ESTUDO DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA E DA ATIVIDADE ANTIOXIDANTE DE CAFÉS (COFFEE ARÁBICA) E DE SUAS PALHAS PROVENIENTES DO CERRADO
CARLA DE MOURA MARTINS,1* FRANCISCO JOSÉ TÔRRES DE AQUINO2
RESUMO: Neste trabalho foi analisado um café arábica (Coffee arábica) comercial de marca NuanceTM e a sua palha, ambos submetidos a torra média. O café apresentou uma quantidade maior de sólidos insolúveis enquanto que a palha possui uma porcentagem maior de extrato aquoso. O rendimento para a obtenção dos extrativos polifenólicos com metanol-água foi muito próximo para o café e para a palha, aproximadamente 31% e 30%, respectivamente. A determinação do teor de fenóis totais foi feita pelo método do Folin-Ciocalteu e o café apresentou três vezes mais fenóis totais do que a palha. Na determinação de proantocianidinas pelo método da vanilina a palha possui um teor maior em comparação com o café. A quantidade de cafeína foi determinada pelo método gravimétrico e a porcentagem de cafeína no café foi quase cinco vezes maior do que na palha. O extrato da palha é mais ácido do que o café pela presença, principalmente, de maior quantidade de hidroxilas fenólicas. O café possui maior atividade antioxidante do que a palha. Este fato se deve ao maior teor de fenóis totais encontrado no extrato do café estudado.
Palavras-chaves: café arábica, palha, fenóis, cafeína, antioxidante
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Instituto de Química, Universidade Federal de Uberlândia, bolsista PBICC/UFU – *Correspondência para o autor: carla_mmartins@yahoo.com.br
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STUDY OF CHEMICAL COMPOSITION, ANTIOXIDANT ACTIVITY OF COFFEE (COFFEE ARABICA) AND ITS STRAW FROM CERRADO
CARLA DE MOURA MARTINS1, FRANCISCO JOSÉ TÔRRES DE AQUINO2
ABSTRACT: In this work was considered the arabic coffee (Coffee arabic) NuanceTM and its straw both subbmited to middle roasting. The coffee had a larger quantity of solid insoluble while the straw has the highest percentage of aqueous extract. The yield obtained for the extractives polyphenols with methanol-water was very close to the coffee and its straw, approximately 31% and 30% respectively. The determination of total phenols was made by the method of Folin-Ciocalteu and coffee made three times more than the total phenols straw. In determining the method of proantocianidinas of vanillin the straw has a higher level
compared to coffee. The amount of caffeine was determined by gravimetric method and the percentage of caffeine in coffee was almost five times higher than in straw. The straw is more acidic than the coffee by the presence, mainly in greater quantity of phenolic hidroxilas. The coffee has more antioxidant activity than the straw resulting from the highest level of total phenols that coffee has.
Keywords: arabic coffee, coffe straw, phenols, caffeine, antioxidant activity.
1. INTRODUÇÃO
O café é uma bebida produzida a partir dos grãos torrados do fruto do cafeeiro. É servido tradicionalmente quente, mas também pode ser consumido gelado. A bebida do café é um estimulante natural, por possuir cafeína – geralmente de 80 a 140 miligramas para cada 207 ml, dependendo do método de preparação.
Em alguns períodos da década de 1980, o café era a segunda commodity mais negociada no mundo por valor monetário, atrás apenas do petróleo. Este dado estatístico ainda é amplamente citado, mas tem sido impreciso por cerca de duas
décadas, devido a queda do seu preço durante a crise do produto na década de 1990, reduzindo o valor total de suas exportações. Em 2003, o café foi o sétimo produto agrícola de exportação mais importante em termos de valor, atrás de culturas como trigo, milho e soja.
O consumo mundial de café aumenta a cada ano, na forma de bebida e em outras aplicações na culinária. Sua produção e comercialização empregam cerca de 20 milhões de pessoas em todo o mundo e envolve grandes cifras e disputas pelos mercados atuais e futuros. Por isto, o
mercado mundial tem exigido padrões de qualidade cada vez mais rigorosos.
As sementes usadas na preparação da bebida provêem de diferentes áreas geográficas e, conseqüentemente, os cafés se distinguem por apresentarem diferentes sabores. Portanto, é muito importante para a obtenção de bebidas finas o estudo do plantio, colheita, armazenamento e torrefação do café.
1.1- História do café e considerações gerais
A planta de café é originária da Etiópia, centro da África, onde ainda hoje faz parte da vegetação natural. A Arábia foi a responsável pela propagação da cultura do café. O nome café não é originário da Kaffa, local de origem da planta, e sim da palavra árabe “qahwa”, que significa vinho. Por esse motivo, o café era conhecido como "vinho da Arábia" quando chegou à Europa no século XIV.
As primeiras plantações dos portugueses no Brasil foram feitas na Região Norte do país, em 1727. Francisco de Melo Palheta foi quem introduziu no Brasil o café, depois de uma viagem à Guiana Francesa. Mas o café chegou ao Brasil em má hora porque a mineração atraía a maior parte do capital e da mão-de-obra disponíveis, pouco smão-de-obrando para as atividades de lavoura. A exceção foi o Ceará, que chegou a exportar no final do
século XVIII, embora em pequenas quantidades (MALAVOLTA, 2000).
