumento de la tensin arterial. a) Corazn La cafena a dosis teraputicas, originan incrementos moderados en la frecuencia cardaca y cambios en los parmetros cardacos, congruentes con un incremento en la fuerza contrctil y una menor precarga, lo que condiciona un aumento del trabajo cardaco. A concentraciones mayores, la cafena causa taquicardia, los individuos sensibles pueden sufrir arritmias como contracciones ventriculares prematuras. Tambin pueden surgir arritmias en personas que consumen- 24 -


bebidas con cafena en exceso. Al parecer, es pequeo el peligro de inducir arritmias en sujetos normales y se sabe que las personas con cardiopata isqumica o arritmias ventriculares preexistentes toleran cantidades moderadas de cafena sin mostrar aumento notable en la frecuencia de arritmias. b) Circulacin coronaria A grandes dosis estos agentes tambin relajan el msculo liso vascular, excepto en los vasos sanguneos cerebrales, donde causan contraccin. Esta vasodilatacin conlleva a: una disminucin de la precarga; un incremento del flujo sanguneo coronario y; una disminucin modesta de la resistencia vascular perifrica con disminucin discreta de la presin arterial diastlica y un aumento tambin discreto de la presin arterial sistlica sin cambios importantes en la presin arterial media. Pero cuando la cafena se administra por va intravenosa en forma rpida puede provocar una intensa hipotensin arterial, paro cardaco. Sin embargo, el consumo normal de caf y otras bebidas que contienen cafena suele aumentar ligeramente la resistencia vascular perifrica y la presin arterial, probablemente debido a la liberacin de catecolaminas. c) Circulacin cerebral Tanto la cafena como la teofilina provocan disminucin del flujo sanguneo cerebral por vasoconstriccin, aliviando de esta manera la cefalea. Se piensa que la cafena aumenta la absorcin entrica de la ergotamina. La ergotamina frena las crisis de migraa gracias a la actividad vasotnica especfica que ejerce en las arterias extracraneales distendidas.

6.4.3. Efectos sobre en el Aparato digestivoLa cafena, suministrada por va bucal o parenteral, estimula la secrecin tanto de cido gstrico como de enzimas digestivas, aumentando tanto la secrecin de cido clorhdrico como la pepsina. La cafena aumenta la liberacin de productos secretores de muchos tejidos endocrinos y exocrinos. Muchas propiedades teraputicas y txicas de la cafena implican probablemente acciones sobre procesos secretores, pero la contribucin cuantitativa de estas acciones no est todava bien definida. Tambin, provoca un aumento de la concentracin de catecolaminas circulantes, elevando la actividad de resina plasmtica, etc. Las bebidas descafeinadas tambin tienen un potente efecto estimulante, lo cual indica que la cafena no es el principal estimulante de esta secrecin.

6.4.4.

Efectos sobre el Sistema Muscular

a) Efectos sobre el Msculo Liso La broncodilatacin es el principal efecto teraputico que produce la cafena. Lo malo es que sus efectos sobre el sistema nervioso central limitan su dosificacin. Adems de sus efectos sobre el msculo liso de la va area, este frmaco puede inhibir la liberacin de histamina inducida- 25 -

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por antgenos, y puede tener efectos antiinflamatorios ya que existe evidencia de que atena las reacciones tardas del asma. b) Efectos sobre el Msculo Esqueltico La cafena puede mejorar la contraccin del msculo esqueltico y a concentraciones teraputicas, mejorando la contractilidad del diafragma. Este efecto en el msculo esqueltico puede mejorar la respuesta ventilatoria y disminuir la apnea en pacientes con obstruccin no reversible. No se conoce el mecanismo exacto, lo que si se observa es que los mismos pueden contribuir a mejorar la funcin ventilatoria y disminucin de la sensacin de disnea en pacientes con enfermedades pulmonares obstructivas crnicas.

6.4.5.

Efectos sobre el Sistema respiratorio

La cafena es un claro estimulante respiratorio que acta sobre el centro bulbar respectivo, siendo el efecto ms notable si este centro est deprimido por drogas tales como la morfina, que puede observarse en los animales y en el hombre. La cafena provoca un aumento de la frecuencia y amplitud de los movimientos respiratorios, y como consecuencia una disminucin de la tensin del CO2 en el aire alveolar. La cafena tambin tiene una accin relajante sobre los bronquiolos. Puede ser til en el caso de asma bronquial (broncoconstriccin), produciendo un aumento de la capacidad vital, con mejora de la disnea (dificultad de respirar) como consecuencia de la broncodilatacin.

6.4.6. Efectos sobre el Aparato ExcretorLa cafena incrementa la produccin de orina (aumenta el volumen urinario), pero es un diurtico dbil. Bajo los efectos de la cafena, no solo aumenta la secrecin de agua sino tambin de los iones de sodio i cloruro, y en menor grado el ion potasio. Actualmente se acepta que la cafena produce su accin diurtica y salurtica (eliminacin de los iones de Na+ y Cl-). Este efecto se debe tanto a un aumento en la tasa de filtracin glomerular, como a una disminucin de la reabsorcin tubular de sodio (y as tambin del agua, que sigue pasivamente al sodio y al cloruro) a nivel especialmente del tbulo proximal. A pesar de lo comentado en este apartado, la cafena no se usa como diurtico debido a su escasa potencia y por ser un estimulante del sistema nervioso central.

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6.5. Efectos cafena

fisiolgicos

beneficiosos

de

la

La cafena es uno de los estimulantes bioqumicos de mayor consumo en bebidas naturales. Este compuesto tiene efectos significativos importantes y profundos en la bioqumica y la fisiologa celular. Se encuentra en algunos medicamentos para el resfriado, para el dolor, y supresores del apetito. En las plantas, la cafena acta como protector, causando parlisis y muerte en insectos. La cafena tambin ejerce su accin sobre la funcin renal al aumentar el flujo sanguneo a travs del rin y la disminucin en la reabsorcin de sal. Esto explica el efecto diurtico del caf. La cafena tiene propiedades importantes, entre ellas las siguientes:

