Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Alimentos
TÍTULO: Influência de fatores pré-colheita na qualidade do café conilon cultivado no Estado do Espírito Santo
AUTORES: Martins, J.P. (CEUNES/UFES) ; Baliza, P.X. (CEUNES/UFES) ; Nogueira, C.M. (CEUNES/UFES) ; Tavares, L.A. (CEUNES/UFES) ; Velloso, M.H.R. (CEUNES/UFES)
RESUMO: O Espírito Santo é o maior produtor nacional de café conilon (Coffea canephora). Estudos indicam a existência de um espaço significativo para a melhoria do café conilon capixaba relacionado aos fatores de pré e pós-colheita, sendo a melhoria na qualidade de produção do café conilon um grande desafio para que a sua comercialização seja consolidada e para que o seu valor seja agregado. Nesse trabalho foi realizado um estudo, utilizando 15 amostras de café conilon verde, que procurou relacionar a qualidade do produto, através da composição química das amostras, com as condições de pré-colheita adotadas pelos fornecedores. Para tal foram utilizadas técnicas espectroanalíticas (RMN e Infravermelho) em conjunto com o cálculo estatístico de Análise de Componentes Principais (PCA).
PALAVRAS CHAVES: Café; espectroscopia; PCA
INTRODUÇÃO: Existem várias espécies de café, sendo as mais conhecidas a Coffea Arábica (café arábica) e a Coffea Canephora (café robusta ou conilon). O Estado do Espírito Santo é o maior produtor brasileiro do café conilon e, de acordo com um estudo desenvolvido pela ABIC e CETCAF sobre a qualidade do café produzido no Estado, existe um espaço significativo para a melhoria do café conilon capixaba relacionado aos fatores de pré e pós-colheita.
Várias técnicas espectroanalíticas têm sido utilizadas com sucesso na investigação dos constituintes químicos do café, tais como: cromatografia líquida de alta eficiência (ANDRADE et al.,1998), espectroscopia nas regiões do infravermelho (BOUHSAIN et al., 1999 e BRIANDET et al., 1996) e infravermelho próximo (DOWNEY e BOUSSION, 1996 e ESTEBAN-DÍEZ et al., 2004), cromatografia gasosa (BICCHI et al., 1997), cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (MAEZTU et al., 2001) e a ressonância magnética nuclear (BOSCO et al., 1999 e CHARLTON et al., 2002). Dentre as técnicas citadas a espectroscopia de infravermelho (IV) e a ressonância magnética nuclear (RMN) apresentam como principal vantagem o fato de serem não destrutivas, de não necessitarem do uso de padrões e de possibilitarem a análise das amostras tanto no estado sólido como líquido. Entretanto, o poder e a eficiência das técnicas espectroanalíticas em geral podem ser intensificados pela aplicação dos métodos de análise multivariada, ou seja, métodos quimiométricos. Devido à riqueza de informações frequentemente gerada, torna-se necessário a aplicação conjunta de métodos que possam reduzir a complexidade dos dados e ao mesmo tempo evidenciar as informações mais importantes.
MATERIAL E MÉTODOS: Seleção e preparo das amostras
Foram utilizadas amostras de café conilon cedidas pela Cooperativa dos Produtores Agropecuários da Bacia do Cricaré – COOPBAC. Todas foram fornecidas na forma de café verde em grão. Para a realização dos estudos foram moídas em moinho de facas e peneiradas.
Elaboração do questionário
Elaborou-se um questionário com os fatores relacionados à pré-colheita que poderiam influenciar na qualidade do café. O mesmo foi submetido aos produtores das amostras cedidas pela COOPBAC.
Extrato apolar
Para obtenção do extrato apolar utilizou-se um extrator de soxhlet, 150 mL de hexano e 10 g da amostra de café em pó O sistema ficou em refluxo por 4 horas. Após esse período foi resfriado a temperatura ambiente e quando frio evaporou-se o solvente. O extrato apolar obtido foi analisado por RMN.
Extrato polar
Para obtenção do extrato polar foi utilizado 8 g do pó de café e 60 mL de etanol. A mistura foi deixada em repouso por 12 horas. Após filtrou-se e extraiu-se o solvente. O extrato polar obtido foi analisado por RMN.
Infravermelho
As análises de infravermelho próximo (NIR) foram realizadas no equipamento Nicolet iS10. Todas as análises foram realizadas seis vezes para cada amostra e com o resultado obteve-se um espectro médio que foi utilizado na análise estatística.
Ressonância Magnética Nuclear
Os espectros foram adquiridos em um equipamento Varian (USA), com campo magnético de 11,75 Tesla, a temperatura de 20 0,1oC. Os solventes utilizados foram clorofórmio deuterado (CDCl3) e dimetíl sulfoxido deuterado (DMSO).
Estatística multivariada
A análise estatística dos dados foi feita pelo software The Unscrambler. Foi aplicada a PCA e pré-tratamentos matemáticos, tais como correção de linha de base, normalização e Correção do Efeito Espalhamento Multiplica
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A análise por RMN de 1H do extrato apolar mostrou que o mesmo é constituído basicamente por triglicerídeos. Pela integração dos sinais (SACCHI et al., 1996; VIGLI et al., 2003) obteve-se a seguinte composição média: ácido oléico 22%; ácido linoléico 10% e ácidos graxos saturados 67%. A análise dos dados indicou que a quantidade de linoléico obtida é muito menor que a normalmente observada (40-45%), sendo a quantidade de oléico maior que a descrita na literatura (em torno de 10%) (TANGO, 1971). Essa observação leva a crer que houve um processo de oxidação do ácido linoléico à ácido oléico. Esse processo ocorre, principalmente, devido a condições inadequadas de armazenamento e prejudicam a qualidade do café.