Somente no começo do século XIX, quando o renascimento das atividades agrícolas no Brasil ocorreu, é que o café começou a projetar-se como um produto economicamente importante para o país. Mesmo assim, nesse período ainda não mostrava a força de expansão que teria a partir da década de 1830 (43,8%), uma vez que o açúcar e o algodão até então apareciam como os dois produtos de exportação fundamentais para o comércio exterior brasileiro.
Até ao fim do século XVIII, os dois grandes núcleos controladores do mercado mundial de café eram Londres e Amsterdã, pois as colônias inglesas e holandesas eram os maiores produtores da planta; mas, a partir daí, os Estados Unidos, recém-independentes, passaram também a desempenhar o papel de grandes consumidores. Os americanos preferiam negociar diretamente com produtores que não fossem colônias da Inglaterra e da Holanda, passando a comprar café brasileiro, o que proporcionou um grande estímulo a este tipo de lavoura no Brasil.
As condições climáticas não eram as melhores nessa primeira escolha e, entre 1800 e 1850, tentou-se outras regiões: o desembargador João Alberto Castelo Branco trouxe mudas do Pará e as cultivou no Rio de Janeiro, depois São Paulo e
Minas Gerais, locais onde o sucesso foi total. Um fator favorável nesses locais e no Paraná é a terra roxa, considerada o melhor solo para o plantio do café. Graças a isso o Paraná tornou-se o maior estado produtor brasileiro em 1959. O negócio do café começou, assim, a desenvolver-se de tal forma que se tornou a mais importante fonte de receitas do Brasil durante muitas décadas.
Atualmente o Brasil é o maior produtor mundial de café, sendo responsável por 30% do mercado internacional de café, volume equivalente à soma da produção dos outros seis maiores países produtores. É também o segundo mercado consumidor, atrás somente dos Estados Unidos.
As áreas cafeeiras estão concentradas no centro-sul do país, onde se destacam quatro estados produtores: Minas Gerais, São Paulo, Espírito Santo e Paraná. A região Nordeste também tem plantações na Bahia, e da região Norte pode-se destacar Rondônia.
Em Minas Gerais, as principais regiões produtoras são: Cerrado Mineiro, Sul de Minas, Matas de Minas e Jequitinhonha. A altitude média do Cerrado Mineiro é de 800 metros e, dentre o café arábica cultivado, a predominância é de plantas das variedades Mundo Novo e Catuaí. O Sul de Minas também produz apenas café arábica e a altitude média é de
aproximadamente 950 metros. As variedades mais cultivadas são o Catuaí e o Mundo Novo, mas também há lavouras das variedades Icatu, Obatã e Catuaí Rubi. A região das Matas de Minas e do Jequitinhonha está a uma altitude média de 650 metros e possuem lavouras de arábica das variedades Catuaí (80%), Mundo Novo, entre outras.
A produção final da safra 2006/2007 mostrou que o estado de Minas Gerais foi responsável por 21.987 milhões de sacas beneficiadas, do total de 42.512 milhões de sacas da produção nacional (Tabela 1).
No relatório apresentado para a safra de 2007/2008, a Conab estima que o Brasil deva colher cerca de 33,7 milhões de sacas de café, sendo Minas Gerais o maior produtor nacional de café, com uma produção de 15,5 milhões de sacas, o equivalente a 45,9% da produção nacional., mas quando comparada à safra 2006/2007, verifica-se uma redução de 29,6% (6,5 milhões de sacas), redução essa provocada basicamente pela bi-anualidade negativa da cultura. Desse total, 44,1% (6,8 milhões de sacas) são produzidos nas regiões Sul e Centro-Oeste, 19,8% (3,1 milhões de sacas), no Cerrado Mineiro - nas regiões do Triângulo, Alto Paranaíba e Noroeste, e os 36,1% (5,6 milhões de sacas) restantes, na Zona da Mata – nas
regiões de Jequitinhonha, Mucuri, Rio Doce, Central e Norte.
Tabela 1: Safra de Café Beneficiado (2006/2007) em Minas Gerais (ABIC, 2006).
Produção (mil sacas de 60 kg
beneficiadas)
UF/Região
Arábica Robusta Total
Produtivida-de (sacas por hectate) Minas Gerais 21.9 30 21.9 21,7 Sul/Centro-Oeste 12.0 - 12.0 23,7 Triângulo/ A.Paran./ Noroeste 4.3 - 4.3 27,8 Z. Mata/ Outras 5.6 30 5.6 16,1 Espírito Santo 2.128 6.881 9.009 19,04 São Paulo 4.470 - 4.470 21,07 Paraná 2.248 - 2.248 22,41 Bahia 1.725 526 2.251 23,02 Rondônia - 1.263 1.263 7,77 Mato Grosso 25 225 250 7,76 Pará - 280 280 13,39 Rio de Janeiro 255 9 264 19,13 Outros 207 283 490 17,83 Brasil 33.015 9.497 42.512 19,75 MAPA – S.P.A.E / CONAB, Dezembro 2006.