Aporta energa y disminuye la depresin. La cafena estimula el sistema nervioso, facilitando la coordinacin, mejorando el estado de nimo y la motivacin. Incrementa la energa, la resistencia y la rapidez, y disminuye el cansancio. Ayuda a estar alerta y concentrarte. Incrementa la capacidad de estar en un mximo estado de alerta y concentracin. Al aumentar la actividad mental reduce el sueo. Reduccin del dolor de cabeza. Reduce los dolores de cabeza, pues ste se debe a la tensin de los vasos sanguneos del cerebro y la cafena puede dilatarlos, reduciendo la intensidad del dolor. Ayuda a que los analgsicos proporcionen efecto ms rpidamente. Evita cogulos sanguneos. La cafena se utiliza en la elaboracin de medicamentos para evitar cogulos sanguneos que causan ataques cardacos y embolias cerebrales. Reduce el riesgo de sufrir Parkinson. A pesar de no haberse demostrado una relacin dosis respuesta, la cafena podra disminuir el riesgo de aparicin de la enfermedad de Parkinson (EP) en hombres y en mujeres. El uso de estrgenos, incluso en histerectomizadas, impedira su efecto beneficioso. No queda claro si la disminucin del riesgo de la EP por la cafena es independiente o no del tabaco y el alcohol. De ser as, se establecera las bases para el uso de antagonistas de receptores de adenosina A2A y agonistas nicotnicos en el tratamiento de la EP. Tambin se ha sugerido el uso de la cafena en otras enfermedades neurodegenerativas: enfermedades de Alzheimer y de Huntington Mejora el asma y las alergias. La cafena dilata los bronquios, combatiendo la crisis de asma y otras alergias. La cafena es una de las principales sustancias de medicamentos para problemas respiratorios. Previene la formacin de clculos. Ayuda a prevenir la formacin de clculos renales y biliares. Tiene un efecto diurtico que por el incremento de la eliminacin de orina se desechan minerales que podran acumularse.

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Disminuye el riesgo de desarrollar cncer. Estudios realizados por control de diferentes casos han relacionado el consumo crnico de caf con la reduccin del riesgo de cncer colorrectal y de colon, pero ningn estudio lo ha confirmado. Por otro lado, la cafena disminuye los sntomas y el riesgo de desarrollar litiasis biliares, pero no se han descrito estos efectos para el caf descafeinado, t y las colas. Podra existir un ingrediente en el caf que protege frente a la cirrosis, principalmente la de origen alcohlico. La cafena presenta efectos supresores sobre clulas tumorales en metstasis experimentales.

Previene las caries. Ayuda a prevenir la caries, pues evita el crecimiento de bacterias en la boca, siempre y cuando se tome sin azcar ni leche. Reduce el riesgo de desarrollar diabetes. La cafena puede reducir hasta en un 30% el riesgo de desarrollar diabetes, ya que sus componentes disminuyen la concentracin del azcar en la sangre.

6.6. Efectos fisiolgicos nocivos de la cafenaLa cafena figura en las listas GRAS (sustancias generalmente consideradas como carentes de riesgo) y se usa con frecuencia en bebidas refrescantes y en frmacos, aunque sea generalmente considerada como estimulante a dosis bajas. El consumo de una taza de caf, que supone la ingestin de 1-2 mg/kg de peso corporal, da una concentracin plasmtica mxima de 50-10 M, un consumo excesivo (concentracin plasmtica > 50M) produce sntomas de cafeinismo (ansiedad, agitacin, dificultades de conciliar el sueo, diarrea, tensin muscular, palpitaciones cardiacas). La dosis letal 50 (LD50) para el hombre es de 150-200 mg/kg de peso corporal (concentracin en el plasma sanguneo de ~0,75-1 mM) que equivale al consumo de una sola vez de unas 75 tazas de caf fuerte. A nivel molecular las metilxantinas inhiben la cicloadenosina 3,5-monofosfato (cAMP; AMP cclico) fosfodiesterasa, que cataliza la hidrlisis del AMP cclico. Al AMP cclico media la accin de numerosas hormonas, por ejemplo, la calcitonina, la adrenalina, el glucagn, la noradrenalina, la vasopresina, la hormona estimulante del tiroides la lipotropina, la paratirohormona y la corticotropina. Las concentraciones requeridas para inhibir la fosfodiesterasa son, sin embargo, sustancialmente ms altas que las precisas para obtener respuestas neurofisiolgicas. Los efectos de las metilxantinas se pueden atribuir a su participacin en el bloqueo e ciertos receptores de membrana para la adenosina. Dado que la adenosina endgena suele ser inhibidora de las reacciones neurolgicas, se postula que las metilxantinas ejercen se accin estimulante bloqueando los receptores.

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CAPTULO 7: LA CAFENA EN PRODUCTOS COMERCIALES

La cafena se encuentra en diferentes productos comerciales. Existen ms de 50 plantas que contienen este principio activo. Las ms importantes son:

El caf (Coffea arabiga) que lo contiene en sus semillas. El yoco o huarmiyoco (Paullina yoco) le sigue en proporcin. El yoco contiene cafena en su corteza en una proporcin casi tan elevada como el caf. La preparacin se realiza raspando la corteza y exprimindola para extraer su jugo que se mezcla con agua. La Nuez de cola (Cola nitida Vent.) es originaria de frica y su droga est constituida por las semillas, desecadas y desprovistas de los tegumentos, de varias especies del gnero Cola, especialmente Cola nitida y Cola acuminata. Cola acuminata es un rbol africano de cuyas semillas se extrae la cafena. Su proporcin es muy similar al caf o al yoco, aunque esta se libera ms lentamente por lo que tiene un efecto ms prolongado aunque menos fuerte. En su composicin qumica destacan bases xnticas como la cafena y la teobromina. El guaran (Paullinia cupana HBK) es una especie tropical sudamericana. La droga est constituida por las semillas, desprovistas de tegumento y habitualmente tostadas y pulverizadas. En su composicin qumica destaca- 29 -

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su contenido de bases xnticas, especialmente cafena, teofilina y teobromina.

El huito o jagua (Genipa americana) Es un rbol americano que contiene una cantidad muy elevada de este componente en sus semillas. Aunque este rbol no se usa por sus frutos secos, no se utiliza la cafena de sus semillas. El mate, la hierba mate o t Paraguayo (Ilex paraguarienses) Las hojas de este arbusto son ricas en cafena. A partir de ellas, debidamente desecadas y tostadas, se realiza la preparacin conocida tambin como mate. El cacao (Theobroma cacao) Las semillas del rbol del cacao contienen ms o menos la mitad de cafena que las plantas anteriores. Este alimento contiene una serie de componentes entre los que destaca la feniletilamina, un componente que en realidad pertenece a la familia de las anfetaminas. Adems el cacao es rico en alcaloides, como la cafena y la teobromina.

Otras plantas con dosis mucho ms pequeas de cafena son:

El limn (Citrus limon) El pomelo (Citrus paradisi) El naranjo (Citrus sinensis)

Estos contienen cafena en sus flores

El t (Camellia sinensis Kuntze), la droga est constituida por las hojas. Sus principales principios activos son bases xnticas, mayoritariamente cafena, teofilina, teobromina, adenina y xantina.

Contiene cafena en toda la planta.

