A extração de cafeína em bebidas estimulantes: uma nova abordagem para um experimento clássico em química orgânica

Caffeine extraction procedures from water soluble and water insoluble materials for preparing stimulating beverages are described. Water soluble materials used were instant tea and coffee and water insoluble materials were, among others, guaraná powder and maté leaves. The extraction of caffeine from water soluble materials, especially instant tea, is more suitable for an organic chemistry teaching laboratory than the classic experiment using tea leaves, due to the economy of time and a larger amount of extracted caffeine. The procedure is time-saving and requires only a four-hour period. The experiments illustrate the extraction process as used in undergraduate organic chemistry laboratories.

EXTRAÇÃO DOS ALCALÓIDES: CAFEÍNA E TRIGONELINA DOS GRÃOS DE CAFÉ COM C SUPERCRÍTICO

A descafeinação do café canephora é vantajosa tanto para a obtenção da cafeína quanto para valorização desta espécie. A cafeína, subproduto da descafeinação, atua como estimulante e diurético no organismo e é usado pelas indústrias de bebidas de refrigerante e farmacêutica. Existem patentes industriais aplicando CO2 supercrítico na extração da cafeína do café. Porém pouco é divulgado sobre a extração da trigonelina (alcalóide importante na formação da vitamina‘ niacina’), que atua no sistema nervoso central, na secreção da bile e no intestino. O objetivo deste trabalho foi levantar subsídios experimentais e teóricos para a extração de alcalóides dos grãos de café canephora, variedade robusta, usando CO2 supercrítico. Os dados foram obtidos num aparelho de extração a altas pressões onde as variáveis termodinâmicas são independentemente controladas. Os alcalóides foram analisados por Cromatografia Liquida de Alta Eficiência (CLAE). As solubilidades da cafeína pura e a obtida dos grãos de café no CO2 supercrítico foram determinadas a 313, 323 e 343 K, de 9,5 a 23,5 MPa. Os resultados revelam a existência de um comportamento retrógrado para a solubilidade da cafeína pura e a obtida dos grãos de café; também mostram a seletividade do CO2 supercrítico pela cafeína quando comparada a trigonelina. A modelagem termodinâmica do equilíbrio sólido-fluido usando uma equação de estado de quarta ordem correlacionou satisfatoriamente as solubilidades da cafeína pura no solvente supercrítico.

Compostos bioativos em café integral e descafeinado e qualidade sensorial da bebida

O objetivo deste estudo foi determinar a qualidade sensorial de café (Coffea arabica) descafeinado e integral, os níveis de compostos bioativos, antes e após a torração, e a estabilidade destes após a extração da bebida. A análise sensorial foi realizada por meio do método oficial brasileiro de classificação do café. As análises de cafeína, trigonelina e ácido clorogênico foram realizadas por cromatografia líquida de alta eficiência. O delineamento experimental foi o inteiramente ao acaso, em parcelas subdivididas com quatro tipos de café, cinco tempos de análise e três repetições. Na análise sensorial, foi observado que as características sensoriais, presentes na amostra integral, foram perdidas após o processo de descafeinação. Na variável concentração de trigonelina, não houve diferença significativa entre as amostras integrais e descafeinadas. As concentrações para as amostras de café descafeinado verde e integral torrado não foram alteradas após 4 horas de extração. Houve redução significativa na concentração do ácido clorogênico após a torração, após o processo de descafeinação, e com o decorrer do tempo de extração. Quanto à cafeína, não houve diferença significativa após a torração e nem com o passar do tempo após a extração. A descafeinação e a torração afetaram a qualidade sensorial do café e alteraram a concentração dos compostos bioativos.

Métodos de análise orgânica do café. II. Comparação entre métodos de determinação da cafeína em café verde

O método micro Bailey-Andrew, oficial da A. O. A, C. (1970) e o proposto por NAVELLIER et al. (1969) para determinação de cafeína em café, foram comparados. Para extração e purificação seguiu-se os dois métodos citados e para a determinação propriamente dita utilizou-se o peso, nitrogênio total, espectrofotometria com correção da linha de base e o pico à 273 nm. As seguintes conclusões foram tiradas: a) A determinação por pesagem não deve ser utilizada para nenhum dos dois métodos de extração e purificação, pois além dos valores encontrados serem bem acima dos reais, os coeficientes de variação também foram altos. b) O método de extração e purificação de NAVELLIER et al. (1969) não consegue remover interferentes nitrogenados, mas talvez possa ser utilizado quando a cafeína é determinada por espectrofotometria com correção da linha de base. c) Não houve diferença significativa entre a determinação da cafeína pelo nitrogênio e espectrofotometria com correlação da linha de base quando se seguiu a extração e purificação da A, O. A. C. (1970).