1.2. Cafeicultura no cerrado
Dentre as regiões produtoras de café no país as do Cerrado e do Sul de Minas vêm se destacando por produzirem cafés de melhor qualidade, pelos quais a procura tem aumentado consideravelmente nos últimos anos. A região do Sul de Minas é a mais antiga e a maior produtora de café do estado. O clima ameno, a
altitude entre 1.100 e 1.350 metros e índice pluviométrico de 1.700 mm/ano, faz com que apresentem duas e até três floradas por ano (PIMENTA, 2003). Os grãos pretos, verdes e ardidos (PVA) constituem defeitos intrínsecos do café e resulta da colheita atrasada ou adiantada (grãos verdes), excesso de umidade ou de grãos que permaneceram muito tempo no chão. Segundo os Segundo os especialistas, sua utilização na torrefação reduz a qualidade da bebida, pois altera cor, aroma e sabor (TOLEDO & BARBOSA, 1998; SAES & FARINA, 1999; MENDONÇA et al, 2003; AKIYAMA et al, 2005).
Atualmente com a utilização de sensores eletrônicos nas máquinas mais modernas de beneficiamento de café, o PVA pode ser separado facilmente (SCHALLER, BOSSET & ESCHER, 1998). Entretanto, por mais inusitado que possa parecer ele não é descartado, ele é procurado pelas torrefadoras porque permitem a redução de custos dos cafés vendidos no mercado interno. Recentemente o governo tentou tirar o PVA do café através da Instrução Normativa (BRASIL, 2003). O governo teve o apoio dos produtores e naturalmente, dos consumidores, mas devido às pressões dos exportadores e dos industriais que utilizam o PVA nas suas formulações o governo recuou.
O café está pronto para a colheita quando os frutos atingem o estágio "cereja". A colheita deve ser realizada o mais rapidamente possível, sendo ideal que se complete num período de 2 a 3 meses. Antes do período de colheita deve-se organizar o material a ser usado (panos, sacaria, outro) e providenciar o ajuste e regulagem de todo o equipamento. Deve-se também fazer a arruação para facilitar a colheita e a varrição dos frutos caídos (café de varrição). Os terreiros e secadores devem ser revisados e criteriosamente limpos, eliminando todos os resíduos de café e outras sujidades.
A colheita do café orgânico deve ser feita de forma seletiva, isto é, deve-se coletar somente os grãos maduras ou "cereja", o que resulta em qualidade superior do produto. A área sob as plantas deve ser coberta com panos ou plásticos limpos para que os frutos colhidos não entrem em contato com o solo, evitando, assim, uma possível contaminação com fungos produtores de micotoxinas.
De acordo com o Manual de Segurança e Qualidade para a Cultura do Café, o principal cuidado a ser observado durante a colheita do café é, justamente, evitar a contaminação dos frutos com fungos presentes no solo que produzam microtoxinas. Deve-se, portanto, evitar a mistura de grãos caídos com os grãos colhidos.
O preparo dos frutos de café, após a colheita, pode ser feito de dois modos: por via seca, resultando nos “cafés de terreiro” ou “cafés naturais”, ou por via úmida, dando os “cafés despolpados” ou os “cafés cerejas e descascados” (CD). Ambos exigem várias operações que visam transformar os frutos colhidos em grãos secos e beneficiados.
Na cafeicultura brasileira predomina, em mais de 90%, a preparação do café por “via seca” e, nesse processo, a qualidade do produto vai depender das condições ecológicas da zona de produção
(umidade, temperatura, etc.), especialmente as condições climáticas durante o período de colheita (chuva e umidade do ar) e dos cuidados adotados na colheita e durante o preparo dos cafés colhidos, para evitar fermentações indesejáveis, que ocorrem na mucilagem açucarada dos frutos. Essas fermentações podem ser de natureza lática, acética, butírica e propiônica, aí influindo a flora de microorganismos presente, as condições climáticas e o tempo decorrido da maturação até a secagem dos frutos.
Nas regiões como de cerrado, em Minas, com inverno frio e seco, a florada, a frutificação e a maturação são mais uniformes e o tempo de secagem do café é menor. Esses fatores determinam, de forma natural, maior facilidade na obtenção de café de qualidade, com bom corpo e aroma
nos cafés de terreiro, exigindo menos cuidados no seu preparo. Nessas condições, ocorrem nos frutos apenas os dois primeiros tipos de fermentação (lática e acética), diferentemente de regiões úmidas, onde ocorrem as fermentações butírica e propiônica, que resultam em bebida inferior.
O preparo “por via seca” não dispensa, totalmente, o uso de água no processo, pois é indicado usar o lavador/separador, seguindo-se a secagem, o armazenamento e o beneficiamento.
O processo via úmida leva à preparação dos cafés despolpados, retirando-se a casca e a mucilagem, fontes de fermentação e que atrasam a secagem. Com isso, torna-se fácil a obtenção de boa bebida, independente da zona de produção. Esse sistema utiliza bastante água, sendo os frutos separados no lavado/separador e os frutos verdes separados no cilindro separador de verdes. O café despolpado é degomado para a retirada da muscilagem, seguindo-se a secagem, o armazenamento e o beneficiamento.
O preparo dos cafés chamados “cerejas descascados” é uma variável no processo “via úmida”, em que os maduros entram num equipamento semelhante ao despolpador, com o cilindro na vertical, que tira a casca e o café em pergaminho não passa pelo processo de degomagem, indo direto para a secagem. Assim,
obtém-se um café com características de cor e corpo semelhantes ao de terreiro, porém, com possibilidades de obtenção de melhores padrões de bebida, especialmente nas zonas não propícias aos cafés de bebidas finas.