A análise do espectro de RMN de 1H do extrato polar mostrou a cafeína (1) como o constituinte extraído em maior quantidade.
Dentre as principais bandas observadas nos espectros de NIR devemos destacar a banda em 5166 cm-1, relacionada com amidas e carbonila.
A Figura 1 mostra o gráfico dos escores da análise por PCA. Uma explicação do agrupamento observado pode ser dada em função do gráfico de loadings, onde as amostras localizadas em scores positivos, em PC1, estão relacionadas a um carregamento positivo na região 5161 cm-1. Considerando a análise do extrato polar por RMN podemos supor que as amostras com scores positivos, em PC1, possuem uma quantidade maior de cafeína.
Procurou-se relacionar os resultados com os dados do questionário submetido aos produtores, mas infelizmente as respostas não apresentaram variabilidade, não possibilitando a determinação de quais dos fatores relacionados a pré-colheita poderiam ser responsáveis pelos resultados observados.
figura 1
cafeína
CONCLUSÕES: A espectroscopia de RMN forneceu informações interessantes a respeitos dos constituintes presentes nas amostras analisadas. A partir do extrato menos polar foi possível identificar o processo de oxidação dos ácidos graxos presentes. A análise do extrato de maior polaridade permitiu uma melhor interpretação dos resultados obtidos na PCA. Não foram observadas correlações entre os resultados obtidos pela PCA e as informações adquiridas no formulário, indicando que os fatores pré-colheita analisados não são responsáveis pela diferença observada.
AGRADECIMENTOS: À FAPES pelo apoio financeiro.
Ao Prof Rodrigo B. V. Azeredo pelo uso do software The Unscrambler.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ANDRADE, P. B.; LEITÃO, R.; SEABRA, R. M.; OLIVEIRA, M. B. & FERREIRA, M. A. 3,4-Dimethoxycinnamic acid levels as a tool for differentiation of Coffea canephora var. robusta and Coffea arabica. Food Chem., 61, 511-514, 1998.
BICCHI, C. P.; PANERO, O. M.; PELLEGRINO, G. M. & VANNI, A. C. Characterization of Roasted Coffee and Coffee Beveranges by Solid Phase Microextraction-Gas Chromatography and Principal Component Analysis. J. Agric. Food. Chem., 45, 4680-4686, 1997.
BOSCO, M.; TOFFANIN, R.; DE PALO, D; ZATTI, L. & SEGRE, A. High-resolution NMR investigation of coffee. J. Sci. Food Agric., 79, 869-878, 1999.
BOUHSAIN, Z.; GARRIGUES, J. M.; GARRIGUES, S. & GUARDIA, M. Flow injection fourier transform infrared determination of caffeine in coffee. Vib. Spectrosc., 21(1-2): 143-150, 1999.
BRIANDET, R.; KEMSLEY, E. K & WILSON, R. H. Discrimination of Arabica and Robusta in instant coffee by Fourier transform infrared spectroscopy and chemometrics. J. Agric. Food Chem., 44(1): 170-174, 1996.
CHARLTON, A. J.; FARRINGTON, W. H. H & BRERETON, P. Application of 1H NMR and multivariate statistics for screening complex mixtures: Quality control and authenticity of instant coffee. J. Agric. Food Chem., 50, 3098-3103, 2002.
DOWNEY, G & BOUSSION, J. Authentication of coffee bean variety by near-infrared reflectance spectroscopy of dried extract, J. Sci. Food Agric., 71(1): 41-49, 1996.
ESTEBAN-DÍEZ, I.; GONZÁLEZ-SÁIZ, J. M & PIZARRO, C. An evaluation of orthogonal signal correction methods for the characterisation of arabica and robusta coffee varieties by NIRS. Anal. Chim. Acta, 514, 57-67, 2004.
MAEZTU, L.; SANZ, C.; ANDUEZA, S.; DE PEÑA, M. P.; BELLO, J & CID, C. “Characterization of espresso coffees aroma by static headspace GC-MS and sensory flavor profile”. J. Agric. Food Chem., 49, 5437-5444, 2001.
SACCHI, R., PATUMI, M., FONTANAZZA, G., BARONE, P., FIORDIPONTI, P., MANNINA, L., ROSSI, E., SEGRE, A. L., A High-Field 1H Nuclear Magnetic Resonance Study of the Minor Components in Virgin Olive Oils, J. Am. Oil Chem. Soc, 1996,73(6), 747-758.
TANGO, J.S, Utilização industrial do café e dos seus subprodutos. Boletim do Instituto de Tecnologia de Alimentos, 28, 49-73, 1971
VIGLI, G., PHILIPPIDIS, A., SPYROS. A., DAIS, P., Classification of edible oil by employing 31P and 1H NMR spectroscopy in combination with multivariate statistical analysis. A proposal for the detection of seed oil adulteration in virgin olive oils. J. Agric. Food Chem., 2003, 51, 5715-5722.