ÁREA: FEPROQUIM - Feira de Projetos de Química
TÍTULO: A Extração e Quantificação da Cafeína Em Alimentos
AUTORES: JESUS, C. C. (LUMIERE) ; SARMENTO, L. M. (LUMIERE) ; ALEVATE, C. G. (LUMIERE) ; SOARES, G. (LUMIERE) ; ANDRADE, J. M. (LUMIERE) ; PALUMBO, M.N. (LUMIERE) ; SILVA, T.M.T.P. (LUMIERE)
RESUMO: A cafeína (1,3,7-trimetilxantina) é estimulante do sistema nervoso central. Os teores de cafeína variam entre diferentes marcas e tipos de café, guaraná, refrigerantes tipo cola, chás, energéticos e outras bebidas. Além de extrair e quantificar a cafeína dos produtos alimentícios, o objetivo do projeto também é discutir os problemas de saúde causados pelo consumo excessivo da substância, que vão desde uma dor de estômago até um ataque cardíaco.
Os benefícios relacionados ao organismo também são abordados em literatura, como o aumento da capacidade mental e concentração, o poder de melhorar o desempenho atlético, já que aumenta a força e a resistência muscular e ações medicamentosas como o controle de crise asmática.
PALAVRAS CHAVES: cafeína, extração, quantificação
INTRODUÇÃO: A cafeína é um alcalóide farmacologicamente ativo que pertence ao grupo das metilxantinas. É encontrada na natureza em mais de 63 espécies de plantas associadas a outros dois compostos do mesmo grupo: a teofilina e a teobromina. [1]
Esta substância psicoativa é considerada a mais consumida em todo mundo através de suas fontes comuns na dieta, que são chá, café, produtos de chocolate, e refrigerantes. Os principais efeitos fisiológicos atribuídos à cafeína são os de estimulante, diurético e a dependência química. A detecção pode ser feita em todo corpo humano 5 minutos após o consumo, atingindo a concentração máxima aos 20-30 minutos. [2]
Ela é metabolizada no fígado e quando ingerida em excesso pode causar irritabilidade, dores de cabeça, insônia, diarréia e arritmia cardíaca sendo a dose letal para um adulto aproximadamente 10g. [2]
A quantidade de cafeína nas substâncias é dependente de uma série de fatores como a variedade da planta, o método de cultivo, condições de crescimento, além de aspectos genéticos e sazonais. [3]
A extração da cafeína é feita através da extração líquido-líquido utilizando solventes empregados para isolar substâncias dissolvidas de soluções ou misturas sólidas ou ainda para remoção de impurezas solúveis indesejáveis de mistura sendo assim esse projeto tem por objetivo extrair e quantificar a cafeína presente em alimentos consumidos mundialmente, mostrando os diferentes teores encontrados em cada um.
MATERIAL E MÉTODOS: Materiais e reagentes: folhas de chá, pó de guaraná, refrigerante de cola, pó de café normal e descafeínado, carbonato de cálcio, clorofórmio, ácido clorídrico, ácido sulfúrico, hidróxido de amônio, água, papel de filtro, funil de filtração, erlenmeyer, béquer, funil de separação e funil de decantação.
Metodologia: Como a metodologia de extração é variável para os procedimentos destacaram-se os aspectos mais importantes para cada um dos analitos.
