Caffè: composizione, proprietà e rischi della bevanda

Il caffè rientra tra le bevande più diffuse e apprezzate al mondo, per via dell’aroma caratteristico e, soprattutto, delle sue proprietà. Ed ecco perché non possiamo esimerci dal parlarne!

Nell’articolo, dunque, approfondiremo la composizione del caffè, le proprietà che lo hanno reso celebre e i rischi legati al consumo smodato o in presenza di particolari condizioni. Seguiteci!

Indice dell’articolo
Il percorso dalla pianta alla tazzina
Composizione e principi attivi
Proprietà e usi
I rischi legati al consumo
Controindicazioni

Caffè: il percorso dalla pianta alla tazzina

Il caffè viene ottenuto dai semi tostati del genere Coffea, principalmente C. arabica (70%) e C. canephora varietà robusta (28%), arbusti sempreverdi appartenenti alla famiglia delle Rubiaceae. Le piante del caffè, a partire dalla germinazione dei semi, impiegano tre anni per svilupparsi, fiorire e fruttificare, e vengono sfruttate per la produzione commerciale per circa 30 anni.

Caffè - pianta con ciliegie di caffè mature

Figura 1: Coffea arabica (Rubiaceae). Pianta del caffè con frutti maturi.

Benché le piante possano raggiungere i 10m di altezza, esse vengono potate in modo che si mantengano sui 3m, per facilitare la raccolta dei frutti: le cosiddette ciliegie di caffè. Vediamo come sono fatte e quali lavorazioni subiscono!

Ciliegie di caffè: descrizione botanica 

I frutti della Coffea arabica vengono raccolti a completa maturazione, quando si colorano di un bel rosso, e dal punto di vista botanico sono delle drupe, proprio come le ciliegie. Le drupe del caffè, in particolare, sono ovali, lunghe circa 18mm e con un diametro di 10-15mm; la buccia è liscia, coriacea e circonda una polpa mucillaginosa che racchiude, a sua volta, una coppia di semi o chicchi.

Drupa di caffè a cui sono stati estratti i semi

Figura 2: ecco come si presenta una drupa di caffè all’interno!

Chicchi di caffè: struttura e lavorazione

I chicchi sono di colore chiaro e circondati da una pellicola argentea, che aderisce perfettamente a essi, e un involucro esterno (il pergamino) giallognolo e un po’ più allentato. Li vediamo illustrati nell’immagine sottostante.

Struttura drupa del caffè disegnata

Figura 3: struttura della drupa o ciliegia di caffè.

Nella produzione del caffè classico, una volta separati dalla polpa, i semi vengono sottoposti a tostatura o torrefazione, attraverso la quale acquisiscono l’aroma caratteristico che tutti noi conosciamo. Questo processo consiste nel sottoporre i semi ad alte temperature, tra 210°C e 240°C, che ne provocheranno la disidratazione e l’aumento di volume, a cui seguiranno l’imbrunimento e lo sviluppo dell’aroma. I chicchi tostati, dunque, vengono raffreddati per poi essere macinati, impacchettati e distribuiti nei punti vendita, per poi giungere nelle nostre case, nei bar e in qualsiasi punto di ristoro.

chicchi tostati di caffè

Figura 3: chicchi di caffè tostati.

Caffè: composizione e principi attivi della bevanda

Ed eccoci qua, pronti ad assaporare il nostro caffè preparato con la moka, come tradizione italiana vuole, o con le ben più moderne macchine per espresso, per chi lo vuole come preparato al bar. Ma vi siete mai chiesti cosa contenga una tazza di caffè? Ebbene, purtroppo non esiste una risposta univoca a questa domanda, perché la composizione è influenzata sia dai fattori correlati ai semi (varietà, raccolta, pulitura, grado di torrefazione), sia dal modo in cui prepariamo il caffè (tecnica, proporzione e tempo di contatto tra caffè e acqua, temperatura e pressione dell’acqua). In base a quanto riportato in letteratura, tuttavia, possiamo affermare che il caffè contiene, generalmente, le seguenti sostanze.

Vitamina B3

100mL di caffè contengono 10mg di vitamina B3 o niacina, che partecipa al metabolismo energetico in veste di coenzima e aiuta a contrastare la stanchezza fisica e mentale. Essa, inoltre, è indispensabile per il corretto funzionamento del sistema nervoso e per la salute di pelle e mucose.