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CAPTULO 8: CARACTERSTICAS DE LOS PRODUCTOS COMERCIALES

8.1. CAF8.1.1. ComposicinLos granos de caf poseen ms de 2.000 sustancias diferentes (cafena, minerales, lpidos, trigonelinas, aminocidos protenas, cidos alifticos, glicsidos y carbohidratos) de tal manera que el caf no es solo cafena (1, 3, 7-trimetilxantina), sin embargo es el ingrediente farmacolgicamente ms activo. Las dimetilxantinas derivadas (teofilina y teobramina) tambin se encuentran en una variedad de especies de plantas. El caf tiene mltiples componentes. Los granos de caf crudos tienen una composicin diferente entre la variedad Arbica y la Robusta. En la variedad Arbica, la cafena comprende el 1,2% de la materia seca, 4,2% minerales, de los cuales 1,7% es potasio; 16% lpidos, 1,0% trigonelinas, 11,5% protenas y aminocidos, 1,4% cidos alifticos, 6,5% despidos (cidos clorognicos), 0,2% glucsidos y 58% carbohidratos. En la variedad Robusta, la cafena comprende el 2,2% de la materia seca, 4,4% minerales, de los cuales 1,8% corresponden al potasio; 10% lpidos, 0,7% trigonelinas, 11,8% protenas y aminocidos, 1,4% cidos alifticos, 10% cidos clorognicos y 59,5% glucsidos trazas y- 31 -

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carbohidratos. El contenido de agua de los granos de caf crudo comercial vara entre 8% y 12%. La composicin de los granos de caf se altera de forma dramtica por el proceso de tostado, y pierde gran cantidad de agua (posee apenas 1% a 5%), protenas, cidos clorognicos y carbohidratos (Tabla 3).

Tabla 3. Composicin de los granos de caf tostado medio (porcentaje en base seca) Componente Cafena Minerales Lpidos Trigonelinas Protenas cidos alifticos cidos clorognicos Carbohidratos Aromas voltiles Melanoidinas Variedad Arbica 1,3 4,5 17,0 1,0 10,0 2,4 2,7 38,0 0,1 23,0 Variedad Robusta 2,4 4,7 11,0 0,7 10,0 2,5 3,1 41,5 0,1 23,0

Ocurren importantes transformaciones qumicas y se forman cientos de sustancias voltiles durante el proceso de tostacin, como los gases voltiles que conforman el aroma, pigmentos polimricos y melanoidinas. Los lpidos son parte importante en la composicin del grano de caf. El aceite de caf se concentra en la endosperma, el resto (0,2% a 0,3%) de cera se encuentra en la capa externa de la semilla. El aceite de caf se compone de cidos grasos, particularmente linolico (40% a 45%) y palmtico (25% a 35%), proporciones similares a las encontradas en otros vegetales comestibles. Entre los esteroles, 24-metilenecolesterol y avenasterol son ms importantes en la variedad Robusta que en la Arbica. La capa externa de cera contiene 5hidroxitriptamidas, cidos araquidnico, esterico, 20-hidroxiaraquidnico, behnico y lignosrico. La presencia de estas sustancias en el caf ha recibido la categora de sustancias irritantes, a las cuales algunas personas son ms sensibles. El lavado y la utilizacin de algunos solventes permiten la obtencin de gran cantidad de estas sustancias. La composicin de la fraccin de lpidos en el caf crudo se describe en la tabla 4.

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Determinacin analtica de la cafena en diferentes productos comerciales Tabla 4. Composicin de lpidos en el caf crudo. Componente Triglicridos (steres de cido linolico y palmtico) cidos grasos libres steres diterpenos (palmitatos y linoleatos) Tripertenos, esteroles y steres de metilesterol Diterpenos libres (cafestol y kahweol) Fosfolpidos Hidrocarbonos 5-hidroxitrptamidas Tocoferoles (, , -ismeros) Porcentaje 70-80 0,5-2,0 15-18,5 1,4-3,2 0,1-1,2 0,1 tr. 0,3-1,0 0,3-0,7

Los oligosacridos y polisacridos solubles e insolubles constituyen cerca de la mitad de la materia seca del grano tostado, sin mayores diferencias entre las especies. La fraccin soluble se compone de sucrosa y polmeros de galactosa, arabinosa y manosa. Los constituyentes insolubles incluyen celulosa y hemicelulosa. En el caf tostado se identifican ms de 700 sustancias voltiles, las cuales corresponden a cerca del 0,1% del total de la materia. Las caractersticas qumicas y el aroma de los constituyentes voltiles del caf han sido motivo de importantes estudios; hoy en da se conocen cientos de aromas, que segn los expertos superan las del vino. El caf tambin posee gran cantidad de contaminantes y sus concentraciones dependen de mltiples factores que intervienen en la seleccin, preparacin y tostado del grano. Entre ellos se encuentran las parafinas que se utilizan en el procesamiento de la fibra, hidrocarbonos aromticos policclicos (PAH), trazas de nitrosaminas (N-nitrosopirrolidinas- NPYR), aminas heterocclicas y residuos de pesticidas como organoclorados, organofosforados y micotoxinas.

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8.1.2. CaractersticasEl caf es una bebida que se obtiene de las semillas tostadas de las plantas del caf o cafetos (Coffea spp). Los cafetos son arbustos de hoja perenne de la familia de las Rubiceas.

Figura 5. Planta de caf o cafetos (coffea spp).

Estos producen flores de color blanco que producen frutos de color rojizo. La parte interior del fruto contienen dos semillas o granos de caf. Hay algunas especies de cafetos que solo producen una nica semilla por fruto, se conocen como caf perlado. Los granos de caf o semillas son la parte del fruto que contiene ms cafena.

8.1.3. OrigenEl rbol de caf tiene su centro de origen en la lejana Abisinia (en la geografa actual Etiopa), en el Nororiente de frica. En el mundo sobresalen por su importancia comercial, la especie de los cafs arbigos y los de los cafs robustas. La primera especie abarca casi las tres cuartas partes de la produccin mundial y se cultiva principalmente en Centro y Sur de Amrica. El cafeto es

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probablemente originario de la provincia de Kafa, en Etiopa, pero la cuestin no est resuelta completamente. Los recientes descubrimientos (1996) de un equipo arqueolgico britnico, an por confirmar, dejan entrever la posibilidad de que el consumo comenzara a partir del siglo XII, en Arabia. Despus se extendera por el mundo musulmn. Los efectos del caf eran tales que fue prohibido en la llamada de imanes ortodoxos y conservadores en La Meca en 1511 y en El Cairo en 1532, pero la popularidad del producto, en particular entre los intelectuales, impuls a las autoridades a cancelar el decreto. En 1583, Lonard Rauwolf, un mdico alemn recin llegado de un viaje de diez aos por Oriente Medio, fue el primer occidental en describir el brebaje: En el siglo XV, los musulmanes introdujeron el caf en Persia, Egipto, frica Septentrional y Turqua, donde la primera cafetera, Kiva Han, abri en 1475 en Constantinopla. El caf lleg a Europa alrededor del ao 1600, gracias a los mercaderes venecianos. El caf fue bien recibido por los monjes por las mismas razones que los imanes: permite mantenerse despierto durante mucho tiempo y mantener el espritu limpio. El caf cruz el Atlntico en 1689, con la apertura del primer establecimiento en Boston. La bebida gan popularidad y obtuvo el rango de bebida nacional. El caf alcanz su completa aceptabilidad social en el siglo XVIII. Cuando el caf alcanz las colonias estadounidenses, no tuvo inicialmente tanto xito como haba tenido en Europa. Sin embargo, durante la Guerra de la Independencia la demanda de caf aument. El consumo de caf entre los estadounidenses aument durante principios del siglo XIX, tras la Guerra de 1812, que haba acabado con el acceso a las importaciones de t, y la gran demanda durante la Guerra de la Independencia, as como muchos adelantos en la tecnologa para la elaboracin de la bebida ciment la posicin del caf como un producto diario en Estados Unidos.

