CAFÉ E SEUS MÉTODOS DE ANÁLISE

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CAFÉ E SEUS MÉTODOS DE ANÁLISE
Componente Curricular: Bromatologia e Análise Bromatológica 
Docente: Flávia Carolina Alonso Buriti
Discente: Brenda Maria Silva Bezerra
CAFÉ 
Café é a denominação dada às sementes de diferentes espécies do gênero Coffea, dentre as quais se destacam a Coffea arábica e a Coffea canephora. Os grãos apenas livres do endosperma constituem o café verde, enquanto que os grãos torrados têm seus açúcares caramelizados e sua umidade reduzida, desenvolvendo assim, o odor característico do café (IAL, 2008). 
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COMPOSIÇÃO QUÍMICA E ANÁLISES DO CAFÉ
O café verde é composto, basicamente, por água, minerais, açúcares, lipídios e proteínas (BARBOSA, F.D, 2011). Quando o café é torrado, os grãos sofrem reações químicas essenciais para a qualidade sensorial e para o desenvolvimento do aroma e do sabor característicos do produto, conferidos por compostos voláteis (SIQUEIRA & ABREU, 2006). 
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ANÁLISES DO CAFÉ
Determinação preliminar de umidade por aquecimento direto a 105ºC;
Determinação de umidade pelo método de Karl Fischer;
Determinação de cinzas;
Determinação de cinzas insolúveis em HCl;
Determinação do extrato aquoso;
Determinação de cafeína.
UMIDADE POR SECAGEM DIRETA A 105ºc
É utilizado apenas para uma avaliação preliminar da umidade do café, sendo a umidade real avaliada pelo método de Karl Fischer. 
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(IAL, 2008).
Pesar 2 a 10 g de amostra em uma cápsula de porcelana, previamente tratada.
Levar à estufa a 105ºC, aquecendo durante 3 horas.
Resfriar em dessecador até temperatura ambiente. Pesar. Repetir a operação de aquecimento e resfriamento até peso constante.
DETERMINAÇÃO DE UMIDADE PELO MÉTODO DE KARL FISCHER
É baseado na reação quantitativa da água com uma solução anidra de iodo e dióxido de enxofre, na presença de uma base orgânica (imidazol), em metanol. 
Esse método permite a detecção de pequenas quantidades de água. 
Na presença de umidade, o dióxido de enxofre é oxidado pelo iodo.
O ponto final da reação é percebido quando não há mais água na amostra e há um excesso de iodo livre (titulante). A coloração da amostra geralmente muda de amarelo para parda.
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(IAL, 2008).
DETERMINAÇÃO DE UMIDADE PELO MÉTODO DE KARL FISCHER
Procedimento:
 Padronizar o reagente de Karl Fischer com água ou com tartarato de sódio dihidratado;
 Titular o metanol (solvente) com o reagente de Karl Fischer, sob agitação, até o ponto final; 
 Adicionar quantidade de metanol titulado na célula de titulação suficiente para cobrir os eletrodos;
 Pesar uma quantidade de amostra que contenha, aproximadamente, 10 a 80 mg de água, introduzi-la na célula e realizar a titulação. 
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(IAL, 2008).
DETERMINAÇÃO DE CINZAS
 As cinzas constituem o resíduo obtido pelo aquecimento de uma amostra em temperaturas entre 550-570ºC. Nesse processo alguns sais podem sofrer redução ou volatilização. 
Normalmente, combina-se o processo de determinação direta da umidade ao de determinação de cinzas, através da incineração do resíduo obtido no primeiro método.
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(IAL, 2008).
Pesar 5 a 10 g da amostra em cápsula, previamente aquecida em mufla a 550ºC, resfriada em dessecador até temperatura ambiente e pesada.
Incinerar a amostra em mufla a 550ºC. Resfriar em dessecador. Pesar.
DETERMINAÇÃO DE CINZAS INSOLÚVEIS EM HCl
A cinza insolúvel em ácido (CIA) é um composto mineral indigestível. Normalmente, seu conteúdo em grãos é baixo e sua presença pode ser um indicativo de adição de minerais por fontes externas, como areia e sílica.
A determinação da CIA é comumente realizada para verificar a adição de material mineral em alimentos. 