Piccola, ma importante, precisazione!

Insieme all’acido pantotenico (vitamina B5), la niacina è una delle poche vitamine B stabili al calore, ma si disperde nell’acqua di cottura dei cibi. Inserire il caffè nella propria dieta, quindi, può contribuire a soddisfare il fabbisogno medio di questa vitamina (14mg di niacina equivalenti/die negli adulti).

Elementi essenziali

Il caffè contiene 250-700mg/100mL di elementi essenziali, principalmente potassio e fosforo. Il primo è importante per la trasmissione degli impulsi nervosi e per la contrazione muscolare; il secondo per la mineralizzazione ossea e il metabolismo energetico.

Fibre solubili

Ebbene si, 100mL di caffè contengono la bellezza di 200-800mg di fibre solubili, quali galattomannani e arabinogalattani, responsabili della viscosità della bevanda. Una volta giunte nel colon, le fibre vengono fermentate dalla flora batterica, con produzione di metaboliti che, oltre a favorire il transito intestinale e quindi l’evacuazione, nutrono e mantengono vitali le cellule del colon.

Acido clorogenico

L’acido clorogenico è un antiossidante che abbonda nei semi crudi, ma che si riduce notevolmente con la tostatura. Le quantità in 100mL di caffè sono: 340mg in quello ottenuto dai semi a tostatura pesante, 510mg in quello a tostatura media e 1.060mg in quello a tostatura leggera.

Caffeina

La caffeina è il principio attivo del caffè, presente in quantità variabili dai 50mg ai 380mg per 100mL, responsabile delle sue proprietà stimolanti ed ergogeniche. Legandosi a particolari recettori nel sistema nervoso e nei muscoli, infatti, essa migliora le prestazioni psicofisiche, risultando utile sia nello studio, sia nello sport, come vedremo a breve.


Proprietà e usi del caffè

Come appena accennato, il caffè deve le sue proprietà alla caffeina: una sostanza alcaloide presente in circa 60 specie vegetali, comprese guaranà, matè, cola, cacao e  (nel quale prende il nome di teina). Gli effetti di questo alcaloide sono dovuti alla sua somiglianza con l’adenosina, un mediatore prodotto dalle nostre cellule. Proprio come l’adenosina, infatti, la caffeina contiene il nucleo purinico, evidenziato in rosso nell’immagine sottostante.

Caffeina del caffè a confronto con l'adenosina

Figura 6: caffeina e adenosina a confronto. Le due molecole sono accomunate dalla presenza del nucleo purinico, evidenziato in rosso. Credits: ResearchGate.

Grazie a questa somiglianza strutturale, quindi, la caffeina si lega ai recettori per l’adenosina, localizzati nel sistema nervoso e sulla muscolatura cardiaca, scheletrica e degli organi cavi, come i vasi sanguigni e i bronchi. Legandosi a questi recettori, la caffeina impedisce all’adenosina di legarvisi e di esplicare i suoi effetti, comportandosi da antagonista. E dal momento che l’adenosina ha effetti calmanti, l’inibizione dei suoi recettori avrà effetti stimolanti.

Un fatto di cui tener conto è che la caffeina esplica questi effetti anche a basse dosi, come quelle assunte col caffè, evitando perciò il ricorso agli integratori (l’uso dei quali dovrebbe avvenire sotto controllo medico o del farmacista, n.d.a.). Ma ora, vediamo di approfondire i benefici del caffè, a livello fisico e mentale!

Caffè e prestazioni cognitive: i benefici per lo studio

Chi non ha mai bevuto il caffè, per affrontare con grinta i periodi di studio intenso o, più semplicemente, per iniziare bene la giornata? La caffeina, infatti, inibendo i recettori adenosinici, aumenta il rilascio di noradrenalina: un neurotrasmettitore che migliora l’umore, l’attenzione, la concentrazione e contrasta la sonnolenza. Tali effetti si manifestano già con l’assunzione di 20-200mg/die di caffeina: considerando che un espresso ne contiene dai 60 ai 120mg, dunque, potrebbe bastarne anche uno per ottenerli!


Oppure potreste fare come il collega Pasquale, che ama sorseggiare il caffè americano (contenente dai 95 ai 125mg di caffeina) mentre si diletta con la matematica ricreativa. Se siete curiosi, cliccate qui per leggere il suo articolo “Caffè e matematica ricreativa, un matrimonio perfetto”.