O café pode ser classificado segundo o gosto ou cheiro que o café apresenta na prova da xícara. A bebida do café é influenciada pela presença de grãos verdes, verde-pretos, pretos ou ardidos, ou ainda, pela ocorrência de fermentações nos grãos, durante a fase de colheita ou preparo.
Tabela 2: Classificação Oficial de Café pela Bebida (Informe Agropecuário-EPAMIG) Classificação Características Estritamente mole Bebida de sabor suavíssimo e adocicado Mole Bebida de sabor suave, acentuado e adocicado Apenas mole Bebida de sabor suave,
porém com leve adstringência
Dura Bebida com sabor
adstringente, gosto áspero Riada Bebida com leve sabor de
iodofórmio ou ácido fênico
Rio Bebida com sabor forte e desagradável, lembrando
iodofórmio ou ácido fênico
Zona Bebida de sabor e odor intoleráveis ao paladar e
ao olfato
As principais etapas do processo de beneficiamento do café são: lavagem/separação,
despolpamento/descascamento, secagem e beneficiamento.
1.4- O processo de torrefação
Durante o processo de torrefação, o café é submetido a grandes transformações físicas, definindo, assim, o seu aroma e sabor. A água evapora e os grãos de café tornam-se amarelados e crocantes. Os grãos de café ficam mais leves e aproximadamente 25% maiores. É um processo pirolítico (induzido pelo calor) que amplia a complexidade química do café. O aroma do café verde contém cerca de 250 espécies moleculares voláteis diferentes, enquanto o do torrado possui mais de 800. Quando submetido ao aquecimento gradual de uma torrefadora (basicamente um grande cilindro rotatório quente), a água residual dentro de cada célula é convertida em vapor, que promove várias reações químicas.
A temperatura e o tempo de torrefação são fatores decisivos para o aroma e sabor do produto final (Tabela 3). Se o café é pouco torrado, o gosto fica insípido, devido à presença de polifenóis que não tiveram tempo para reagir apropriadamente. Se torrado em excesso, o gosto torna-se amargo e forte. A razão disto é que o óleo superficial do grão de café necessita de tempo para ser evaporado. Quando o grão é torrado além do recomendado esse óleo é carbonizado.
Após ter sido torrado, o café é rapidamente esfriado para que o processo de torrefação seja encerrado.
Antigamente, a torrefação era uma operação essencialmente familiar, basicamente artesanal. Atualmente, este processo é totalmente mecanizado, proporcionando maior qualidade final ao produto.
Tabela 3: Condições de tempo e de temperatura mais utilizadas para a torra de cafés Torra Temperatura Final (ºC) Tempo (min) Cor dos grãos Fraca 120 (± 5) 5 Marrom claro Média 135 (± 5) 15 Marrom escuro Forte 145 (± 5) 27 Preto
1.5- Composição química do café
O café possui apenas 1 a 2,5 % de cafeína e diversas outras substâncias em maior quantidade (Tabela 4). E estas outras substâncias podem até ser mais importantes do que a cafeína para o organismo humano.
O grão de café (café verde) possui além de uma grande variedade de minerais como potássio (K), magnésio (Mg), cálcio (Ca), sódio (Na), ferro (Fe), manganês (Mn), rubídio (Rb), zinco (Zn), Cobre (Cu), estrôncio (Sr), cromo (Cr), vanádio (V), bário (Ba), níquel (Ni), cobalto (Co), chumbo (Pb), molibdênio (Mo), titânio (Ti) e cádmio (Cd); aminoácidos como alanina,
arginina, asparagina, cisteína, ácido glutâmico, glicina, histidina, isoleucina, lisina,metionina, fenilalanina, prolina, serina, treonina, tirosina, valina; lipídeos como triglicerídeos e ácidos graxos livres , açúcares como sucrose, glicose, frutose, arabinose, galactose, maltose e polissacarídeos. Adicionalmente o café também possui uma vitamina do complexo B, a niacina (vitamina B3 , PP ou "Pelagra Preventing" do inglês) e, em maior quantidade que todos os demais componentes, os ácidos clorogênicos, na proporção de 7 a 10 %, isto é, 3 a 5 vezes mais que a cafeína.
1.6- Atividade antioxidante do café
Os compostos antioxidantes protegem os sistemas biológicos contra os efeitos maléficos de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio derivados do metabolismo normal ou de origem externa que podem danificar vários tipos de macromoléculas celulares como lipídios, proteínas e DNA. Entre os compostos vegetais com atividade antioxidante, destacam-se os polifenóis. A principal classe de compostos fenólicos é representada por ácidos hidroxicinâmicos, encontrados em quase todas as plantas, sendo o principal representante o ácido caféico, que ocorre, em muitos alimentos, esterificado ao ácido quínico, sendo chamado de ácido clorogênico.