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(IAL, 2008; CARVALHO, et al. 2013).
Adicionar às cinzas obtidas por incineração em mufla, 20 mL de HCl 10% v/v
Agitar com bastão de vidro e filtrar em papel de filtro
Lavar a cápsula e o filtro com água quente até não ocorrer mais reação ácida
Transferir o papel filtro contendo o resíduo para a mesma cápsula em que foi feita a incineração
Secar em estufa a 105ºC por 1 hora
Carbonizar o papel cuidadosamente, incinerar em mufla a 550ºC
Resfriar em dessecador até temperatura ambiente
Pesar
Repetir os processos de aquecimento e resfriamento até peso constante.
Determinação do Extrato aquoso
É um indicativo da quantidade de extrato solúvel de café, além de representar um dado importante para se determinar quando substâncias são misturadas ao café.
Esse método é aplicado a amostras em pó provenientes de café em grãos torrados e café torrado e moído.
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(IAL, 2008).
Determinação do Extrato aquoso
Procedimento:
 Pesar 2 g de amostra em béquer de 50 mL. Posteriormente, transferir para um Erlenmeyer de 500 mL com junta esmerilhada, com auxílio de 200 mL de água quente;
 Adaptar o refrigerador de refluxo ao Erlenmeyer e deixar em ebulição por 1 hora. Em seguida, transferir a solução ainda quente para um balão volumétrico de 500 mL;
 Lavar o Erlenmeyer com 100 mL de água quente, posteriormente transferindo-a para o balão;
 Resfriar o balão e completar o volume com água. Adiante, filtrar para um Erlenmeyer de 500 mL;
 Pipetar 50 mL do filtrado e transferir para um béquer de 100 mL previamente tratado em estufa a 105ºC. Em seguida, evaporar em banho-maria até a secagem;
 Aquecer em estufa a 105ºC por 1 hora, resfriar em dessecador e pesar.
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(IAL, 2008).
Determinação DE CAFEÍNA POR ESPECTROFOTOMETRIA 
Existem diversos métodos para a determinação da cafeína, sendo que todos necessitam de extração e purificação inicial. Dos diversos métodos existentes o mais comum é o realizado com um espectrofotômetro. 
 A partir da extração inicial, a dosagem poderá ser feita por espectrofotometria na região ultravioleta a 274 nm, ou por cromatografia líquida de alta resolução. 
A extração inicial é ácida e nela se realiza a carbonização seletiva da matéria orgânica da amostra, utilizando ácido sulfúrico para a liberação da cafeína, seguida de sua extração com clorofórmio. 
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(IAL, 2008).
Determinação DE CAFEÍNA POR ESPECTROFOTOMETRIA 
Procedimento:
 Pesar 1 g de amostra em béquer de 100 mL. Adicionar cuidadosamente, evitando a formação de grumos, com auxílio de um bastão de vidro, 4 mL de ácido sulfúrico, e homogeneizar; 
 Aquecer em banho-maria por 15 minutos, agitando ocasionalmente. Em seguida, adicionar, com cuidado, 50 mL de água quente. Novamente, aquecer em banho-maria por mais 15 minutos;
 Filtrar a quente para um funil de separação de 500 mL através de papel filtro umedecido com água. Lavar o béquer e o filtro com 3 porções de 10 mL de água quente acidulada com H2SO4;
 Receber o filtrado e as águas de lavagem no funil de separação. Deixar o filtrado esfriar.
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(IAL, 2008).
Determinação DE CAFEÍNA POR ESPECTROFOTOMETRIA 
Procedimento:
 Adicionar 30 mL de clorofórmio e agitar por 2 minutos. Esperar as camadas se separarem. Decantar a camada de clorofórmio (inferior) através de papel de filtro umedecido com o mesmo solvente, para um balão de fundo chato de 300 mL;
 Repetir a extração com mais três porções de 30 mL de clorofórmio; 
 Evaporar o extrato obtido no rotavapor;
 Dissolver o resíduo com água quente, filtrando em balão volumétrico de 1000 mL; 
 Deixar esfriar e, posteriormente, completar o volume com água e homogeneizar;
 Medir a absorbância a 274 nm, em espectrofotômetro.