Caffè e prestazioni fisiche: i benefici per lo sport

Le proprietà ergogeniche (cioè energizzanti) della caffeina sono note da tempo, tanto è vero che prima del 2004 era inclusa nella lista delle sostanze proibite dalla WADA (la World Anti-Doping Agency) perché considerata, appunto, dopante. Dal 2004, tuttavia, la stessa WADA ha optato per l’esclusione di questa sostanza dalla lista, perché era difficile distinguere la caffeina “doping” da quella “alimentare”. Gli effetti ergogenici, infatti, si manifestano a dosi di 3-5mg/kg (210-350mg per 70kg, equivalenti a tre espresso), una quantità tutto sommato normale per i consumatori abituali.

Il caffè migliora le prestazioni di endurance

Chi pratica la corsa, il ciclismo o altre attività aerobiche – anche finalizzate al dimagrimento – può trarre dei vantaggi sorseggiando il caffè un’ora prima di allenarsi. In uno studio che ha coinvolto 8 tra ciclisti e triatleti, infatti, si è osservato che il caffè migliora la resistenza (e, dunque, la durata dell’allenamento) in modo paragonabile alla caffeina pura (spesso assunta sotto forma di integratori). Ma in che modo?

Riduce la percezione della fatica

L’inibizione dei recettori per l’adenosina, infatti, aumenta l’adrenalina in circolo, che ci aiuta ad affrontare le situazioni di attacco o fuga, e il calcio nelle fibre muscolari, che si contraggono con più efficienza e per periodi di tempo più prolungati. Ciò si traduce in una ridotta percezione della fatica e della stanchezza.

Invoglia a praticare attività fisica

In uno studio che ha coinvolto 7.580 donne australiane, infatti, il consumo di 1-2 tazze di caffè al giorno ha aumentato del 17-26% le probabilità che queste ultime praticassero sport, come diretta conseguenza della ridotta percezione della fatica e della stanchezza durante gli allenamenti.

Aumenta l’afflusso di sangue ai muscoli

La caffeina stimola il muscolo cardiaco, sia direttamente sia attraverso il rilascio di adrenalina, che perciò pompa con più efficienza il sangue. Ed ecco che, in questo modo, ne arriva di più ai muscoli e, con esso, l’ossigeno e i nutrienti da cui ricavano l’energia per la contrazione. Le fibre muscolari, infatti, sono ricche di organuli chiamati mitocondri, che fungono da forni in cui bruciare – grazie all’ossigeno – gli zuccheri e gli acidi grassi mobilitati dai depositi. Dalla combustione di questi nutrienti, dunque, si sviluppa l’energia necessaria per il movimento.

Il caffè per dimagrire

Se volete perdere peso, bere 1-2 caffè al giorno (di cui uno circa un’ora prima dell’allenamento) può esservi d’aiuto. Inserito nel contesto di uno stile di vita sano, infatti, il caffè può invogliarvi a praticare sport, migliora la durata degli allenamenti a fronte di una ridotta percezione della fatica e aumenta il tono dell’umore, spesso basso nelle persone sottoposte a dieta ipocalorica.

I rischi legati al consumo della bevanda

Quelli visti finora sono i pregi del caffè, per via dei quali se ne fa un grande uso. Pensate agli studenti nei periodi d’esame, che lo bevono – spesso in aggiunta ad altre bevande a base di caffeina, come gli energy drink – per mantenere la concentrazione e riuscire a studiare anche la notte. A causa del contenuto di caffeina, tuttavia, il suo consumo non è privo di rischi, soprattutto quando è eccessivo. Vediamo, quindi, a quali conseguenze si può andare incontro bevendone troppo.

Sindrome di astinenza da caffeina

È noto da tempo, ormai, che il caffè può dare assuefazione quando se ne abusa. Tra i casi più eclatanti, ad esempio, abbiamo quello dello scrittore Honoré de Balzac (1799-1850), il cui “amore” per il caffè era così forte da spingerlo a berne fino a 50 tazze al giorno, durante la stesura de “La commedia umana”.

Pensate che nel 1830, sulla rivista francese “Piaceri e dolori del caffè”, scriveva quanto segue:

Il caffè scivola nello stomaco e si sente immediatamente una commozione generale.
Le idee iniziano a muoversi, come i battaglioni della Grande Armata sul campo di battaglia, e la battaglia ha luogo. I ricordi vengono al galoppo, portati dal vento”. 