8.1.4. Botnica y el cafExisten aproximadamente unas 40 especies de cafetos, pero la bebida del caf se obtiene fundamentalmente de tres plantas: El cafeto de Arabia, el cafeto robusta y el cafeto liberica.

El cafeto de Arabia (Coffea arabica) Es un arbusto que crece unos 12 metros de altura en estado natural. Procede de las montaas de Etiopia. Constituye la especie ms importante en la actualidad y la que produce un caf de mayor calidad. Se considera que el caf de la especie Arabica de Coffea tiene un sabor mucho ms rico que Coffea robusta. El cafeto robusta (Coffea canephora) Es un rbol o arbusto de unos 10 metros de altura. Procede de frica occidental, aunque se cultiva en

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muchas zonas tropicales. Es una especie ms fcil de cultivar que la arabica ya que resiste mejor las enfermedades.

Produce semillas ms ovaladas de las que se obtiene un caf con un contenido ms elevado en cafena, con un sabor ms amargo que el anterior. El cafeto liberica (Coffea liberica) Es un rbol que puede alcanzarlos 18 m de altura. Procede de Liberia, en el oeste de frica, aunque se cultiva principalmente en Indonesia. Produce semillas ms grandes que proporcionan poco sabor.

8.1.5. Tipos de caf segn su OrigenSegn el lugar donde se producen tenemos los siguientes tipos de caf:

Cafs americanos: Caf Caf Caf Caf Caf Caf Caf Caf colombiano del Brasil de Costa Rica de Guatemala de Jamaica de Nicaragua del Per de Mxico

Cafs rabes: Caf moka

Cafs africanos: Caf de Tanzania Caf de Kenia Caf de Etiopia

Cafs de Asia: Caf Caf Caf Caf de de de de la India Java Sumatra Clebes

Caf de Hawai

8.1.6. Propiedades fisiolgicasEl caf es un estimulante del sistema nervioso central por su elevado contenido en cafena. Las preparaciones con las semillas de caf se utilizan como remedio habitual para estimular el organismo. De esta manera, se usa para mantenerse despierto evitando la somnolencia, para estimular la mente y aumentar la energa del organismo.- 36 -


Numerosos estudios han demostrado que este componente mejora el rendimiento fsico y mantiene la mente ms despierta especialmente cuando se realiza algn trabajo que requiera concentracin mental. En promedio, una taza de caf instantneo (aproximadamente 150 mL) contiene 60 mg de cafena, una taza de caf filtrado cerca de 80 mg y una de caf descafeinado proporciona alrededor de 3 mg.

8.2. T8.2.1. ComposicinEl t contiene ms de 600 compuestos qumicos que actan todos juntos sobre el sabor, el gusto, el color, los nutrientes y el efecto mdico de esta planta. Las hojas frescas del t contienen entre un 75 a un 78 % de agua. Hacen falta 4 Kg. de hojas frescas para hacer un Kg. de t terminado. Entre los ms de 600 componentes, hay alrededor de 500 compuestos orgnicos, representando aproximadamente del 93 al 96,5 % del t seco. Estas substancias orgnicas son las siguientes

Protenas (20 30 %) Aminocidos (1 5 %) Alcaloides (3 5 %) Fenoles (20 35 %) Glcidos (20 25 %) cidos orgnicos (3 5 %) Lpidos (4 5 %) Pigmentos (0,6 1 %) Substancias aromticas (0,005 0,03 %) Vitaminas (0,6 1 %) Saponarias (0,07 0,1 %) Esteroles (0,04 0,1 %)

Estas son las substancias orgnicas que determinan el gusto, el sabor, el color, el alimento y el efecto mdico del t. Los alcaloides, aunque no representan ms que del 3 al 5 % del t seco, juegan un papel decisivo para el gusto del t. Agrupan sobre todo la cafena y en menor proporcin la teofilina y la teobromina. A causa de estos compuestos, el t puede excitar el sistema nervioso y por ello, ayuda a permanecer activo.

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El t contiene taninos catquicos y derivados polifenlicos, como los flavonoides kenferol, quercetol y miricetol. Los fenoles, principalmente la catequina, actan sobre el gusto del t y producen efectos preventivos y teraputicos sobre numerosas enfermedades humanas. En cuanto a los aminocidos, a pesar de su proporcin mnima (1 a 5 %), son los responsables del gusto y del sabor fresco del t verde. Las substancias aromticas agrupan de hecho varios centenares de compuestos orgnicos, que actan por si mismos o todos juntos por interaccin, de forma positiva o negativa, sobre el sabor el t. Los glcidos que representan una gran proporcin del te seco y de los que una parte es soluble en agua, pero otra parte mayor, no lo es, juegan un papel activo para la salud humana. Las protenas a pesar de que representan del 20 al 30 % del t seco, no sirven para gran cosa, ya que la mayora son insolubles en agua. Pero en revancha, tienen una relacin muy estrecha con la calidad del t negro. Por supuesto, hay que destacar el papel indispensable de las vitaminas en la salud humana. Las substancias inorgnicas, a pesar de que no representan ms que del 3,5 al 7,0 % del t seco, producen una accin no despreciable sobre la capacidad nutritiva, el efecto medicinal y la calidad del t. Como resultado de un anlisis cientfico de la composicin qumica del t, se obtiene que contiene 27 elementos minerales, adems del carbono, hidrgeno, oxgeno y nitrgeno. Son el fsforo, el potasio, el magnesio, el manganeso, el flor, el aluminio, el calcio, el sodio, el azufre, el hierro, el arsnico, el cobre, el nquel, el silicio, el cinc, el boro, el molibdeno, el plomo, el cadmio, el cobalto, el selenio, el bromo, el yodo, el cromo, el titanio, el cesio y el vanadio. El contenido en flor, potasio, aluminio, yodo, selenio, nquel, arsnico y manganeso del t, es superior al nivel medio de otras plantas. Los elementos minerales producen una accin reguladora sobre el organismo. Como el t es rico en estos elementos, es suficiente con beber algunas tazas por da para responder a las necesidades del cuerpo humano. Se considera que el t con mayor cantidad de principios activos altamente benficos para la salud humana es el t verde.