Metodologia para análise simultânea de ácido nicotínico, trigonelina, ácido clorogênico e cafeína em café torrado por cromatografia líquida de alta eficiência

A reverse phase liquid chromatography method was developed for simultaneous determination of trigonelline, caffeine, nicotinic and chlorogenic (5-CQA) acids in roasted coffee. A gradient of acetic acid/acetonitrile was used as mobile phase and detection was carried out in the UV. The samples were extracted with acetonitrile/water (5:95 v/v) at 80 ºC/10 min. Good recovery (89 to 104%), repeatability and linearity were obtained. Detection limits of 0.01, 0.15, 0.04 and 0.04 mg mL-1 were observed for nicotinic acid, trigonelline, 5-CQA and caffeine. The method, applied to arabica and robusta coffees with different degrees of roasting, was efficient and fast (~35 min) and also allowed identification of cinnamic acids.

Efeito do solvente na extração de ácidos clorogênicos, cafeína e trigonelina em Coffea arabica

In this research work the effects of four solvents and their mixtures on the extraction of chlorogenic acids, caffeine and trigonelline in crude extracts of four coffee cultivars, traditional red bourbon, IAPAR59, IPR101 and IPR108 cultivars, were investigated by UV spectrophotometry and UV spectra obtained from RP-HPLC-DAD. The experimental results and the principal component analysis of UV spectra showed that the effect of solvent extraction of the metabolites does not depend on cultivars, because the spectral characteristics are similar, but the concentrations are different. The UV and UV-DAD spectra for four simplex centroid design mixtures were also similar but the concentrations of caffeine, trigonelline and the chlorogenic acids are different and depend on the solvent used in the extraction.

TEOR DE CAFEÍNA EM CAFÉS BRASILEIROS

Diferentes marcas de café em pó e instantâneo, disponíveis no comércio local da cidade de Campinas, foram analisadas com o objetivo de determinar o teor de cafeína nesses produtos. A metodologia utilizada envolveu as etapas de extração com água, limpeza da amostra com acetato de chumbo básico, determinação por cromatografia líquida de alta eficiência e detector de UV-vísivel a 254 nm. Para a separação da cafeína foi utilizada uma coluna Merck C18 (ODS), de 5µm, e fase móvel isocrática composta de metanol-água (25:75, v/v). Os teores de cafeína variaram tanto entre as diferentes marcas e tipos de café analisados quanto em função da técnica de preparo da bebida. Os valores determinados situaram-se na faixa de 0,43 a 0,85 mg/ml para as bebidas preparadas com cafés em pó e de 0,61 a 0,82 mg/ml para o café instantâneo.

Avaliação do efeito da cafeína no teste vestibular

Há controvérsias sobre a interferência da cafeína no teste vestibular. O café é a fonte mais rica em cafeína. Enquanto em alguns serviços os pacientes são orientados a suspender a ingestão de café 24 a 48 horas antes da realização do teste, outros não consideram necessária a suspensão da ingestão dessa bebida. OBJETIVO: Avaliar o efeito da cafeína no resultado do teste vestibular. FORMA DE ESTUDO: clínico com coorte transversal. MATERIAL E MÉTODO: Estudo comparativo, transversal, pareado. O teste vestibular foi realizado em duplicidade, com intervalo máximo de cinco dias entre um e outro exame. No primeiro teste, os pacientes foram orientados a não ingerir café 24 horas antes do exame; no segundo teste, os pacientes foram orientados a beber café como de costume. Todos os participantes tinham indicação clínica de se submeter ao teste vestibular e tinham o hábito de tomar café. RESULTADOS: Participaram do estudo 19 mulheres com idade média de 49,5 anos. O consumo médio de café foi de três xícaras por dia. As queixas de ansiedade e cefaléia foram associadas ao teste realizado com suspensão do café. Não houve diferença estatisticamente significante nos resultados dos exames realizados com e sem ingestão de café. CONCLUSÃO: A ingestão moderada de café não interferiu no resultado do teste vestibular. Considerando ser recomendável que o paciente esteja tranqüilo ao se submeter ao teste vestibular e que a meia-vida da cafeína é de apenas seis horas, sugerimos que a orientação para a suspensão súbita e completa da ingestão moderada de café antes do teste vestibular para os indivíduos habituados à ingestão diária seja reavaliada.