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(IAL, 2008).
Para café torrado e moído descafeinado, a diluição final será para um balão volumétrico de 200 mL. 
Determinação DE CAFEÍNA POR ESPECTROFOTOMETRIA 
Curva padrão:
 Secar a cafeína em estufa a 105ºC, durante 1 hora. Resfriar em dessecador;
 Preparar uma solução estoque de cafeína com 10 mg/100 mL de água;
 Com auxílio de uma bureta de 10 mL, transferir alíquotas de 2, 3, 5, 7, 8, 10 e 15 mL para balões volumétricos de 100 mL, completar o volume com água e homogeneizar;
 Medir a absorbância a 274 nm, usando como branco a água para calibração do espectrofotômetro;
 Construir a curva padrão com os valores de absorbância no eixo y e os valores de concentração de cafeína em mg/100 mLno eixo x.
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(IAL, 2008).
Determinação DE CAFEÍNA POR ESPECTROFOTOMETRIA 
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(IAL, 2008).
Onde: 
A = Absorbância 
b = Coeficiente linear da reta
V = Volume em mL da diluição do resíduo de cafeína
a = Coeficiente angular da reta (absortividade)
P = Massa da amostra em gramas.
INFUSÃO DO CAFÉ
É a bebida preparada a partir do pó do café torrado e moído em água fervente, seguida de filtração, cujas proporções seguem as instruções de modo de preparo especificadas pelo fabricante na embalagem. 
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(IAL, 2008).
ANÁLISES DA INFUSÃO CAFÉ
Determinação do resíduo seco;
Determinação de cinzas;
Determinação de lipídios;
Determinação de protídios.
DETERMINAÇÃO DO RESÍDUO SECO
Procedimento:
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(IAL, 2008).
Preparar a infusão aquosa do café conforme descrito na embalagem
Com auxílio de uma pipeta volumétrica, transferir 20 mL da infusão para uma cápsula de porcelana previamente tratada em estufa.
Evaporar em banho-maria. Aquecer em estufa a 105ºC por 2 horas ou a 70ºC por 6 horas, a pressão reduzida < 100 mmHg
Esfriar em dessecador até temperatura ambiente e pesar o resíduo obtido. 
DETERMINAÇÃO De cinzas
Procedimento:
 Transferir, com auxílio de uma pipeta volumétrica, 20 mL da infusão aquosa do café para uma cápsula de porcelana, previamente tratada em mufla a 550ºC;
 Evaporar em banho-maria. Secar em chapa elétrica, carbonizar em temperatura baixa e incinerar em mufla a 550ºC, até completa eliminação do carvão;
 Em caso de borbulhamento, adicionar algumas gotas de óleo vegetal para ajudar a carbonização;
 Se as cinzas não ficarem brancas ou acinzentadas, esfriar e adicionar 0,5 mL de água, secar e incinerar novamente;
 Resfriar em dessecador e pesar o resíduo obtido. 
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(IAL, 2008).
DETERMINAÇÃO De LIPÍDIOS
A determinação de lipídios na infusão aquosa do café é realizada pelo método de Bligh-Dyer modificado. Esse é um método de extração de lipídios com solvente a frio, utilizado principalmente para alimentos com alto teor de água.
Procedimento: 
 Transferir, com auxílio de uma pipeta volumétrica, 50 mL da infusão para um funil de separação de 500 mL. Adicionar 100 mL de clorofórmio e 100 mL de metanol. Agitar o funil por 5 minutos;
 Esperar separar as camadas. Decantar a camada de clorofórmio (inferior) e filtrar com papel filtro contendo sulfato de sódio anidro, para um balão de fundo chato com boca esmerilhada de 500 mL e tarado a 105ºC. Lavar o papel filtro com clorofórmio. Evaporar o solvente no rotavapor;
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(IAL, 2008).
