Indagine sul contenuto di caffeina delle varietà di caffè honduregno

Questo studio, frutto di una collaborazione tra IHCAFE, CDR e Accademia del Caffè Espresso, analizza il contenuto di caffeina delle principali varietà coltivate in Honduras, dalla Coffea arabica alla Robusta, fino agli ibridi moderni. Attraverso l'analisi spettrofotometrica condotta con il sistema CDR CoffeeLab^® su campioni di caffè verde , la ricerca valuta l'importanza relativa di tre variabili chiave: profilo genetico, altitudine di coltivazione e invecchiamento dei chicchi. L'articolo discute i dati per chiarire quali di questi fattori determinano realmente la concentrazione dell'alcaloide, offrendo nuove prove sulla relazione tra terroir e composizione chimica.

La caffeina è uno dei principali metaboliti secondari del caffè, che svolge un ruolo chiave sia nella difesa della pianta contro insetti e agenti patogeni sia nelle proprietà stimolanti della bevanda per il consumatore. La concentrazione di caffeina nel caffè verde, e di conseguenza anche nel prodotto tostato, è influenzata da diversi fattori, tra cui la specie botanica, la varietà, le condizioni ambientali e le pratiche agronomiche. In particolare, la Coffea canephora (Robusta) è nota per contenere livelli di caffeina significativamente più elevati rispetto alla Coffea arabica, mentre gli ibridi presentano generalmente valori intermedi, a seconda del grado di ibridazione.

Oltre alla genetica, l'altitudine della coltivazione è stata spesso studiata come potenziale modulatore del contenuto di caffeina. Tuttavia, la letteratura su questo argomento riporta risultati contrastanti: in alcuni casi, l'aumento dell'altitudine è associato a livelli di caffeina più elevati, mentre in altri studi non si osservano differenze significative. Queste discrepanze possono derivare dalla mancanza di un controllo rigoroso sulle varietà e sui background genetici dei campioni analizzati, oltre che dalle differenze nelle condizioni ambientali locali.

Questo studio, condotto dall'Honduran Coffee Institute ( IHCAFE ) in collaborazione con noi (CDR srl) e l'Accademia del Caffè Espresso rappresenta un'analisi unica nel suo genere, in quanto prende in esame le principali varietà di caffè coltivate in Honduras , tra cui Arabica , Robusta e ibridi , con l'obiettivo di determinare l'effettivo contenuto di caffeina dei campioni analizzati. I campioni, provenienti da diverse altitudini e lavorati con fermentazione convenzionale lavata, permettono di valutare in modo integrato l'influenza della genetica e delle condizioni di coltivazione sul contenuto di caffeina, con particolare attenzione agli ibridi e al confronto tra Arabica e Robusta.

La determinazione del contenuto di caffeina è stata effettuata con il sistema di analisi CDR CoffeeLab^®, che utilizza un metodo spettrofotometrico.

I campioni di caffè verde, dopo aver rimosso il pergamino, sono stati finemente macinati e setacciati fino a ottenere una polvere omogenea. Per preparare il campione, 5 g di esso sono stati mescolati con 50 ml di acqua distillata e 1 g di carbonato di calcio; la soluzione è stata agitata per 10 minuti e poi lasciata sedimentare. Per l'analisi finale, 1 ml del surnatante è stato prelevato e mescolato con 1 ml di una soluzione estrattiva specifica, quindi agitato vigorosamente e centrifugato. La lettura spettrofotometrica(punto finale) è stata eseguita coprendo un intervallo di misurazione compreso tra 0,1 e 4,0%.

Effetto delle varietà

Per questo studio sono state selezionate diverse varietà di caffè da un'unica località, il Centro di Ricerca e Formazione Las Lagunas, situato a Marcala, La Paz (1.450 m s.l.m.), per valutare l'effetto della genetica sul contenuto di caffeina nelle stesse condizioni ambientali. Tutti i campioni sono stati lavorati con lo stesso metodo di fermentazione (lavaggio convenzionale), eliminando così il processo di fermentazione dalle variabili potenzialmente in grado di influenzare i risultati analitici.

I valori dicaffeina nel caffè verde, espressi in % del peso secco del caffè verde, riportati nella tabella seguente rappresentano la media di quattro campioni indipendenti per ciascuna varietà, al fine di garantire una maggiore robustezza e coerenza dei dati.

Tabella 1: Contenuto di caffeina nel caffè verde di diverse varietà

Alla stessa altitudine, i dati mostrano un chiaro gradiente nel contenuto di caffeina nel caffè verde: la varietà Robusta ha i valori più alti, seguita dagli ibridi con valori intermedi, mentre le varietà Arabica hanno i valori più bassi. La varietà Robusta (Nemaya) ha il contenuto di caffeina più elevato, pari a circa il 2,0%, mentre le varietà Arabica pure (Geisha, Typica, Catuai) presentano valori più bassi e concentrati (1,3-1,4%). Gli ibridi (IHCAFE-90, Lempira, IHCATÚ-75, Parainema) si collocano in una fascia intermedia (1,4-1,9%).