Peso ao nascer e influência do consumo de cafeína

OBJETIVO: Estudar a associação entre consumo de cafeína na gestação e ocorrência de baixo peso ao nascer, prematuridade e restrição do crescimento intra-uterino. MÉTODOS: A investigação se desenvolveu por estudo caso-controle. Foram selecionados 354 recém-nascidos vivos de partos únicos com peso menor que 2.500 g (casos) e 354 com 3.000 g ou mais (controles). A ingesta de cafeína foi calculada considerando-se o consumo diário de café, refrigerante e chá. Os resultados foram ajustados por análise de regressão logística múltipla para as variáveis de confundimento: idade materna, escolaridade, renda, situação conjugal, cor, paridade, fumo, filhos anteriores de baixo peso, peso prévio à gestação, trabalho, intervalo gestacional, consultas durante o pré-natal e hipertensão arterial. RESULTADOS: Os resultados mostraram os seguintes "odds ratio", ajustados entre o consumo diário de cafeína <300 mg/dia e >300mg/dia, e o baixo peso ao nascer, respectivamente: 0,72 (IC95%, 0,45-1,25) e 0,47 (IC95%, 0,24-0,92); prematuridade: 0,59 (IC95%, 0,32-1,09) e 0,32 (IC95%, 0,15-0,72); e retardo do crescimento intra-uterino: 1,16 (IC95%, 0,45-3,01) e 0,64 (IC95%, 0,20-1,98). CONCLUSÃO: Na amostra estudada, a ingesta de cafeína não foi identificada como fator de risco para prejuízo do crescimento intra-uterino ou para a duração da gestação.

Estudos sobre a alimentação mineral do cafeeiro: XIX. extração de micronutrientes na colheita pelas variedades "Mundo novo", "Caturra Amarelo" e "Bourbon Amarelo"

Foi determinado o teor de micronutrientes na casca (polpa) e no grão de café "cereja" das variedades "Caturra Amarelo", "Bourbon Amarelo" e "Mundo Novo" colhidos em plantas cultivadas em três tipos de solos - terra roxa legítima, massapé-salmourão e arenito de Bauru. A análise revelou que as três variedades possuem a mesma composição mineral com respeito aos elementos determinados. O tipo de solo - ou o local - influiu na composição das amostras. Em um saco de café em coco existem quantidades aproximadamente iguais dos elementos na casca e no grão.

Estudo do teor e composição do óleo de algumas variedades de café (Coffea arabica L.)

No presente trabalho foram determinados os teores de extrato etéreo de 19 variedades de café, no estado verde, no torrado, nas bôrras de obtenção caseira da infusão e na bôrra de extração de café solúvel, bem como a fração insaponificável e composição em ácidos graxos de cada óleo. Foi calculada também uma correlação entre o teor de óleo e o extrato aquoso do café torrado. Observou-se que o teor de óleo no café verde variou de 10 a 13% ; no café torrado de 12 a 17% e nas borras do processo caseiro de 7 a 18%. A fração insaponificável do óleo extraido variou de 2 a 5%. As percentagens dos ácidos graxos não variaram acentuadamente de uma variedade para outra, assim como do estado verde para o torrado, podendo-se presumir que a torração pouco afetou êsses ácidos graxos. As diferenças foram maiores quando comparados os teores de ácidos graxos do café verde ou torrado com o das bôrras: observou-se um grande decréscimo do ácido palmítico e aumento dos ácidos olêico, esteárico, linolênico e araquídico. Foi verificada também uma correlação positiva entre o teor de óleo e o extrato aquoso do café torrado.

Métodos de análise orgânica do café. I. Comparação entre métodos de determinação do ácido clorogênico

Três métodos de determinação do ácido clorogênico em café verde foram comparados. Foram utilizadas seis amostras de café, sendo que três de qualidade de bebida Mole e três Rio. Os resultados obtidos com os três métodos para os cafés Rio não diferiram estatísticamente entre si, embora os métodos de MOORES et al. e WEISS (oficial da AOAC) deram valores menores para os cafés Mole em relação ao método cromatográfico de GNAGY modificado. É discutido uma provável interferência da alta atividade da polifenol oxidase geralmente encontrada nos cafés Mole que oxidaria o ácido clorogênico durante a extração pelos dois primeiros métodos.