8.2.2. CaractersticasEl t es una infusin de las hojas y brotes de la planta del t (Camellia sinensis) o (Thea sinensis). La palabra t es de etimologa china[ (chino: , pinyin: ch), que tiene varias pronunciaciones segn el dialecto chino utilizado. De ellas, dos se exportaron a otros pases: "cha" y "te". Algunas lenguas tomaron la forma "te", como el espaol o el ingls, y otras tomaron la forma "cha", como el rabe " shay" el portugus, el japons, ""[chay]ruso .

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Figura 6. Planta del t (Camellia sinensis L. Kuntze).

rbol o arbusto de la familia de las teceas de hasta 9 metros de altura. Hojas lanceoladas o elpticas, con flores blancas o color crema y con un fruto en cpsula con una sola semilla.

8.2.3. OrigenLa costumbre de servirse de las hojas de t para conferir un buen sabor al agua hervida se utiliz por primera vez en la China hacia el 2500 a. C. El t entr en contacto con los europeos por primera vez en la India, cuando los portugueses llegaron a ella en 1497, ya que en la India el uso del t estaba muy extendido. El primer cargamento de t debi de llegar a msterdam (Holanda) hacia 1610, por iniciativa de la Compaa de las Indias Orientales. En Francia no aparece la nueva bebida hasta 1635 1636. En Inglaterra, el t negro llega a travs de Holanda y de los cafeteros de Londres que lo pusieron de moda hacia 1657. El consumo de t solo adquiri notoriedad, en Europa, en los aos 1720-1730. Empieza entonces un trfico directo entre China y Europa. Aunque tan slo una exigua parte de Europa oriental, Holanda e Inglaterra consuman la nueva bebida. Francia consuma muy poco, Alemania prefera el caf y Espaa era an menos aficionada. Pero, con el tiempo y con la ayuda de los comerciantes- 39 -

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europeos, el t llego a todo el mundo, tanto para su cultivo como para su consumo. En Inglaterra lleg a todas las clases sociales, pobres y ricos lo beban. Incluso se dice que reemplaz a la ginebra (muy requerida por las clases bajas inglesas). En Chile, el consumo del t es igual de popular que en Inglaterra, y es actualmente el mayor consumidor per capita de Amrica Latina. Hoy, tomar t es una de las caractersticas del Reino Unido. Aunque en China se tomaba el t desde mucho antes, hoy en da es tomado por ms gente que en cualquier otro pas del mundo.

8.2.4. Botnica y el tTodas las variedades de t derivan de dos: la que procede de la especie china Camellia sinensis sinensis y la variedad que procede del estado hind de Assam, Camellia sinensis assamica. A partir de ellas se produce el t negro y el t verde.

8.2.5. Tipos de tEl t proviene principalmente de la China continental, India, Sri Lanka, Taiwn, Japn, Nepal, Australia y Kenia. Los cuatro tipos principales de t se distinguen segn su procesamiento. Camellia sinensis es un arbusto cuyas hojas, si no son secadas apenas se recolectan, comienzan a oxidarse. Para prevenir este proceso de oxidacin, se calientan las hojas con el objetivo de quitar su humedad.

T blanco - hojas jvenes (brotes nuevos del arbusto) que no se han oxidado; los brotes pueden haber sido protegidos del sol para evitar la formacin de clorofila. T verde - sin oxidacin. Un favorito en Asia, es as denominado porque las hojas se secan y son fragmentadas rpidamente despus de ser recogidas. El t hecho de estas hojas es templado y ms fresco en el sabor que otros tipos de t. A causa de esto, el t verde generalmente no se sirve con leche ni azcar. Algunos tipos de t verde son Gunpowder, Sencha, y Gyokuro, que es un t japons tambin conocido como t de roco de perla. Kukicha o T de invierno - Hojas viejas tostadas sobre fuego. Popular como alimento macrobitico en Japn. Oolong () -(Pequeo Dragn Negro), tambin llamado t azul, con un grado de oxidacin media. El t del t oolong tiene caractersticas de los ts negros y de los ts verdes. Sus hojas son fermentadas cerca de la mitad del tiempo del empleado en el t negro. Mucha de la produccin del mundo del t es de t oolong y proviene de la provincia de Fukien de China, donde se origin. El t de Formosa, denominado as por el nombre

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anterior de Taiwn, es considerado por muchos el tipo ms fino de t oolong.

T negro - oxidacin sustancial. Realmente un t marrn, rojizo y oscuro cuando se hace, el t negro totalmente condimentado es popular en naciones occidentales. Es t muy procesado y ms fuerte condimentado. Despus de que las hojas se escogen, se fermentan en el sol abierto siendo secado antes. El tamao de las hojas de t determina la graduacin de t negro. Las variedades negras comunes del t incluyen Ceiln, Assam y Darjeeling, considerado por muchos el t negro ms fino. Pu-erh (), tambin llamado t rojo - es una subclase del t negro de color rojizo, un producto inusual dado que suelen estacionarse por un perodo de hasta 50 aos. Es considerado un producto medicinal en China. Chong Cha () - literalmente "t gusano", se prepara con las semillas en lugar de las hojas. Usado como producto medicinal en China.

8.2.6. Propiedades fisiolgicasLas hojas del rbol del t contienen numerosos compuestos tales como polisacridos, aceites esenciales, alcaloides (teobromina y cafena) y polifenoles. Estos compuestos tienen propiedades antioxidantes y estimulantes, si bien su eficacia disminuye a medida que el t es ms oscuro, siendo el t verde el ms saludable. Tambin contiene un aminocido, la L-teamida (y-glutamiletilamida), que contiene propiedades relajantes. Este aminocido es capaz de mejorar la atencin, la memoria y la capacidad intelectual. Los flavonoides del t tienen propiedades antiinflamatorias, antialrgicas, antibacterianas y fortalecen las venas. Los taninos tienen tambin propiedades aspticas y antioxidantes, siendo los ms abundantes la galocatequina y la apicatequina. El t posee efectos beneficiosos ya que es astringente, antimigraa, diurtico, protege el hgado, disminuye la hipercolesterolemial, tonifica el corazn, protege contra el infarto de miocardio y es anticancergeno. Aunque el t contiene menos cafena que el caf o las bebidas de cola, su consumo en exceso puede provocar insomnio.

8.3. MATE8.3.1. ComposicinEl mate contiene xantinas, que son alcaloides como son la cafena, teofilina, y teobromina. El contenido de cafena varia entre 0,2% a 2% de peso seco (comparado con el 0,39% para las hojas de t, 2,5-7,5% en guaran, y ms de 3,2% para caf).

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Sin embargo, la cafena no es quiral, y no tiene estereoismeros, y la "matena" es un sinnimo oficial de la cafena.

8.3.2. CaractersticasLa expresin "mate", nace del vocablo quechua "mat", que significa calabaza (el recipiente para beber mate suele ser hecho de calabaza). El mismo se tomaba a travs de una caita denominada "tacuar", en cuyo extremo se colocaba una semilla ahuecada que haca las veces de filtro. Tambin se lo ha llamado "t del Paraguay" u "oro verde".[] Por extensin, los conquistadores denominaron de esta manera a la infusin elaborada a partir de la yerba (Ilex paraguayensis).

