Utilizzo di CO2 Supercritica nei processi di estrazione di oli vegetali e caffeina da chicchi di caffè
E’ noto che il caffè viene prodotto utilizzando il frutto dell’omonima pianta, ma questo stesso frutto può essere utilizzato in altri ambiti alimentari grazie alle proprietà chimico fisiche dell’interno del seme.
Il chicco di caffè contiene dal 7-17% di lipidi, di cui il 75% circa trigliceridi e acidi grassi liberi con composizione simile a quella di altri oli vegetali. La frazione oleosa del caffè è caratterizzata da una parte insaponificabile che contiene componenti biologicamente attivi come steroli, tocoferoli e diterpeni come il kahweolo e il cafestolo. Questi ultimi sono caratteristici della pianta rubiacea del caffè e sono noti per i loro potenziali effetti antitumorali, in quanto hanno la capacità di inibire la bioattivazione e migliorare la detossificazione cellulare. E’ quindi di estremo interesse condurre studi sui diterpeni presenti nel caffè e, di conseguenza, poter disporre di sistemi di estrazione della frazione oleosa. Questo processo può essere condotto in modo performante utilizzando l’anidride carbonica supercritica. Un aspetto molto importante diventa quindi estrarre dallo stesso chicco sia l’olio che la caffeina per poter ottimizzare il processo.
I parametri da considerare in un processo di estrazione con CO2 supercritica sono la pressione, la temperatura e la densità dell’anidride carbonica. La temperatura durante il processo di estrazione verrà mantenuta sotto i 65°C per non estrarre la caffeina, mentre numerosi studi hanno dimostrato che la pressione a cui si ottengono maggiori rendimenti è compresa tra i 250 e i 300 bar; in ultimo la densità varia in funzione dei due parametri precedentemente citati. Un ulteriore aspetto che può influire sul rendimento della reazione è legato all’affinità della CO2 supercritica rispetto ai composti di interesse, nel nostro caso i diterperni. Per migliorare questo aspetto è possibile utilizzare un co-solvente per modificare la polarità della CO2 SC e di conseguenza l’affinità. Questa procedura è la base dei sistemi SFX di Core Separation: nel caso dell’estrazione dei diterpeni dal caffè si utilizza come co-solvente l’etanolo che migliora l’affinità della CO2 SC per i composti polari aumentando la quantità di diperteni estratti. Lavorando con la CO2 SC il contenuto di diterpene è 15 volte superiore rispetto a quello ottenuto utilizzando l’estrazione tradizionale con Soxhlet ed esano.
La serie SFX di Core Separations permette di lavorare in modo efficiente e versatile nel campo dell’estrazione con anidride carbonica supercritica.
La quantità di campione che può essere trattato è ampia, in quanto è possibile predisporre il sistema per lavorare con pochi grammi di campione, grazie al vessel di estrazione da 100mL, fino ad arrivare a produzione su scala di impianto pilota di 10L.
Con serie SFX è possibile modificare le condizioni operative adattando temperatura, pressione e flusso di CO2 supercritico al processo, in modo tale da ottimizzare l’estrazione in base alle caratteristiche del campione e agli obiettivi specifici.