DETERMINAÇÃO De LIPÍDIOS
 Pesar a amostra anterior e transferir para um béquer de 500 mL. Adicionar 50 mL de clorofórmio e 100 mL de metanol. Adicionar novamente 50 mL de clorofórmio e 50 mL de água. Agitar, com auxílio de um agitador mecânico, por 15 minutos, em capela química;
 Filtrar o material homogeneizado utilizando funil de vidro com papel de filtro contendo sulfato de sódio anidro para um funil de separação de 500 mL;
 Após completa separação e clarificação, recolher a camada de clorofórmio em balão de fundo chato com boca esmerilhada de 300 mL, previamente tarado; 
 Evaporar em rotavapor até completa remoção do solvente. Transferir o balão para uma estufa a 105ºC por 1 hora. Esfriar no dessecador e pesar. 
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(IAL, 2008).
DETERMINAÇÃO De protídios
A matéria proteica da infusão aquosa do café é determinada pelo método de Kjeldahl modificado. 
Na infusão, o teor de nitrogênio da cafeína não é significativo e pode ser descontado do teor de nitrogênio total, para fins de cálculo do teor de proteína.
Procedimento:
 Transferir, com auxílio de uma pipeta volumétrica, 20 mL da infusão diretamente para o balão de Kjeldhal. Adicionar 25 mL de ácido sulfúrico e cerca de 6 g da mistura catalítica;
 Levar ao aquecimento em chapa elétrica, na capela, até a solução se tornar azul-esverdeada e livre de material não digerido (pontos pretos). Aquecer por mais 1 hora e deixar esfriar;
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(IAL, 2008).
DETERMINAÇÃO De protídios
 Transferir quantitativamente o material do balão para o frasco de destilação. Adicionar 10 gotas de fenolftaleína e 1 g de Zn em pó (para ajudar a clivar moléculas grandes);
 Ligar o balão ao conjunto de destilação. Mergulhar a extremidade afilada do refrigerante em 25 mL de H3BO3 a 0,033 M contido no Erlenmeyer de 500 mL com 3 gotas de vermelho de metila;
 Adicionar, por meio de um funil com torneira, ao frasco que contém a amostra digerida, solução de NaOH a 30% até garantir ligeiro excesso de base;
 Aquecer até a ebulição e destilar até obter cerca de 250 a 300 mL de destilado. Titular diretamente a solução de hidróxido de amônio com HCl a 0,001 M, utilizando vermelho de metila.
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(IAL, 2008).
Café solúvel
Também chamado de extrato de café desidratado, é o produto obtido da desidratação ou secagem apropriada do extrato aquoso do café torrado e moído, apresentado na forma de pó ou de granulado. O café solúvel tende a ser bastante higroscópico e por isso deve ser mantido em recipiente hermeticamente fechado. 
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(IAL, 2008).
ANÁLISES DO CAFÉ SOLÚVEL
Determinação de umidade preliminar por secagem direta em estufa a 105ºC;
Determinação de umidade pelo método de Karl Fischer;
Determinação de cinzas;
Determinação de pH;
Determinação de cafeína;
Determinação de glicídios redutores e não redutores em glicose.
DETERMINAÇÃO DE PH
O pH pode ser determinado por métodos colorimétricos ou eletrométricos. Para a determinação do pH do café solúvel será realizado um método eletrométrico, pois os colorimétricos não são recomendados para substâncias ou soluções intensamente coloridas ou turvas.
Procedimento:
 Preparar uma solução aquosa a 2% m/v da amostra de café solúvel. Determinar o pH com peagâmetro (pHmetro) previamente calibrado, operando-o de acordo com as instruções do fabricante.
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(IAL, 2008).
DETERMINAÇÃO DE glicídios redutores e não redutores em glicose
A determinação de glicídios baseia-se nas propriedades físicas de suas soluções ou no poder redutor dos glicídios mais simples. 
O método gravimétrico, utilizado com o café solúvel, baseia-se na pesagem de uma quantidade de óxido de cobre I precipitado de uma solução de cobre II por um volume conhecido da solução de glicídios redutores. 
O peso do precipitado de Cu2O é convertido em glicose com base na tabela do Instituto Adolfo Lutz.
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(IAL, 2008).