Figura 7. Planta del mate (Ilex paraguayensis).

La yerba mate (Ilex paraguayensis o Ilex paraguariensis A.St.-Hil.), comnmente denominada yerba (en guaran: ka'a), es una planta arbustiva o arbrea neotropical originaria de las cuencas de los ros Paran y Paraguay. La especie Ilex paraguariensis es un rbol perennifolio, de hasta 15 m de altura en estado salvaje. Tiene un fuste recto y cilndrico, de hasta 3 dm de dimetro, recubierto de una fina corteza pardogriscea acanalada. Las ramas brotan del rbol en ngulo recto, dando lugar a una copa apicada. La raz es pivotante.

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Las hojas son alternas, obovadas, con el margen dentado y el pice obtuso, de unos 11 cm de largo y 5 de ancho, coriceas; no presentan nunca pelos ni estomas por el haz, de color verde oscuro, y estomas pequeos en el envs. Las nervaduras primarias y secundarias son de color amarillento y muy marcadas.[4] Perduran unos tres aos en la planta.

8.3.3. OrigenConocido como T de los jesuitas o T Paraguayo. La yerba fue consumida desde tiempo inmemorial por los pueblos guaranes y guaycures, que recogan las hojas de ka'a en la selva, donde creca en forma silvestre. Inicialmente las mascaban, luego las prepararon en infusin. Iniciado el perodo de dominacin hispano-portuguesa en Amrica del Sur, la costumbre de beber la infusin fue extendindose. Hacia fines del siglo XVI y comienzos del XVII, los espaoles consideraron al mate como un vicio peligroso. Finalmente, el cultivo fue autorizado a los jesuitas, que lo monopolizaron hasta que fueron expulsados en 1767. Los jesuitas lograron domesticar la planta, mediante tcnicas de secado de la semilla, lo que permiti extender las plantaciones al punto que la venta de yerba mate se convirti en la principal fuente de ingresos de las reducciones. Hacia 1720 el consumo se haba generalizado tambin en el actual estado de So Paulo (Brasil). Hoy en da la zafra de la hoja en los yerbatales, contina ligada a los regmenes de mens sobre las comunidades guaranes. Pero es en Argentina, donde los que cosechan la yerba mate, llamados "tareferos" (gringos, criollos e indgenas), se sienten identificados con la tarea de la cosecha.

8.3.4. Tipos de mateSe conoce con la denominacin de yerba mate o yerba exclusivamente al producto formado por las hojas desecadas, ligeramente tostadas y desmenuzadas, de Ilex paraguayensis, mezcladas o no con fragmentos de ramas secas jvenes, pecolos y pednculos florales, sin perjuicio de autorizar la inclusin de otras especies de igual gnero tan pronto como se disponga de estudios que avalen su inocuidad y sean aprobados por la Autoridad Sanitaria Nacional. Tambin se consideran otras denominaciones:

Yerba mate canchada: es la yerba secada y triturada de manera gruesa. Yerba mate elaborada: es la yerba canchada que ha sido sometida a procesos de zarandeo, trituracin y molienda, tal que se ajuste a las siguientes clasificaciones: Yerba mate elaborada con palo: es la yerba que contiene no menos del 65 % de hojas desecadas, rotas o pulverizadas y no ms del 35% de palo grosera y finamente triturada, astillas y fibras del mismo. Con el fin de determinar la cantidad total de palo, se utilizarn los tamices de abertura de 1 x 20 mm y n. 40 (cuarenta mallas por pulgada). La fraccin retenida- 43 -

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sobre el tamiz de 1 x 20 mm ser considerada palo y no deber ser inferior al 12,5% en peso de la muestra analizada. La fraccin que pasa por el tamiz n. 40 ser considerada hoja. Con una alcuota de la fraccin retenida en el tamiz N 40 proveniente de sucesivos cuarteos, se proceder a extraer con pinza las astillas y cscaras de palo presentes con lo que se cuantificar la cantidad de palo en dicha fraccin. Este porcentaje, ms el retenido en el tamiz de 1 x 20 mm conformar el porcentaje total de palo de la muestra analizada. El cien por ciento de la muestra analizada deber pasar por un tamiz cuya abertura sea de 5 x 70 mm.

Yerba mate elaborada despalada (o despalillada): es la yerba que contiene no menos del 90% de hojas desecadas, rotas o pulverizadas y no ms del 10% de palo grosera o finamente triturado, astillas y fibras del mismo. Caamin (ka: hierba; min: pequeo/a): Es la variedad de yerba mate caracterizada por estar muy finamente molida ( de all "min" por estar las hojas reducidas a fragmentos diminutos ) y prcticamente desprovista de palo. Yerba mate tostada: es la yerba posteriormente a un proceso de tostacin. mate elaborada sometida

Yerba soluble, mate instantneo, extracto de mate en polvo, o concentrado de mate: es el producto en polvo resultante de la deshidratacin de los extractos acuosos obtenidos exclusivamente de la yerba mate.

8.3.5. Propiedades fisiolgicasLos estudios sobre el mate, aunque muy limitados, han mostrado evidencia preliminar de que por las xantinas que contiene, la infusin de yerba mate es una fuente natural de energa que estimula el esfuerzo intelectual y fsico. Las xantinas (cafena, teobromina) son compuestos que estimulan el Sistema Nervioso Central (SNC). Dicha estimulacin se traduce en excitacin, dominando y regulando el esfuerzo intelectual y muscular, por lo que es ideal para personas que realizan deportes u tanto actividades fsicas como mentales. Las tres xantinas presentes en el mate han mostrado tener efecto relajante en los tejidos musculares lisos, y efectos estimulantes miocrdicos. El mate es una bebida saludable porque contiene polifenoles que funcionan como antioxidantes. La infusin de yerba mate se revel como un antioxidante ms potente que el cido ascrbico (vitamina C), con propiedades similares al vino tinto en su rol de fuerte antioxidante y de inhibidor en la oxidacin de lipoprotenas de baja densidad. Detienen el envejecimiento celular: Estos compuestos aumentan las defensas naturales del organismo, al prevenir los ataques celulares diarios que causan el deterioro del cuerpo.

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Previenen el crecimiento de clulas cancergenas: Al combatir el envejecimiento celular, los antioxidantes tambin ayudan a prevenir ciertos tipos de cncer. Disminuyen el riesgo de enfermedades cardiovasculares: Adems, los antioxidantes previenen las enfermedades coronarias y cerebrovasculares porque evitan la arterosclerosis. Por su accin antihipercolesterolmica, las saponinas presentes en la infusin de yerba mate reducen la cantidad de lipoprotenas de baja densidad en la sangre. Gracias a que estos compuestos interactan con el colesterol y los cidos biliares, se conforman miscelas mixtas que provocan la eliminacin del colesterol al dificultar su absorcin en el tracto gastrointestinal. El abuso de la yerba mate en cualquiera de sus formas es causa frecuente de disrupcin hormonal (sobre todo en mujeres), alteracin cardiovascular (taquicardia, arritmia), alteracin nerviosa (insomnio, excitacin e incluso delirio) y digestiva (gastritis crnica, esofagitis, duodenitis, reflujo gastroesofgico, colitis crnica, etc.).

