Caffeina come differenziare il prodotto naturale da quello sintetico 1

Caffeina: naturale o sintetica?

La caffeina è un alcaloide che si trova in natura nei chicchi del caffè e del cacao, nelle piante del tè, mate e guaranà. Il suo uso sotto forma di bevanda risale a tempi molto antichi in cui erano già noti alcuni dei suoi effetti benefici, tra cui la riduzione del senso di fatica e l’aumento della concentrazione. Oggi il caffè è, insieme al tè, una delle bevande più vendute al mondo e sono stati associati ad esso ulteriori effetti positivi sulla salute, tra cui la riduzione del rischio di sviluppare malattie metaboliche come il diabete mellito di tipo 2 e l’obesità.

Ad oggi, l’elevata richiesta di mercato di questa sostanza ha portato le industrie chimiche a fare un uso sempre più largo di quella che viene definita caffeina sintetica. Diventa quindi necessario, non soltanto per motivi di marketing ma soprattutto di trasparenza nei confronti del consumatore, specificare l’origine del prodotto venduto. Ovviamente, la caffeina sintetica e quella naturale hanno un’identica struttura, stessi effetti biologici, ma è possibile con determinate analisi riconoscere una molecola sintetica da una naturale.

Analisi del C14

Già nel 1955 venne proposta una tecnica basata sull’analisi dell’isotopo 14 del carbonio. Il C14 è uno dei tre isotopi del carbonio e ha un tempo di emivita di circa 5500 anni. Poiché molto spesso la sintesi chimica della caffeina ha come reagenti iniziali l’urea, la dimetilurea e l’acido cloroacetico ottenuti dal petrolio e carbone, ne segue che non verranno trovate nei prodotti sintetici tracce di C14. I prodotti di origine naturale, invece, essendo estratti da piante che effettuano la fotosintesi e hanno un continuo riciclo di CO2, hanno una concentrazione di C14 di circa 1.3x10^-12 rispetto al contenuto totale del carbonio (la stessa concentrazione presente nell’atmosfera). A questa massima concentrazione di C14 viene assegnato il valore del 100%.

Sono comunque necessarie anche delle conoscenze di chimica organica e delle varie vie sintetiche per poter elaborare i dati provenienti dall’analisi del C14. Infatti, esistono anche molecole di caffeina che, nonostante non siano totalmente naturali, derivano comunque da alcaloidi estratti da piante quali la teobromina. Uno dei metodi per trasformare la teobromina in caffeina è quello di alchilarla con dimetilsolfato (CH₃)₂SO₄. Il metanolo usato per formare il dimetilsolfato veniva un tempo ricavato tramite la distillazione distruttiva del legno, ma adesso è per lo più ricavato dall’ossidazione degli idrocarburi del petrolio. La caffeina così prodotta avrà un solo atomo di C inserito artificialmente e non avrà tracce significative di C14.