Extração de Cafeína a partir de Café

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO PARÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E TECNOLOGIA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
CAMPUS XX
Ana Paula dos Santos Foro
Daniel Moura de Miranda
Isaias de Araújo Sousa
 RELATÓRIO DE PRÁTICA LABORATORIAL
 Extração de cafeína
CASTANHAL
2018
Ana Paula dos Santos Foro
Daniel Moura de Miranda
Isaias de Araújo Sousa
 RELATÓRIO DE PRÁTICA LABORATORIAL
 Extração de cafeína
Trabalho apresentado como requisito parcial de avaliação da disciplina Estrutura e Reatividade dos Compostos Orgânicos, ministrada pelo prof. Mest. José Edson de Sousa Siqueira
CASTANHAL
2018
1– Introdução 
Alcalóides são compostos orgânicos encontrados em produtos naturais que podem produzir efeitos fisiológicos no organismo humano. Dependendo da dose utilizada, tais efeitos podem ser tóxicos ou terapêuticos. Cafeína, teofilina, teobromina, pilocarpina, entre outros, são alcalóides utilizados em medicamentos e processos para extraí-los de produtos naturais são de grande interesse para a indústria alimentícia.
A cafeína é um alcalóide farmacologicamente ativo pertencente ao grupo das metilxantinas, constituintes químicos importantes de varias bebidas alimentícias e estimulantes não alcoólicos. Podendo ser encontrado em mais de 63 espécies de plantas, como no guaraná ou na erva-mate. Segundo a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) o nome sistemático da cafeína é 3,7‐Dihidro‐1,3,7‐trimetil‐1H‐purina‐2,6 diona, habitualmente designado por 1,3,7‐trimetilxantina,com fórmula molecular C8H10N4O2 e de massa molar 198,19 g/mol. É considerada a substância psicoativa mais consumida no mundo, isso advém da sua presença nos três tipos de bebidas mais consumidos no mundo, que são chá, café e refrigerante. Entre os alimentos que contem a cafeína, o café é uma das principais formas de sua ingestão.
 O primeiro processo de isolamento da cafeína foi realizado pela primeira vez, a partir do café, pelo químico alemão Friedlieb Ferdinand Runge em 1819, ele a nomeou de Kaffebase (base que existe no café).
O termo cafféine (designação francesa para cafeína) apareceu pela primeira vez no artigo de Pierre‐Joseph Pelletier que em1821 com a ajuda de Pierre Jean Robiquet e Joseph Bienaimé Caventou, realizaram um experimento de isolamento da cafeína. 
Em 1827 M. Oudry isolou a ‘teína’ a partir do chá. Até o final do século XIX, acreditava-se que a ‘teína’ era uma substancia diferente da à cafeína. Somente no inicio do século XX, Muldler e Carl Jobst demostraram que era a mesma substância. 
O objetivo central da aula pratica foi: realizar a extração da cafeína a partir da associação entre o café comercial, solventes e reagentes. Para compreender as etapas de obtenção de substâncias de produtos naturais.
2- Material e Métodos 
 2.1 – material 
 Material utilizado para a pratica de extração da cafeína
Vidrarias 
Bastão de vidro
Erlenmeyer de 200 mL
Erlenmeyer de 500 mL
Proveta de 100 mL
Proveta de 250 mL
Funil de decantação de 125 mL
Funil de decantação de 250 mL
Funil de Buchner
Funil para líquidos 
Kitassato
2 placas de Petri 
 Equipamentos 
Suporte universal
Espátula
Aro
Balança analítica 
Filtro de papel
Chapa de aquecimento 
Bomba de vácuo 
Reagentes 
Carbonato de Cálcio
Cloreto de sódio 
Café 
Solventes
Clorofórmio 
Água destilada 
2.2- Métodos 
Foi utilizada a balança analítica, com um vidro de Petri, e com o auxilio de uma espátula para efetuar a retirada do material, para pesar 10 g de café. Em outro vidro de Petri foi feita a pesagem de 5 g de carbonato de cálcio.
Em uma proveta de 250 mL foi medido 180 mL de água destilada, a água foi transferida para um Erlenmeyer onde foram adicionadas as 10 g de café e 5 g de carbonato de sódio, formando uma solução. A solução foi posta na chapa de aquecimento, por 30 minutos contados após o inicio da ebulição, essa solução foi mexida a cada 4 minutos com um bastão de vidro.