8.4. CACAO8.4.1. ComposicinLos elementos fitoqumicos (no nutritivos) que destacan en el cacao son la teobromina, cafena y teofilina. En la masa del cacao, la teobromina se manifiesta en grandes concentraciones (1,89% 2,69 %) mientras que la cafena aparece en un menor grado (0,16% 0,31%). La teobromina tiene un poder estimulante mucho menor an siendo de la misma familia que la cafena. Adems contiene una serie de componentes entre los que destaca la feniletilamina, un componente que en realidad pertenece a la familia de las anfetaminas y otras sustancias como anandamida, serotonina y tiramina. El cacao es rico en flavonoides (polifenoles) antioxidantes que contribuyen a contrarrestar la oxidacin que convierte el colesterol bueno (HDL) en colesterol malo (LDL). Se cree que esta transformacin es la causante de enfermedades del corazn y en los vasos sanguneos, por eso, los polifenoles han sido relacionados con la prevencin de los trastornos cardiovasculares. Tambin protegen al organismo de sustancias que pueden daar el sistema inmunolgico con la estimulacin de las defensas del organismo. Determinados polifenoles del cacao pueden neutralizar los radicales libres que afectan al ADN de las clulas del cuerpo. Asimismo, pueden neutralizar otros radicales libres que provocan cncer. El polifenol del cacao (epicatequina) tambin puede tener efectos inhibitorios en el desarrollo de determinados cnceres. La cantidad y tipo de polifenoles que contiene el chocolate depende de la planta de la que procede y del mtodo utilizado en su elaboracin.- 45 -

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Los granos de cacao contienen una gran cantidad de vitaminas como la tiamina (B1) y el cido flico y minerales como el calcio, fsforo, magnesio, hierro y zinc. Son ricos en grasas e hidratos de carbono, nutrientes que aportan energa al organismo. Las grasas proceden de la manteca de cacao, que contiene una gran proporcin de cido esterico Los granos de cacao contienen niveles muy bajos de azcar (0,8% 1,73%), la masa de cacao contiene alrededor del 15% de fibra diettica soluble e insoluble y un escaso nmero de protenas digestibles.

8.4.2. CaractersticasTheobroma cacao L. es el nombre cientfico que recibe el rbol del cacao o cacaotero. Theobroma significa en griego alimento de los dioses; cacao deriva del nahua cachua. Este nombre cientfico lleva aadida al final una abreviatura botnica convencional, en este caso L., que es la inicial del apellido del naturalista sueco que clasific la planta, C. Linneo.

Figura 8. rbol de cacao (Theobroma cacao L. de la fammilia Sterculiaceae)

El rbol de cacao, (Theobroma cacao L. de la familia Sterculiaceae) es normalmente un rbol pequeo, entre 4 y 8 metros de alto, aunque si recibe sombra de rboles grandes, puede alcanzar hasta los 10 metros de alto. El tallo es recto, la madera de color claro, casi blanco, y la corteza es delgada, de color caf. El fruto (la nuez de cacao) puede alcanzar una longitud de 15-25- 46 -


centmetros. Cada fruto contiene entre 30 y 40 semillas, que una vez secas y fermentadas se convierten en cacao en grano. Las semillas son de color marrnrojizo en el exterior y estn cubiertas de una pulpa blanca y dulce. El rbol de cacao es una planta tropical que crece en climas clidos y hmedos, concentrndose su produccin en una banda estrecha de no ms de 20 grados al norte y al sur de la Lnea Ecuatorial. Para obtener una produccin ideal, los rboles de cacao necesitan una precipitacin anual entre 1150 y 2500 mm y temperaturas entre 21 C y 32 C.

8.4.3. Botnica y el cacaoExisten tres variedades de rboles de cacao, la variedad Forastero, el segundo grupo es el Criollo y el tercero es la variedad Trinitario:

El forastero: es la variedad ms conocida originaria de la alta Amazonia. Se trata de un cacao normal, con el tanino ms elevado. Es el ms cultivado y proviene normalmente de frica del oeste y Brasil. El grano tiene una cscara gruesa, es resistente y poco aromtico. Para neutralizar sus imperfecciones, requiere un intenso tueste, de donde proceden el sabor y el aroma a quemado de la mayora de los chocolates. Los mejores productores usan granos forastero en sus mezclas, para dar cuerpo y amplitud al chocolate, pero la acidez, el equilibrio y la complejidad de los mejores chocolates proviene de la variedad criolla. El criollo o nativo: es el cacao genuino y fue bautizado as por los espaoles al llegar a Mxico. Se cultiva en Amrica en Per, Venezuela (fundamentalmente en Chuao), Honduras, Colombia, Ecuador, Nicaragua, Guatemala, Trinidad, Bolivia, Jamaica, Mxico , Granada; y en el Caribe, en la zona del ocano ndico y en Indonesia. Es un cacao reconocido como de gran calidad que produce "cacao fino y de aroma", de escaso contenido en tanino, reservado para la fabricacin de los chocolates ms finos. El rbol es frgil y de escaso rendimiento. El trinitario: destaca entre los hbridos, es un cruce entre el criollo y el forastero, aunque su calidad es ms prxima al del segundo. Como su nombre sugiere, es originario de Trinidad donde, despus de un terrible huracn que en 1727 destruy prcticamente todas las plantaciones de la Isla, surgi como resultado de un proceso de cruce. De este modo, hered la robustez del cacao forastero y el delicado sabor del cacao criollo, y se usa tambin normalmente mezclado con otras variedades.

8.4.4. OrigenSe cree que el rbol de cacao es originario de la Amazona, y que ms tarde se extendi a Amrica Central, en especial Mxico. Las culturas nativas de esta regin, por ejemplo los Olmec y los Mayas, ya lo conocan y lo utilizaban, y lo consideraban como "el alimento de los dioses". En particular, los granos de cacao eran utilizados como moneda por los Aztecas quienes tambin lo disfrutaban como bebida.- 47 -

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Cristbal Coln descubri el cacao en Amrica, pero el cacao en grano no fue bien acogido en aquel momento en Europa. Unos 20 aos ms tarde, Hernn Corts descubri la bebida amarga consumida por los Aztecas y envi los granos de cacao y la receta al Rey Carlos V. Los espaoles cambiaron la receta, aadiendo azcar y calentando los ingredientes para mejorar el sabor. En 1828 se invent la prensa para cacao que permiti la extraccin de la manteca de cacao. Ms tarde (alrededor de 1879), los suizos desarrollaron el chocolate con leche y el chocolate slido.

8.4.5.