A atividade antioxidante da bebida do café resulta, principalmente, da presença de cafeína, trigonelina, ácido cafeico, produtos da reação Maillard, de compostos voláteis tais como furanos e pirróis e de compostos polifenólicos, cujos principais representantes são os ácidos clorogênicos (ACG) e flavonóides
[NEBESNY, BUDRYN, 2003].O café,
uma das bebidas mais consumidas, é a prinicipal fonte de ácido clorogênico da dieta humana. Assim, a atividade antioxidante da bebida de café pode ser determinada pela contribuição de substâncias antioxidantes de ocorrência natural e induzidas pela torrefação e processamento do café. A torrefação pode levar à perda de polifenóis, devido à degradação térmica progressiva. Contudo, este efeito pode ser minimizado pela formação de produtos antioxidantes da reação de Maillard. A atividade antioxidante pode auxiliar na redução do risco de doenças crônicas não transmissíveis como diabete, Parkinson, Alzheimer, catarata, doenças cardiovasculares e todos os tipos de câncer
(FARAH& TRUGO). 1.7. Proantocianidinas
As proantocianidinas (Figura 1) correspondem atualmente à designação que até alguns anos era dada aos taninos condensados. A relevância destes
compostos, ao nível do seu papel e função nos produtos de origem vegetal, tem merecido grande destaque nos últimos anos, não só devido ao seu importante papel na Enologia, como também dos seus potenciais e benefícios para a saúde humana (JORDÃO et al, 1998).
O HO OH OH OH OH O HO OH OH OH OH O HO OH OH OH OH n 1 2 3 4 5 6 7 8
Figura 1. Estrutura das proantocianidinas (CHANG, 2000).
Estes compostos são responsáveis pelas características gustativas dos vinhos, cafés, chás, bem como na cor e sabor destes devido à sua associação com as antocianinas. Por outro lado, reagem com as proteínas da saliva, sendo esta reação a responsável pela adstringência evidenciada na bebida de cafés. Estes compostos podem ser determinados pelo método da vanilina. Este ensaio é amplamente utilizado na determinação quantitativa de taninos condensados em extratos vegetais e se baseia na reação da vanilina com o anel A substituído na posição meta de um flavanol que leva à formação de um grupo cromóforo que absorve próximo de 500 nm. A Figura 2 mostra a reação da vanilina com uma proantocianidina.
O OH OH OH OH HO O CH3O O OH OH OH OH HO OCH3 HO C O H H+ -H2O A B A B
Figura 2. Reação da vanilina com o anel A da proantocianidina (CHANG, 2000).
Uma das vantagens de se usar este método é que o padrão de substituição do anel B não interfere nesta análise.
1.8- Objetivo
O presente trabalho tem por objetivo identificar e quantificar os constituintes químicos da variedade do café (coffee arábica) e de sua palha provenientes da região do cerrado mineiro (Município de Araguari-MG).
2. METODOLOGIA EMPREGADA
2.1- Obtenção das amostras
Foram utilizados grãos de café da marca NuanceTM, gentilmente cedidos Cooperativa dos Cafeicultores do Cerrado (COOCACER, Araguari-MG) da variedade Mundo-novo no mesmo grau de maturação e beneficiamento de suas palhas.
2.2- Processo de Torrefação
As amostras com aproximadamente 500g foram torradas em um microtorrador elétrico (PinhalenseTM) para amostras . Foi
utilizada a torra média com uma temperatura de 140 ºC (± 5 ºC) durante cinco minutos.
2.3- Umidade
Para a determinação da umidade utilizou-se uma balança de luz infra-vermelha da marca Kett, modelo FD-600. As amostras de 1,00g foram deixadas a uma temperatura de 105 ºC por quinze minutos até que o teor de umidade ficasse constante.
A umidade do café e da palha torrados deve ser conhecida a fim de que a água existente no café e na palha não seja quantificada como produto em algumas análises executadas. A massa utilizada faz referência à massa seca, subtraindo-se a porcentagem de água e tomando-se uma massa maior para compensar a umidade.
2.4- Sólidos insolúveis e sólidos solúveis em água
1,00g de amostra moída foi colocada em um béquer com 8,0 mL de água quente. A mistura foi aquecida até a ebulição. A água perdida na evaporação foi sendo substituída. Transcorrido o tempo de vinte minutos, a mistura foi filtrada à vácuo em filtro de papel Whatman nº 4 e lavada com 32,0 mL de água quente. O filtro contendo os sólidos insolúveis foi levado à estufa à 105 ºC por quinze horas, sendo então resfriado em dessecador e pesado.
A quantidade de sólidos solúveis foi determinada por diferença entre a massa total da amostra e a massa de sólidos insolúveis.
2.5- Extrato Aquoso
Em um balão de fundo chato foram colocados 2,000g da amostra torrada. Adicionou-se 200,0 mL de água quente, aquecendo em refluxo por uma hora. O conteúdo foi transferido para um balão volumétrico de 500,0 mL. O balão onde foi feito o refluxo foi lavado com 100,0 mL de água quente e esta foi colocada no balão volumétrico. Resfriou-se o balão, o volume foi completado com água e então filtrado. Transferiu-se 50,0 mL do filtrado para um béquer, previamente tarado, sendo colocado em banho-maria até secagem. O béquer foi colocado em estufa a 105 ºC por uma hora, resfriado em dessecador e pesado.
2.6- Análise de Polifenóis
2.6.1- Obtenção dos extrativos
polifenólicos com Metanol-água 8:2(v/v) 1,00 g de amostra torrada foi colocada em um béquer com 30,0 ml da mistura metanol-água. A mistura foi deixada por 24 horas em temperatura ambiente, com agitação e no escuro. Foi então filtrada. Do filtrado obtido retirou-se uma alíquota de 1,00 ml para cálculo de rendimento. Essa alíquota foi levada à
secura em um béquer previamente tarado e sua massa pesada após 18 horas em estufa a 105°C. O restante do filtrado obtido foi evaporado a temperatura < 40°C para eliminar o metanol. Todos os ensaios para a determinação de polifenóis foram feitos com a amostra e sua duplicata, obtida de forma semelhante.