Balzac, dunque, era quello che potremmo definire un “caffeinomane” e il suo caso, sebbene esasperato, non è di certo l’unico. L’astinenza da caffeina, infatti, è una sindrome clinica riconosciuta dal DSM-5, cioè il Manuale Diagnostico e Statistico dei Disturbi Mentali, che compare entro 12-24 ore dalla sospensione del consumo prolungato di caffè e può durare fino a 9 giorni.

Ma come si manifesta la sindrome di astinenza da caffeina?

L’astinenza da caffeina si manifesta con un insieme di sintomi, fisici e psicologici, la cui incidenza e il cui grado di severità aumentano con le dosi abitualmente assunte. Benché sia più frequente in coloro che consumano 4 o più tazzine di caffè al giorno, tuttavia, alcune persone possono svilupparla bevendone anche una sola tazzina al dì. Nel riquadro sono elencati i sintomi più comuni.

Sintomi dell’astinenza da caffeina:
  • mal di testa nel 50% dei casi,
  • difficoltà di concentrazione,
  • umore depresso,
  • ansia,
  • irritabilità,
  • sonnolenza,
  • affaticamento.

Una cosa che salta subito all’occhio è che i sintomi dell’astinenza sono opposti agli effetti del caffè. Nelle persone che lo consumano abitualmente, infatti, i recettori per l’adenosina aumentano di numero e, dal momento che non c’è più la caffeina ad antagonizzarne gli effetti, l’adenosina può stimolare tutti questi recettori, causando i sintomi di cui sopra.

Intossicazione da caffeina o caffeismo

Il consumo abituale di troppo caffè – più di 4 tazzine al giorno – può provocare, altresì, un’intossicazione dovuta all’accumulo di caffeina o suoi metaboliti nell’organismo. Oltre alle dosi assunte, tuttavia, anche le caratteristiche individuali e l’assunzione concomitante di alcuni farmaci (che conosceremo più avanti) possono favorirne la comparsa.

Ma quali sono i sintomi del caffeismo?

Il caffeismo è una sindrome che si manifesta a causa della stimolazione eccessiva del sistema nervoso, e non solo, da parte della caffeina. Per dosi superiori ai 400mg (oltre i 4 espresso), infatti, oltre ai recettori adenosinici, la caffeina inibisce anche quelli del GABA (un neurotrasmettitore che, riducendo l’eccitabilità dei neuroni, ha effetti ipnotici e sedativi, ansiolitici e antiepilettici) provocando i seguenti sintomi.

Sintomi dell’intossicazione da caffeina:
  • ansia,
  • agitazione psicomotoria,
  • confusione,
  • insonnia,
  • tremori,
  • tachicardia,
  • valori alterati di pressione sanguigna,
  • aumento della diuresi,
  • perdita di peso,
  • nei casi più gravi la morte.

Cardiopatie da consumo cronico di caffè

Il consumo abituale di 3-4 o più tazzine di caffè al giorno aumenterebbe il rischio d’infarto del miocardio negli uomini, ma non nelle donne. È quanto si evince da una metanalisi pubblicata su Oncotarget, nella quale sono stati esaminati 17 studi osservazionali, coinvolgenti la bellezza di 233.617 partecipanti.

A causa della caffeina, infatti, il cuore è sottoposto a uno sforzo maggiore, con aumentata richiesta di ossigeno e nutrienti, che tuttavia non arrivano nelle giuste quantità, perché il calibro delle coronarie è ridotto dalla caffeina. Ed ecco, quindi, che si viene a instaurare una condizione detta ischemia, cioè il mancato afflusso di sangue al cuore, alla base dell’infarto.

Per non aumentare significativamente il rischio, dunque, l’American Heart Association consiglia di non superare le 2 tazzine al giorno.

Interazioni tra caffè e farmaci

Il caffè, purtroppo, può interagire con le terapie farmacologiche in corso. Queste interazioni sono dovute sia al suo principio attivo, la caffeina, sia ad altre sostanze, come la tiramina, e possono ridurre l’efficacia dei farmaci, aumentarne la tossicità o provocare reazioni avverse. Vediamo le più importanti!

Interazioni tra caffeina e farmaci

La caffeina può influire sia sul metabolismo, sia sull’assorbimento dei farmaci che, a loro volta, possono influenzare quelli della caffeina stessa.