Propiedades fisiolgicas

Tambin es rico en flavonoides (polifenoles) antioxidantes que contribuyen a contrarrestar la oxidacin que convierte el colesterol bueno (HDL) en colesterol malo (LDL). Se cree que esta transformacin es la causante de enfermedades del corazn y en los vasos sanguneos por eso, los polifenoles han sido relacionados con la prevencin de los trastornos cardiovasculares. Tambin protegen al organismo de sustancias que pueden daar el sistema inmunolgico con la estimulacin de las defensas del organismo. Determinados polifenoles del cacao pueden neutralizar los radicales libres que afectan al ADN de las clulas del cuerpo. Asimismo, pueden neutralizar otros radicales libres que provocan cncer. El polifenol del cacao (epicatequina) tambin puede tener efectos inhibitorios en el desarrollo de determinados cnceres.

8.5. CHOCOLATE8.5.1. ComposicinEl chocolate es un alimento que contiene teobromina, cafena y teofilina, alcaloides pertenecientes al grupo de las purinas. Adems contiene una serie de componentes entre los que destaca la feniletilamina, un componente que en realidad pertenece a la familia de las anfetaminas y otras sustancias como anandamida, serotonina y tiramina. El chocolate de cacao, contiene flavonoides (polifenoles), antioxidantes que ejercen la funcin de inhibicin de oxidaciones por radicales libres. La cantidad y tipo de polifenoles que contiene el chocolate depende de la planta de la que procede y del mtodo utilizado en su elaboracin.

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8.5.2. CaractersticasEl chocolate es un alimento realizado a partir de las semillas del rbol del cacao.

Figura 9. rbol de cacao (Theobroma cacao L. de la fammilia Sterculiaceae)

Este alimento se confecciona con pasta de cacao o manteca de cacao, ambos pueden combinarse mutuamente o utilizarse aisladamente. La pasta de cacao es la materia slida que se obtiene al moler la semilla tostada, sin cscara ni germen (previamente extrados) y sin la manteca.

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Figura 10. Pasta de cacao

La manteca de cacao es la materia grasa obtenida a partir de las habas de cacao o sus fragmentos.

Figura 11. Manteca de cacao

Adems de estos ingredientes esenciales, contienen otros ingredientes importantes como el azcar, la leche y los posibles aditivos alimentarios como la vainilla o la lecitina de soja, para controlar el aroma, el sabor y la textura. Entre los principales aditivos que pueden utilizarse en la elaboracin del chocolate tenemos:

El carbonato clcico, carbonato potsico, cido ctrico entre otros para controlar el grado de acidez. La lecitina, monoesterato de sorbitan, entre otros para ejercer de emulsionantes o fraccionadotes de la grasa. La carragenina, goma de algarrobo, celulosa, etc. como estabilizantes. La vainilla como aromatizante. Talco, silicato clcico, etc. como aglutinantes Manitol, sorbitol, aspartato, sacarina entre otros como edulcorantes.- 50 -


8.5.3. OrigenEl cacao da origen da origen a uno de los productos ms deliciosos del mundo: el chocolate. La vaina del cacao fue primero utilizada para la creacin de una bebida, en la poca de los mayas, en Mxico, alrededor del ao 600. Hay documentos ms precisos que informan de la predileccin de los aztecas por el cacao. Preparaban un brebaje amargo y concentrado llamado techocolat reservado al emperador, a los nobles y a los guerreros. En el ao 1519, Hernn Corts desembarc con sus tropas en el pas de Montezuma, emperador de los aztecas. As es que Corts y sus soldados fueron recibidos como dioses y agraciados con techocolat. Igualmente, los espaoles tomaron la costumbre de consumir la bebida chocolateada que se convirti en un verdadero deleite; el da que se les ocurri agregarle azcar. Religiosas instaladas en Mxico mejoraron la receta incorporndole vainilla, canela y ans. El chocolate parte entonces, a conquistar Europa. En 1528, Corts vuelve a Espaa con un cargamento de cacao, adems de las recetas y los utensilios necesarios para su preparacin. Las vainas del cacao eran fermentadas, secadas al sol, tostadas y presadas entre dos piedras calientes hasta obtener una pasta aromtica moldeada en forma de barras o panes luego se les agregaba agua, azcar o miel y especies a eleccin. En 1615 fue introducido oficialmente en Francia. El chocolate luego hizo su aparicin, casi simultneamente en todos los pases. En Italia los cioccolatieri lo introdujeron en 1606. En Alemania apareci en 1646, all estaba grabado con muchos impuestos y se haca difcil su consumo. Los ingleses lo descubrieron 1657, abrindose salones de degustacin, ente ellos el Cacao Tree y el Whites. En 1697 un ciudadano suizo degust el chocolate en Blgica y lo llev a su pas en 1711. El dulce brebaje tambin lleg a Austria por medio del emperador Carlos VI. El cacao lleg a Suecia en 1737. El naturista Charles Linn le da nombre en latn de Theobroma que significa alimento de los dioses, en homenaje, tal vez a Quetzalcoatl. En 1819, en Paris, Pelletier instala la primera fbrica que se sirve del vapor. En ese ao Fransi Louis Cailler funda en Vevey, Suiza, la primera chocolatera de ese pas y en 1831 es imitado por Ammde Kohler, quien se establece en Lausanne. En 1828, el holands Conrad Van Houten invent una presa que le permiti extraer la materia grasa (la manteca de cacao) quedando el polvo de cacao que conocemos hoy como cacao amargo. Desde sus comienzos, la industria del chocolate Suizo mantuvo su calidad. sumado a la industrializacin, hizo posible que llegara a todos los estratos, poblacin en el mundo entero, por lo que no es de extraar que la industria pasara a producir 600.000 kg al ao en 1890 a 17.000.000 en vsperas primera guerra mundial. Esto, de la suiza de la

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8.5.4. Tipos de chocolate segn sus componentesSegn la proporcin de los componentes tenemos las siguientes clases de chocolate:

Figura 12. Chocolates

Chocolate negro: Resulta de la combinacin de la pasta de cacao con la manteca de cacao o de la utilizacin exclusiva de la pasta de cacao con azcar. Existen diferentes combinaciones: Chocolate al 50%: Contiene un 50% de pasta de cacao y un 50% de azcar (tiene sabor a caf). Chocolate al 70%: Contiene un 70% de pasta de cacao y un 30% de azcar (desaparece el gusto a caf y tiene un sabor cido). Chocolate al 85%: Contiene un 85% de pasta de cacao y un 15% de azcar (tiene un sabor muy cido y spero).

Chocolate blanco: Resulta de la utilizacin exclusiva de manteca de cacao combinada con azcar en polvo y leche. No utiliza la pasta de cacao en su fabricacin. Chocolate con leche: Contiene un 35% de pasta de cacao combinado con leche en polvo o leche condensada, azcar y vainilla. Chocolate de frutas: Se elabora con un 25% de pasta de cacao, leche, azcar y frutas o mermelada. Chocolate sin azcar:

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