Questa tendenza è pienamente coerente con la letteratura, che identifica la caffeina come un metabolita fortemente determinato dal background genetico, con valori medi più elevati nella Coffea canephora che nella Coffea arabica. Gli ibridi tendono a mantenere livelli di caffeina più elevati rispetto all'Arabica pura, a seconda del grado di introgressione genetica. In questo contesto, il valore relativamente alto osservato per IHCAFE-90 (1,9%) è coerente con la sua classificazione come ibrido e con l'ipotesi di una significativa eredità genetica dalla Robusta, e lo stesso vale per le altre varietà analizzate.

Effetto dell'altitudine

Per valutare l'effetto dell'altitudine della coltivazione sul contenuto di caffeina del caffè verde, sono stati analizzati anche campioni provenienti da due diverse località:

• Centro di Ricerca e Formazione Las Lagunas (CIC-LL), Marcala, La Paz - 1.450 m sul livello del mare.
• Centro di ricerca e formazione Carlos Alberto Bonilla (CIC-CAB), Campamento, Olancho - 800 m sul livello del mare.

Per mantenere costanti le condizioni di lavorazione, tutti i campioni sono stati rielaborati mediante fermentazione convenzionale con lavaggio.

I valori di caffeina nel caffè verde riportati nella seguente tabella rappresentano la media di quattro campioni indipendenti per ciascuna varietà, al fine di garantire una maggiore solidità e coerenza dei dati.

Tabella 2: Contenuto di caffeina nel caffè verde di 3 varietà a diverse altitudini

Il confronto tra campioni di Arabica coltivati a circa 700 m e 1600 m non rivela una relazione lineare o sistematica tra l'altitudine e il contenuto di caffeina nel caffè verde. Per alcune varietà (ad esempio, Lempira e Parainema), si osserva un leggero aumento della caffeina ad altitudini più elevate, mentre per altre (ad esempio, Obata) i valori rimangono sostanzialmente invariati.

Questi risultati sono coerenti con i numerosi studi che riportano l'assenza di una correlazione universale tra altitudine e caffeina, soprattutto per quanto riguarda C. arabica. Sebbene l'altitudine influenzi il metabolismo della pianta (attraverso la temperatura, il tasso di maturazione e lo stress fisiologico), il suo effetto sulla caffeina sembra dipendere dalla varietà e dalle condizioni ambientali locali, piuttosto che dall'altitudine stessa.

Effetto dell'invecchiamento

I caffè verdi, adeguatamente conservati (in luogo fresco, asciutto e buio), sono stati analizzati dopo 6 mesi per valutare l'effetto dell'invecchiamento sui livelli di caffeina.

I risultati ottenuti sono riportati nella tabella:

Tabella 3: Contenuto di caffeina nel caffè dopo 6 mesi di conservazione.

I risultati mostrano che, per tutte le varietà analizzate, il contenuto di caffeina del caffè verde è rimasto invariato dopo sei mesi di conservazione. I valori misurati nel caffè fresco corrispondono esattamente a quelli riscontrati nel caffè invecchiato, indicando che, nelle condizioni utilizzate (fresco, secco e protetto dalla luce), l'invecchiamento non ha avuto alcun effetto sulla concentrazione di caffeina.

Questo risultato suggerisce che la caffeina è un componente chimicamente stabile del caffè verde e non subisce una degradazione significativa nel tempo, almeno nel periodo considerato e in assenza di fattori ambientali sfavorevoli come umidità, alte temperature o esposizione alla luce.

I risultati ottenuti con il CDR CoffeeLab® evidenziano come il contenuto di caffeina nel caffè verde sia fortemente influenzato dalla genetica della pianta, mentre l'altitudine di coltivazione, nell'intervallo considerato, ha un effetto secondario e non univoco.

La scelta della varietà di caffè, in particolare il grado di incrocio con la Coffea canephor(Robusta), è uno strumento più efficace e affidabile della sola scelta dell'altitudine nell'influenzare il contenuto di caffeina del caffè verde.

Da un punto di vista gestionale, ciò significa che concentrarsi su varietà e ibridi specifici consente un controllo più diretto e coerente del contenuto di caffeina, rispetto alle strategie basate esclusivamente sull'area di coltivazione e sull'altitudine.

Infine, i risultati suggeriscono che l'altitudine influisce sul contenuto di caffeina principalmente in modo indiretto, attraverso fattori come la temperatura, il tempo di maturazione dei frutti e le condizioni di stress della pianta, piuttosto che agire come fattore diretto e decisivo.

1. Olechno, E., Passos, C. P., & Moreira, A. S. P. (2021). Influence of various factors on caffeine content in coffee brews: A literature review (2010–2020). Beverages, 11 (5), 125.

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