Ormoni tiroidei

I pazienti che assumono la levotiroxina, farmaco di riferimento per il trattamento dell’ipotiroidismo, dovrebbero farlo a distanza dal caffè. La caffeina, infatti, può ridurre l’assorbimento di questo farmaco fino al 75%, rendendolo inefficace.

Anticoncenzionali orali

Questi farmaci, se assunti in concomitanza con il caffè, possono aumentare i livelli ematici di caffeina e causare la comparsa delle reazioni da sovradosaggio viste in precedenza.

Broncodilatatori

L’assunzione concomitante del caffè con la teofillina, un broncodilatatore, può causare nervosismo e tachicardia. La taeofillina, infatti, è una molecola che possiede struttura e proprietà simili alla caffeina, della quale potenzia gli effetti sul sistema nervoso.

Antipsicotici

La caffeina, se assunta in concomitanza con la clozapina (un farmaco antipsicotico), ne aumenta i livelli ematici, causando la comparsa delle reazioni avverse.

Antibiotici

Persino alcuni antibiotici, come i chinoloni, se assunti in concomitanza con il caffè, possono provocare l’accumulo di caffeina e la comparsa degli effetti da sovradosaggio.

Interazioni tra tiramina e farmaci

La tiramina è una sostanza prodotta, a partire dall’aminoacido tirosina, in vari alimenti tra cui il caffè. Questa bevanda non può essere assunta con gli inibitori delle MAO, usati nella terapia del Parkinson, gli oxazolidinoni e gli antimicobatterici, usati nella cura di particolari infezioni, perché si può scatenare una grave crisi ipertensiva, causata dall’accumulo di tiramina indotto da questi farmaci.


Controindicazioni del caffè

Concludiamo il nostro viaggio alla scoperta del caffè, con le controindicazioni. Esistono dei casi, infatti, in cui sarebbe meglio limitarne il consumo (se non evitarlo del tutto) per i motivi che chiariremo a breve.

Il caffè in gravidanza

Il consumo di caffè in gravidanza è sconsigliato, sebbene non in maniera assoluta, per i potenziali effetti sul feto/embrione. La caffeina, infatti, è inserita in Classe C, cioè tra i farmaci tossici sul feto/embrione negli animali ma sui quali non esistono evidenze sugli umani. L’unica cosa certa, ad oggi, è che la caffeina rimane in circolo per molto tempo nelle donne in gravidanza (l’emivita è di 15 ore nel primo trimestre) e che attraversa facilmente la placenta, raggiungendo così il feto/embrione.

Ma cosa è l’emivita?

L’emivita è il tempo necessario per dimezzare la concentrazione del farmaco nel sangue. Quella della caffeina, in particolare, è di 5 ore in media negli adulti e nei bambini sopra i 9 mesi.

Come comportarsi, dunque?

L’American College of Obstetricians and Gynecologists consiglia di non superare i 200mg/die di caffeina, quindi non più di due espresso al giorno, per rimanere nell’intervallo di dosi considerate sicure.

Il caffè durante l’allattamento

Il consumo di caffè è sconsigliato durante il periodo dell’allattamento. La caffeina, infatti, si accumula nel latte materno e può dunque essere ingerita dal lattante, che non è ancora in grado di metabolizzarla. Il piccolo, quindi, rischia gli effetti negativi dovuti all’accumulo di caffeina.

Altre controindicazioni del caffè

Il consumo di caffè, infine, è controindicato nei pazienti cardiopatici e ipertesi, perché la caffeina può interferire con la terapia, e in quelli che soffrono di gastrite, ulcera peptica e reflusso gastroesofageo, in quanto aumenta la secrezione acida, aggravandone i sintomi. Cautela anche nei pazienti in cura con i farmaci trattati in precedenza. E con questo è tutto, cari lettori! Se l’articolo vi è piaciuto, e lo reputate interessante, consigliatene pure la lettura. Alla prossima!

L’articolo ha uno scopo puramente illustrativo e non sostituisce il parere del medico.

Bibliografia e sitografia

Classe 1987, una laurea in Farmacia e la passione per la divulgazione scientifica, che ho tramutato in lavoro. Insieme a Virginia Taddei e ad Annalisa Ardesi ho fondato Inchiostro Virtuale, attraverso il quale vi coinvolgerò nelle tematiche a me più care, quelle inerenti alla salute e al benessere. Per contattarmi mandate una mail a j.zanza@inchiostrovirtuale.it

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