Após os 30 minutos de fervura, a solução foi posta na bancada para esfriar por cerca de 10 minutos, logo após, foi levada para a filtração. A filtração foi realiza com funil de Buchner, Kitassato, filtro de papel e uma bomba de vácuo. O filtrado foi transferido para um Erlenmeyer de 500 mL, onde foram adicionados 5 g de cloreto de sódio que também foi pesado utilizando a balança analítica e o vidro de Petri.
Utilizando a proveta de 100 mL, foi medido 25 mL do solvente clorofórmio e adicionado a um funil de decantação com metade da solução de café, depois dessa junção, o funil de decantação foi agitado 3 vezes, sempre abrindo para que os gases saíssem. Esse processo foi efetuado outra vez com a segunda parte da solução. Após essa agitação, foi formada a emulsão (mistura de parte polar e apolar) e uma parte polar, como mostra a imagem 1.
 Imagem 1: Mistura da solução de café com clorofórmio 
A emulsão foi separada em um Erlenmeyer, a parte polar foi descartada. A formação de emulsão com adição de clorofórmio deve-se a parte polar contida no solvente puxar para si toda parte apolar do café (cafeína), esse processo chama-se separação liquído-liquído.
Depois da separação da emulsão, foi adicionado, novamente, 25 mL de clorofórmio e agitado, após a agitação observou-se a formação de 3 partes no funil de decantação, uma parte aquosa (parte de cima), uma parte emulsificada (meio) e uma parte apolar ( parte de baixo), como mostra a imagem 2. Imagem 2: emulsão após a mistura com clorofórmio.
Em seguida, a parte apolar, que contém a cafeína, foi colocada em um Erlenmeyer para evaporar o solvente e restar apenas à cafeína. 
3- Resultados 
Após, aproximadamente, 32 horas, a parte apolar da solução que foi posta em um Erlenmeyer para evaporação do solvente, continuava líquida, como mostra a figura 3. Isso se deve a combinação de dois fatores, a falta de tempo para a realização da evaporação por completo e a deficiência do laboratório para aparelhos específicos como Evaporador rotativo e capela de exaustão, a qual se encontrava quebrada no momento da realização o experimento.
Imagem 3: parte apolar reservada para a evaporação do solvente após 32 horas.
4- Conclusão
Um dos objetivos centrais da aula pratica era a extração da cafeína a partir do café comercial, esse objetivo não pode ser concluído totalmente, pois falta de equipamentos apropriados e tempo para a realização da evaporação do solvente fez com que a solução permanecesse líquida. O objetivo referente à compreensão o processo e extração de cafeína foi concluído, pois durante a aula foi mostrado quais as etapas, equipamentos, solventes e reagentes são necessários para a realização desse processo. 
5- Referências 
Aranda Saldafia, Marleny Doris EXTRAÇÃO DE ALCALÓIDES DE PRODUTOS NATURAIS COM FLUIDOS SUPERCRÍTICOS. I Marleny Doris Aranda Saldafia. -- Campinas, SP: [s.n.], 2002. Disponível em < http://repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/267420 > 
M.C.R. CAMARGO, M.C.F. TOLEDO TEOR DE CAFEÍNA EM CAFÉS BRASILEIROS. Disponível em < http://awmueller.com/psicologia/saude_teor_cafeina.pdf > 
TECNOLOGIA, Uévora escola de ciência e. A CAFEÍNA. Disponível em 
< http://www.videos.uevora.pt/quimica_para_todos/qpt_R10-CafeC-na_1_UEline.pdf >
COÊLHO, Sidney. SÍNTESE DE ISOLAMENTO DA CAFEÍNA. Disponível em < http://www.ebah.com.br/content/ABAAAgEWUAF/sintese-isolamento-cafeina > 
UFSC, Universidade Federal de Santa Catarina -. EXTRAÇÃO DA CAFEÍNA. Disponível em < http://nuquiocat.quimica.blumenau.ufsc.br/files/2015/07/EXPERIE%CC%82NCIA-03_Extrac%CC%A7a%CC%83o-da-cafei%CC%81na-1.pdf >.