Qualidade da matéria orgânica de solos sob cultivo de café consórciado com adubos verdes

O aporte de resíduos orgânicos, associado ao processo de humificação, promove melhoria dos atributos do solo e garante ao agricultor a manutenção do sistema produtivo. As leguminosas visam, além do fornecimento de nutrientes para o café, melhorar a qualidade da matéria orgânica do solo com a formação das substâncias húmicas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o impacto do uso de leguminosas, como adubo verde, na qualidade das substâncias húmicas em solos sob café em duas condições edafoclimáticas na Zona da Mata de Minas Gerais. Foram cultivados amendoim forrageiro, calopogônio, estilosantes, mucuna e espécies espontâneas durante quatro anos, em duas propriedades de agricultores familiares. Após quatro anos, realizaram-se a coleta de solo, extração e purificação das SH para obtenção dos ácidos fúlvicos (AFs) e húmicos (AHs). Foram realizadas análise elementar (CHNO), UV-visível, infravermelho e termogravimetria do material purificado. Os resultados evidenciaram que os AHs possuem maior peso molecular, hidrofobicidade, condensação, e compostos aromáticos com maior teor de C, conferindo maior estabilidade estrutural em relação aos AFs. O ambiente voltado para a face sul, com menor incidência de luz, menor temperatura e maior umidade, possui substâncias húmicas estruturalmente mais estáveis e resistentes à degradação do que as extraídas de solo voltado para o noroeste. O tratamento com calopogônio apresentou baixo teor de C e elevado teor de O na composição dos AFs, caracterizando compostos de menor estabilidade estrutural em relação aos AFs, sob os tratamentos com estilosantes, mucuna e espontâneas. Nos AHs, o uso das leguminosas apresentaram resultados semelhantes.

Consumo de cafeína por grávidas usuárias de uma Unidade Básica de Saúde no município do Rio de Janeiro

OBJETIVO: avaliar o consumo de cafeína em gestantes e sua associação com variáveis demográficas, socioeconômicas, reprodutivas e comportamentais e com o estado nutricional materno. MÉTODOS: trata-se de estudo do tipo transversal, realizado entre 2005 e 2007. A presente análise refere-se ao período entre a oitava e a 13ª semana gestacional, sendo realizada com 255 gestantes entre 18 e 40 anos, usuárias de uma Unidade Básica de Saúde no município do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro. A variável "desfecho"foi o consumo de cafeína quantificado por meio de questionário de freqüência alimentar semiquantitativo, previamente validado, o qual continha uma lista de alimentos com 81 itens e oito opções de freqüência de consumo. A ingestão de cafeína foi quantificada a partir do consumo de: chocolate em pó/Nescau®, chocolate em barra ou bombom, refrigerante, café e mate. A análise estatística foi realizada por meio de modelo hierarquizado de regressão linear múltipla. RESULTADOS: a mediana e o consumo médio de cafeína foram, respectivamente, de 97,5 e 121,1 mg (desvio padrão, dp=128,4). Já o consumo elevado da substância (>300 mg/dia) foi observado em 8,3% das gestantes. No modelo multivariado, observou-se que mulheres cuja menarca ocorreu mais cedo (β=-0,15), com maior número de pessoas vivendo na casa (β=0,17) e que não faziam uso de medicamentos (β=-0,24) apresentaram maior tendência ao consumo elevado de cafeína e esta foi estatisticamente significativa (p<0,05). CONCLUSÕES: o consumo de cafeína pela maioria das gestantes foi inferior ao limite de 300 mg/dia preconizado em outros estudos. Observou-se tendência ao consumo elevado de cafeína nas gestantes cuja menarca ocorreu mais cedo, com maior número de pessoas vivendo na casa e que não faziam uso de medicamentos.

EXTRAÇÃO E FRACIONAMENTO DE PRODUTOS DE OCORRÊNCIA NATURAL COM FLUIDOS SUPERCRITICOS

O uso de fluidos supercríticos na extração de produtos naturais tem-se mostrado como uma potencial tecnologia, apresentando inúmeras vantagens em relação à extração com solventes comuns. Nos processos envolvendo produtos naturais incluem-se desde aplicações implantadas em nível comercial, como a descafeinização do café, até investigações a nível laboratorial, tais como a extração de princípios ativos de produtos naturais (como, por exemplo, alcalóides) e encapsulamento de agentes quimioterapêuticos pela cristalização a partir de misturas supercríticas e/ou a utilização de fluidos supercríticos como anti-solventes. Objetivando o levantamento de subsídios experimentais e teóricos que contribuam para o desenvolvimento científico desta promissora tecnologia no Brasil, o Laboratório de Engenharia de Processos de Produtos Naturais do Departamento de Termofluidodinâmica da Faculdade de Engenharia Química da UNICAMP vem se dedicando, nos últimos quatro anos, ao estudo da extração de princípios ativos e do fracionamento de produtos de ocorrência natural utilizando fluidos supercríticos. Neste trabalho, apresenta-se uma exposição das atividades e os resultados obtidos por este grupo de pesquisa na área de extração e fracionamento de produtos de ocorrência natural.