A cafeína é um dos ingredientes dietéticos mais consumidos em todo o mundo. Seu consumo moderado é considerado seguro e seu uso como ingrediente alimentício foi aprovado, dentro de certos limites, por inúmeras agências reguladoras em todo o mundo.

Descoberta e disseminação

A cafeína, também conhecida como 1,3,7-trimetilxantina, cuja fórmula molecular é C₈H₁₀N₄O₂ e o peso molecular é de 194,19 g/mol, é um alcaloide natural encontrado em quantidades variáveis nos grãos, folhas e frutos de mais de 60 plantas, tendo como principais fontes a cola (Cola acuminate), o grão de cacau (Theobroma cacao), a erva-mate (Ilex paraguariensis) e sementes de guaraná (Paullinia cupana), além dos grãos de café torrados (Coffea Arabica e Coffea robusta) e as folhas de chá (Camelia siniensis), as principais fontes mundiais de cafeína na dieta.

Derivada da palavra alemã kaffee e da palavra francesa caf´e, cada uma significando café, a cafeína já era consumida em 2737 a.C., quando o imperador chinês Shen Nung ferveu água potável e folhas de um arbusto, criando um aroma agradável e o primeiro bule de chá. O café se originou muitos anos depois, no século 9, na Etiópia, quando um pastor começou a consumir frutas silvestres de café após observar que suas cabras tinham mais energia depois de comê-las.

A cafeína foi isolada relativamente pura pela primeira vez em 1819, pelo químico alemão Friedlieb Ferdinand Runge, que a chamou de Kaffebase. Dois anos depois, foi novamente isolada pelo químico francês Pierre Jean Robiquet, a quem a descoberta desta substância é geralmente atribuída, e por outro par de químicos franceses, Pierre-Joseph Pelletier e Joseph Bienaimé Caventou. Em 1895, o químico alemão Hermann Emil Fischer sintetizou a cafeína a partir de seus componentes químicos e, dois anos depois, também derivou a fórmula estrutural do composto.

Os primeiros refrigerantes com cafeína começaram a surgir no mercado no final da década de 1800, com a introdução do Dr. Pepper, marca de refrigerante gaseificado comercializada nos Estados Unidos pela Cadbury Schweppes Americas Beverages, seguida pela Coca-Cola e depois pela Pepsi-Cola.

O processo de descafeinação foi descoberto na Alemanha em 1903, quando alguns pesquisadores visaram obter processos de remoção da cafeína sem que o sabor do café sofresse alterações. Tal processo foi importantíssimo para a produção de cafeína na indústria.

O mercado de refrigerantes com cafeína cresceu enormemente durante a segunda metade do século 20, com o aumento da popularidade ocorrendo entre as bebidas que contêm maiores quantidades desse ingrediente.

Na última década, o mercado de bebidas com cafeína aumentou com a introdução de bebidas funcionais, incluindo a categoria de bebidas energéticas, bem como outras bebidas com cafeína, como as esportivas, sucos e águas. Além dessas bebidas, a cafeína também é encontrada no cacau, chocolate e em suplementos dietéticos.

Hoje, aproximadamente 80% da população mundial consome um produto com cafeína todos os dias e 90% dos adultos consomem cafeína diariamente. É consumida com mais frequência em bebidas como café (71%), refrigerantes (16%) e chá (12%).

Fontes e processos de extração

A natureza oferece mais de 63 espécies de plantas contendo cafeína; contudo, as principais fontes vegetais de cafeína visando a sua comercialização, são o café (Coffea sp.), o chá verde (Camilla sinensis), o guaraná (Paullinia cupana), o cacau (Theobroma cocoa) e a erva-mate (Ilex paraguayensis).

Dependendo da espécie do grão de café, o conteúdo de cafeína nas sementes do cafeeiro em Coffea Arabica, pode chegar a 12g/kg; e em C. Canephora a 22g/kg. Comercialmente, a ANVISA prevê o mínimo de 0,7% de cafeína, em massa para pó homogêneo, fino ou grosso, ou grãos inteiros torrados, e o máximo de 0,1% de cafeína para o produto descafeinado, em massa, e o mínimo de 2,0% m/m de cafeína para café solúvel.

Já as folhas de chá verde contém teores normalmente compreendidos entre 2,5% e 5,5% do extrato seco, sendo estes de impacto no sabor do chá. A parte da planta que possui maior conteúdo de cafeína é o gomo terminal e a primeira folha. A quantidade de cafeína presente no chá é proporcional ao tamanho da folha e ao seu tempo de infusão em solvente aquoso, quanto menor a folha, maior a quantidade de cafeína e quanto maior o tempo de infusão em água do chá verde, maior a concentração de cafeína. Comercialmente, a ANVISA prevê a quantidade mínima de cafeína em 1,5% m/m.

Entre as espécies produtoras de cafeína, o guaraná apresenta teor de aproximadamente 3,25% a 6,98%, dependendo da parte da planta utilizada na extração de cafeína. No tegumento, o teor pode variar de 1,88% a 2,7%, enquanto na amêndoa é de cerca de 2,7% a 5,59%. Comercialmente, a ANVISA prevê a quantidade de cafeína como sendo o mínimo de 3,0% m/m.

A semente de cacau possui teor de aproximadamente 0,8% de cafeína. Comercialmente, a ANVISA prevê a quantidade de cafeína como sendo de 1% a 4% m/m para pasta de cacau, cacau em pó, pó parcialmente solúvel e desengordurado.

A erva-mate apresenta concentração mássica de aproximadamente 0,5% a 2,0% de cafeína. A presença desse composto limita o consumo da planta por parte de uma parcela da população, o que justifica a remoção parcial da mesma, a fim de atingirem-se níveis especificados, segundo a legislação existente que regulamenta a produção de erva-mate descafeinada. Comercialmente, a ANVISA prevê a quantidade de cafeína com o máximo 0,1g a 100g para erva-mate descafeinada.

A descafeinização dos grãos e folhas da erva-mate é economicamente atrativa, pois possibilita a obtenção de produtos descafeinados e cafeína, um bioproduto de valor agregado utilizado em segmentos industriais, como a fabricação de refrigerantes tipo cola.