2.6.2- Determinação do teor de fenóis totais pelo método Folin-Ciocalteu
Retirou-se 0,10 ml do extrato bruto e diluiu-se com água até o volume de 50 ml. Desta solução retirou-se uma alíquota de 0,50 ml que foi transferida para um tubo de ensaio. Adicionou-se 2,5 ml de uma solução aquosa do reativo de Folin-Ciocalteu a 10% e 2,0 ml de uma solução de carbonato de sódio a 7,5%. Esta mistura foi mantida em um banho de água a uma temperatura de 50°C por 5 minutos. Esfriou-se a amostra e fez-se a medida de sua absorvância a 760 nm contra um branco contendo os reagentes e água no lugar da amostra. Juntamente com essas medidas, faz-se a preparação de uma reta de calibração com soluções aquosas de ácido gálico (1-50 microgramas mL-¹). As soluções para a construção da reta passam pelas mesmas condições das amostras. A leitura foi feita contra um branco.
2.6.3-Determinação de
proantocianidinas pelo método da vanilina
Retirou-se 0,10 ml do extrato bruto e diluiu-se com água até o volume de 10 mL. Em um tubo de ensaio, colocou-se 1,00 mL do extrato diluído e adicionou-se 2 mL de uma solução recém preparada de vanilina em ácido sulfúrico 70% na concentração de 1,000 g/100mL. Aqueceu-se a solução resultante em banho de água a 50°C por 15 minutos. Mediu-se a absorvância a 500 nm. Juntamente com os extratos, prepara-se uma curva de calibração com catequina em diversas concentrações na faixa de 2,5-40,0 microgramas/mL. Tanto as amostras quanto os padrões da curva de calibração passaram pelo mesmo tratamento. A leitura foi feita contra um branco.
2.6.4- Determinação de hidroxilas fenólicas e carboxílicas por
condutivimetria
As amostras de 500,0mg torradas e moídas foram solubilizadas em 50,0 ml de água. Em seguida a solução a ser titulada, foi filtrada e colocada em um balão de 3 bocas, numa das quais introduziu-se o eletrodo do condutivímetro. Ao balão, foram conectados, uma bureta e um condutor de corrente de nitrogênio, para manter o ambiente inerte. Anotou-se o valor inicial indicado no condutivímetro e, após a adição de cada gota de LiOH 0,1N,
foram registrados os novos valores das condutâncias obtidas. Antes de cada leitura, a solução foi devidamente agitada e deixada estabilizar.
2.7- Determinação de cafeína por gravimetria
2.7.1- Extração
2,00 g da amostra foram colocadas em um béquer. Adicionou-se, cuidadosamente, 4,00 mL de ácido sulfúrico, homogeneizando. A mistura foi aquecida em banho-maria por 15 minutos. Foi adicionado 50,0 mL de água quente e aqueceu-se por mais 15 minutos. Filtrou-se a quente, o béquer e o filtro foram lavados com 3 porções de 10,0 mL de água quente acidulada com ácido sulfúrico. O filtrado e as águas de lavagem foram recolhidos em um funil de separação. Após esfriar, colocou-se 30,0 mL clorofórmio, agitou-se e esperou-se a separação das camadas. A camada orgânica foi decantada através de um filtro umedecido com clorofórmio, para um balão de fundo chato, previamente tarado. A extração com clorofórmio foi repetida com mais 3 porções de 30,0 mL. Os extratos foram reunidos no balão e o clorofórmio destilado até reduzir o volume à cerca de 20,0 mL.
2.7.2- Gravimetria
O balão com 20,0 mL de clorofórmio, onde estava contida a cafeína
extraída, foi levado a banho-maria até secura. Aqueceu-se em estufa a 100°C, por 1 hora, resfriou-se em dessecador e pesou-se.
2.8- Determinação eletrométrica do pH Pesou-se 10,00 g da amostra que foram transferidas para um erlenmeyer de 250,0 mL, com o auxílio de 100,0 mL de água a 25°C, recentemente fervida. O conteúdo do frasco foi agitado até que as partículas ficassem uniformemente suspensas. Agitou-se o frasco, ocasionalmente por mais 30 minutos, após esse tempo, como não houve dissolução completa, a mistura foi deixada em repouso por 10 minutos. O líquido sobrenadante foi decantado para um frasco seco e o pH imediatamente determinado.
2.9- Atividade Antioxidante
- Preparação dos extratos das amostras: Pesou-se 1,00g de café e adiciona-se 20,0mL de água à temperatura ambiente. Deixou-se ferver por 10 min, filtrou-se para um balão de 50ml e completou-se o volume com água fervente.
- Quantificação dos extrativos: Recolheu-se 1,00mL do extrato o qual foi Recolheu-secado num tubo de ensaio a 105ºC, durante 6 horas. Deixou-se o tubo resfriar a temperatura ambiente e pesa-se até peso constante.
- Preparação dos analitos: Em tubos de ensaio, colocou-se soluções de quatro concentrações diferentes, contendo extrato de café e uma solução de DPPH • 50µg.mL
-1
em etanol).