DETERMINAÇÃO DE glicídios redutores e não redutores em glicose
Procedimento:
 Pesar 2 g de amostra em béquer de 100 mL. Transferir para um frasco Erlenmeyer de 500 mL com junta esmerilhada, com auxílio de 100 mL de água;
 Adicionar 5 mL de HCl, colocar em chapa de aquecimento e adaptar o refrigerador de refluxo ao frasco, deixando em ebulição por 3 horas;
 Esperar a solução esfriar e adicionar NaOH a 40%, elevando o pH próximo a 6,5, acompanhando com um indicador de pH;
 Transferir para um balão volumétrico de 250 mL com auxílio de água. Adicionar 5 mL de ferrocianeto de potássio a 6% e 5 mL de acetato de zinco a 12%, completar o volume, agitar, deixar 15 minutos em repouso e filtrar;
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(IAL, 2008).
DETERMINAÇÃO DE glicídios redutores e não redutores em glicose
 Verificar novamente o pH e, se necessário, adicionar mais NaOH a 40% até que a solução se torne alcalina, com pH próximo a 9, e filtrar novamente; 
 Em um balão de fundo chato de 250 mL, adicionar 25 mL da solução de Fehling A (sulfato de cobre II diluído em água → cor azul) e 25 mL da solução de Fehling B (solução incolor de tártarato de sódio e potássio aquoso) e 30 mL de água;
 Levar para aquecer na chapa elétrica até entrar em ebulição. Adicionar 20 mL de filtrado com a bureta. Deixar em ebulição por 2 minutos para formar o precipitado de óxido de cobre I;
 A solução deverá permanecer azul demonstrando que os reagentes estão em excesso em relação à quantidade de glicídios;
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(IAL, 2008).
DETERMINAÇÃO DE glicídios redutores e não redutores em glicose
 Filtrar a solução quente através de cadinho de placa porosa nº 4, tarado em estufa a 105ºC e acoplado a kitassato, com auxílio de uma bomba de vácuo; 
 Lavar obalão com água quente, até completa remoção do precipitado. Caso fique resíduo de óxido de cobre I nas paredes do balão, colocar cacos de porcelana ou pérolas de vidro e deixar ferver com um pouco de água, agitando vigorosamente em movimento circular; 
 Filtrar para o cadinho, tomando cuidado para não verter as pérolas de vidro ou cacos de porcelana. Secar o cadinho em estufa a 105ºC durante 1 hora, esfriar em dessecador e pesar;
 Verificar na tabela a quantidade de glicose em mg correspondente à massa de óxido de cobre obtida em mg. Caso o valor correspondente não esteja na tabela, fazer regra de três.
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(IAL, 2008).
DETERMINAÇÃO DE glicídios redutores e não redutores em glicose
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(IAL, 2008).
Onde: 
A = Vol. da solução em P g da amostra (mL) 
a = Massa de glicose obtida na tabela (mg)
P = Massa da amostra (g)
V = Vol. da solução da amostra usada na titulação (mL)
Café solúvel PREPARADO
Bebida preparada a partir do pó ou granulado de café solúvel dissolvido em água quente, cujas proporções seguem o recomendado pelo fabricante na embalagem.
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(IAL, 2008).
ANÁLISES DO CAFÉ SOLÚVEL
PREPARADO
Determinação de resíduo seco;
Determinação de cinzas;
Determinação de lipídios;
Determinação de protídios;
Determinação de carboidratos por diferença;
Determinação de minerais.
OBRIGADA!
REFERÊNCIAS
BARBOSA, Francile Dias. Avaliação de métodos para o monitoramento da qualidade do café. 2011.
CARVALHO, Genilson Bezerra de et al. Métodos de análise da cinza insolúvel em ácido utilizada como indicador na determinação da energia metabolizável do milho para aves. Revista Brasileira de Saúde e Produção Animal, v. 14, n. 1, p. 43-53, 2013.
INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Métodos físico-químicos para análise de alimentos, 1.ed digital. São Paulo: IAL, 2008. 1020p. 
MORGANO, Marcelo Antonio et al . Determinação de minerais em café cru. Ciênc. Tecnol. Aliment.,  Campinas ,  v. 22, n. 1, p. 19-23,  Jan.  2002. 
SIQUEIRA, Heloisa Helena de; ABREU, Celeste Maria Patto de. Composição físico-química e qualidade do café submetido a dois tipos de torração e com diferentes formas de processamento. Ciência e Agrotecnologia, v. 30, n. 1, p. 112-117, 2006.
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