Folhas de chá
A mistura de 12,5g de folhas secas de chá, 5g de cabornato de cálcio e 125ml de água foi levada à ebulição por 30 minutos sob agitação e posterior filtração. O sistema foi resfriado e transferido para um funil de separação onde foi adicionado 25ml de clorofórmio decantou-se a mistura em funil retirando a parte inferior em um erlenmeyer e evaporando o extrato obtido.[1]
Pó de Guaraná
A um erlenmeyer de 125mL foram introduzidos 4g de guaraná em pó e adicionados lenta e continuamente 20mL de solução de HCl – 0,2M. O filtrado é transferido para um funil de decantação onde foram adicionados 1mL de hidróxido de amônio concentrado e extraiu-se a cafeína com 15mL de clorofórmio, o extrato obtido é evaporado.[4]
Refrigerante de cola
Em um funil de decantação colocou-se 5mL de refrigerante de cola adicionou-se 10mL de clorofórmio agitando suavemente. Extraiu-se a camada inferior transferindo-a a um erlenmeyer evaporando o extrato obtido.[4]
Pó de café
2g da amostra de café foram adicionados a 10mL de ácido sulfúrico 0,2M e 5mL água em um erlenmeyer de 125ml e levados à ebulição. Filtrou-se o extrato para um funil de separação onde foi adicionado hidróxido de amônio concentrado até o meio ficar alcalino e agitou-se o sistema juntamente a 3mL de clorofórmio. Extraiu-se a fração clorofórmica evaporando o extrato.[5]
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na extração da cafeína em cada um dos alimentos escolhidos percebeu-se que sua concentração depende de vários fatores, incluindo a espécie da semente, tipo de solo de cultivo, granulação da amostra, sazonalidades, entre outros. [3]
Os alimentos analisados estão entre os mais consumidos que contém a molécula em questão, daí a importância desta análise por parte deste projeto. Os valores teóricos para o teor de cafeína nos principais alimentos se encontram na tabela 1.
As extrações são dependentes das interações entre os solventes, sendo a polaridade destes e do analito o principal fator de sucesso da separação. Após a separação do composto em questão em cada tipo de alimento da maneira citada em metodologia obtemos uma massa de cafeína e a partir dela por regra de três pode-se calcular o teor de cafeína na amostra por uma simples regra de três:
Massa da amostra -> 100%
Massa da cafeína -> X
Os valores experimentais encontrados em cada amostra se encontram na tabela 2.
Após a análise dos resultados percebe-se que além de um tempo mais curto as amostras solúveis em água permitem a obtenção de um conteúdo maior de cafeína do que a amostra oriunda das folhas, aumentando o rendimento do processo. Além disso percebe-se que os valores encontrados estão de acordo com os citados a literatura.
CONCLUSÕES: Ao estudar a literatura disponível sobre a cafeína pode-se destacar que a quantidade de cafeína depende de muitos fatores como tipos de grão, formas de preparo, genética entre outros.
Através da determinação de cafeína nos diferentes tipos de alimentos consumidos pela população brasileira, foi possível determinar a grande variabilidade existente com relação ao teor deste alcalóide. Praticamente é impossível uma padronização sobre o teor da mesma nas amostras naturais analisadas até o momento.
AGRADECIMENTOS: Nós queremos agradecer ao Professor Márcio e a Professora Thalita pela dedicação e ajuda no nosso trabalho.Vocês são demais! Muito obrigado!
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1.CAMARGO, M.C.R.; TOLEDO, M.C.F. Teor de cafeína em cafés brasileiros. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v.18, n.4, 1998.
2.FIGUEIREDO, L.; LOPES, G., Obtenção da Cafeína por Extração das Folhas de Chá. 2006 Disponível em: <http://lebm.geleia.net/disc/QO/relat/trabalho1.pdf >. Acesso em 23 junho 2010.
3.BRENELLI, E.C.S., A extração de cafeína em bebidas estimulantes - uma nova abordagem para um experimento clássico em química orgânica. Química Nova, São Paulo, v.26, n.1, 2003.
4.Extração da Cafeína do Guaraná e da Coca-Cola <http://www.mundodoquim ico.hpg.ig.com.br /caf eina.htm> Acesso em 23 junho 2010.
5.Extração e Identificação de Cafeína. Disponível em: <http://www.lapemm.ufbab r/hp2000/ cafei na. h tm>. Acesso em 23 junho 2010.
6.MIRANDA, L.F.; Bioquímica Experimental, Biomoléculas, Ed. Plêiade, São Paulo, p. 196, 2004.