1ª solução, [100%] => 0,1mL extrato de café + 3,9mL DPPH•;
2ª solução, [66,7%] => Mistura de 0,5mL de água + 1mL de extrato de café. Retira-se 0,1mL desta mistura e acrescenta-Retira-se 3,9mL da solução de DPPH•;
3ª solução, [33,3%] => Mistura de 2,0mL de água + 1mL de café. Retira-se 0,1mL desta mistura e acrescenta-se 3,9mL da solução de DPPH•;
4ª solução, [16,7%] => Mistura de 5,0mL de água + 1mL de café. Retira-se 0,1mL desta mistura e acrescenta-se 3,9mL da solução de DPPH•;
Branco: Repetiu-se o mesmo procedimento com as quatro concentrações, mas usando metanol no lugar do DPPH•.
As absorbâncias dos analitos foram medidas por Espectrofotometria no Ultravioleta na região próxima de 517 nm.
3- RESULTADOS E DISCUSSÕES
3.1- Umidade
De acordo com a portaria nº 377, de 26 de abril de 1999, o café torrado deve conter um teor de umidade de no máximo 5%. A umidade varia com a torração que
os grãos de café são submetidos, quanto maior o grau de torra, menor a umidade do café.
A tabela 5 mostra os resultados obtidos para as amostras analisadas e revela que as mesmas estão dentro do padrão estabelecido pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). A palha do café apresentou um teor de umidade dentro do padrão estabelecido para o café.
Tabela 5: Teor de umidade nas amostras de café e palha
Amostra Teor de
umidade (%)
Café 3,5 Palha 3,0 3.2- Sólidos insolúveis e sólidos
solúveis em água
As amostras analisadas apresentaram uma quantidade relativamente alta de sólidos insolúveis (Tabela 6), sendo que o café obteve uma quantidade maior de insolúveis do que a palha (MARTINS et. al , 2007).
Tabela 6: Valores obtidos de sólidos solúveis e insolúveis em água
Amostra ( g de sólidos insolúveis/g café) (g de sólidos solúveis/g café) Café 0,6603 0,3397 Palha 0,5538 0,4462
3.3- Extrato Aquoso
A ANVISA estabelece que o café torrado deve apresentar um valor mínimo 25% de extrato aquoso e as amostras estudadas estão dentro do padrão estabelecido (MARTINS et. al 2007). A porcentagem de extrato foi obtida através da equação abaixo:
Extrato Aquoso % (p/p) = 100 . N . 10 P Onde: N = g do extrato aquoso
P= g da amostra
A palha do café apresentou um maior valor para a porcentagem de extrato aquoso (Tabela 7), ou seja, ela extrai mais substâncias da água do que o café, logo apresenta maior quantidade de sólidos solúveis como foi obtido na realização das análises.
Tabela 7: Porcentagem de extrato aquoso
3.4- Análise de Polifenóis
3.4.1- Obtenção dos extrativos polifenólicos com Metanol-água 8:2(v/v) O rendimento obtido para os extrativos polifenólicos são estatisticamente semelhantes. O café e a palha apresentaram valores muito próximos como pode ser observado na Tabela 8.
Tabela 8: Rendimento dos extratos polifenólicos.
Amostra Rendimento (%) Café 31,46 Palha 30,57
3.4.2- Determinação do teor de fenóis totais pelo método Folin-Ciocalteu
Esse método utilizado para determinação do teor de fenóis totais está baseado nos estudos de Singleton e Rossi, que estudaram as características do reagente Folin-Ciocalteau (ALVES, 1994). O reagente de Folin-Ciocalteau é constituído pela mistura dos ácidos fosfomolíbdico e fosfotunguístico, dando origem a uma solução amarela.
A partir da determinação das absorbâncias obtidas para as amostras de concentração conhecida de ácido gálico, foi traçado uma curva de calibração (Figura 5).
Curva de Calibração Ácido Gálico
y = 0,0159x + 0,0779 R2 = 0,9994 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 10 20 30 40 50 60 concentração ác. gálico(ug/mL) A b so rvân ci a
Figura 5: Curva de Calibração para o ácido gálico.
Amostra Extrato Aquoso (%)
Café 34,41 Palha 39,46
Os resultados obtidos para o teor de fenóis totais, expresso em mg ácido gálico/ grama de café, disponível na tabela 9, mostra que o café apresentou uma quantidade maior de fenóis totais do que a palha.
Tabela 9: Teor de fenóis totais. Amostra (mg de ácido
gálico/g de café)
Café 75,99 Palha 23,63
3.4.3- Determinação de
proantocianidinas pelo método da vanilina
Esse método é muito utilizado na determinação quantitativa de taninos condensados em extratos vegetais. A partir da determinação das absorbâncias para as amostras de concentrações de catequina conhecidas, foi traçada uma curva de calibração (Figura 6).
Curva de Calibração com Catequina
y = 0,0253x + 0,0557 R2 = 0,9958 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 0 10 20 30 40 50 60
concentração de catequina (ug/mL)
A b so rv ân ci a
Figura 6: Curva de Calibração com Catequina
O teor de proantocianidinas, expresso em mg de catequina/grama de café, revela que a palha possui uma maior concentração de proantocianidinas do que o café. Os valores obtidos estão na tabela 10.
Tabela 10: Valores obtidos para o teor de proantocianidinas. Amostra mg de catequina/g de café Café 16,52 Palha 21,97 3.4.4- Determinação de hidroxilas fenólicas e carboxílicas por condutivimetria
Essa análise foi feita pelo método da titulação condutivimétrica, que oferece algumas vantagens, como por exemplo, utilizar solventes aquosos neutros e de ter a medida do ponto de equivalência facilitada. As reações envolvidas são de neutralização das hidroxilas fenólicas por hidróxido de lítio. A porcentagem de hidroxilas fenólicas totais foi determinada diretamente pela equação:
%OH fenólico total = M x V x 1700 m
Onde: M = molaridade da solução de hidróxido de lítio;
V = volume de solução de hidróxido de lítio em mililitros, gasto na titulação; m = massa da amostra em miligrama.
Para cada gráfico foi determinado o ponto de interseção entre as duas retas, que indica o ponto de equivalência.
A Figura 7 mostra um gráfico típico para as titulações (ERICH et al, 2007).
Hidroxilas Fenólicas Café
540 560 580 600 620 640 660 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Volume LiOH (mL) C o nduti v id a d e
Figura 7: Gráfico característico de titulação com LiOH das amostras de café.
A palha do café apresentou um maior teor de grupos carboxílicos e hidroxílicos fenólicos do que o café de qualidade superior, em comparação com cafés de bebida mole do cerrado (Tabela 11). A acidez da bebida da palha é maior do que a bebida do café. Este fato pode ser atribuído ao alto teor de hidroxilas carboxílicas e fenólicas na palha.
Tabela 11: Teor médio (%) de grupos hidroxílicos carboxílicos e fenólicos do café e de suas palhas.
Variável Palha Café
OHcarboxílico 0,85 0,32
OHfenólico 1,08 0,96
OHtotal 1,93 1,28
3.5- Determinação de cafeína por gravimetria
A porcentagem de cafeína obtida pelo método gravimétrico mostra que o café apresenta uma quantidade maior desse alcalóide. Os valores obtidos estão apresentados na Tabela 12 (MARTINS et. al, 2007). O cálculo da porcentagem de cafeína foi obtido pela equação:
Cafeína % (p/p) = 100 x N P Onde: N = gramas de cafeína. P = gramas da amostra.
Tabela 12: Porcentagem de cafeína
Amostra Cafeína (%) Palha 0,81
Café 3,85
Os valores encontrados para o teor de cafeína na palha do café estão bem próximos com os encontrados por BARCELOS et al. (1997a) e BARCELOS et al. (1997b) que foram de 0,86 e 0,81% de cafeína.
3.6- Determinação eletrométrica do pH A acidez é uma qualidade desejada na bebida do café, desde que não seja acentuada. De acordo com a literatura (SIVETZ et al., 1979) o pH do café deve ter valores entre 4,9 e 5,1 (± 0,1 - 0,2). O café apresentou um pH maior do que a palha (Tabela 13), mostrando que o café é menos ácido do que a palha (ERICH et al, 2007).
Tabela 13: Valores obtidos para o pH Amostra pH
Café 5,23 Palha 4,21
3.7- Atividade Antioxidante
A atividade antioxidante do café e das suas palhas, medida pela ação sequestrante do radical livre DPPH•, está expressa em mg de café (ou palha)/mg de DPPH• (Tabela 14). Quanto menor a massa de café ou de palha necessária para reagir com o DPPH• melhor será a atividade antioxidante da sua bebida. A massa de café necessária para reagir com o DPPH• foi aproximadamente seis vezes menor que a da palha. A tabela 14 mostra os valores encontrados.
Tabela 14: Resultados da atividade antioxidante
Amostra mg/mg DPPH•
Café 1,10 Palha 6,41
Os gráficos apresentados nas Figuras 8 e 9 mostram a cinética da reação dos compostos bioativos presentes nos extratos de café e da palha com o radical livre DPPH•. Café 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 10 20 30 40 50 60 Tempo (min) DP P H ( % ) 45,75 30,65 15,10 7,78
Figura 8: Gráfico da %DPPH consumida durante 1 hora no café
Palha 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 10 20 30 40 50 60 Tempo (min) DP P H ( % ) 79,00 52,93 26,07 13,43
Figura 9: Gráfico da % DPPH• consumida durante 1 hora na palha
Observando-se os dois gráficos, percebe-se que o consumo de DPPH• foi maior para o café, o que indica que o poder antixodante do café é maior que o da palha.
4- CONCLUSÃO
O café e a palha apresentaram um teor de umidade dentro do padrão estabelecido pela ANVISA.
O café possui maior quantidade de sólidos insolúveis,. portanto, menor porcentagem de extrato aquoso do que a palha. Além disso, o café possui maior quantidade de cafeína.
A palha é mais ácida do que o café. A maior acidez da palha se deve principalmente da presença de maior concentração de hidroxilas fenólicas que acentuam o caráter ácido da palha do café. E como conseqüência o pH da palha é menor que o do café.
A palha possui uma maior concentração de proantocianidinas do que o café, sendo responsável pelo sabor adstringente da palha.
Como o café possui um teor maior de fenóis totais é de se esperar que ele possua maior atividade antioxidante, fato que foi comprovado experimentalmente. A quantidade de palha necessária para reagir com o DPPH foi quase seis vezes maior que a do café, indicando que o potencial antioxidante do café é bem maior que o da palha.
Algumas análises realizadas servem para diferenciar bastante as características do café e da palha como a quantidade de cafeína, teor de fenóis de totais e atividade
antioxidante, os quais são parâmetros que podem ser utilizados na análise de amostras de cafés comerciais para verificar se há adição da palha do café na amostra. 5- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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