compostos bioativos e atividade antioxidante

ABRAHO, S. A. et al.414

Cinc. agrotec., Lavras, v. 34, n. 2, p. 414-420, mar./abr., 2010

COMPOSTOS BIOATIVOS E ATIVIDADE ANTIOXIDANTE DO CAF (Coffea arabica L.)

Coffee (Coffea arabica L.) bioactive compounds and antioxidant activity

Sheila Andrade Abraho1, Rosemary Gualberto Fonseca Alvarenga Pereira2, Stella Maris da Silveira Duarte3,Adriene Ribeiro Lima2, Dalila Junqueira Alvarenga4, Eric Batista Ferreira5

RESUMOConduziu-se este trabalho, com a proposta de avaliar o potencial antioxidante de dois padres da bebida do caf (rio e mole),

verdes e torrados, utilizando modelos in vitro. Foram determinados o teor de fenlicos totais, cido clorognico (cido 5-cafeoilqunico)e cafena das bebidas. A avaliao in vitro do potencial antioxidante foi investigada pelos mtodos de captao do radical DPPH e pelopoder redutor de metais. Os dois padres de bebida do caf analisados no apresentaram diferenas quanto aos parmetros cor, cidoclorognico e cafena. Observou-se que houve reduo nos valores de cido clorognico medida que os gros foram torrados. O cafverde bebida rio apresentou maior teor de fenlicos totais que o caf bebida mole. Nos gros torrados no foi observada diferena. Abebida do caf independente da qualidade sensorial apresentou alto poder redutor e importante atividade sequestrante de radicaislivres. A atividade sequestrante de radicais livres foi significativamente superior nas amostras obtidas a partir dos gros torrados,quando comparados aos extratos dos gros verdes. A torrao, porm, reduziu o poder redutor das bebidas do caf. Os dados obtidospermitem sugerir que, independente da classificao sensorial da bebida, o caf apresenta expressiva capacidade sequestrante deradicais livres e poder redutor de metais.

Termos para indexao: Qualidade da bebida, compostos fenlicos, cido clorognico, cafena, capacidade antioxidante, poder redutor.

ABSTRACTThe present work intended to evaluate the antioxidant potential of two coffee sorts (soft and river), green and roasted, in

vitro. Phenolic compounds content, chlorogenic acid (5-cafeoyolquinic) and caffeine of the beverages were evaluated. In vitroevaluation of the antioxidant potential was investigated by DPPH radical scavenging assay and by reducing the power of metals. Bothsorts of coffee did not present statistical differences for color, chlorogenic acid and caffeine. After roasting, 5-cafeoyolquinic acidlevels decreased. River coffee beverage presented greater content of phenolics than the soft coffee beverage. In the roasted coffees nosignificant difference was observed. All sorts of coffee beverages presented high reducing ability and important scavenging activity offree radicals. The scavenging activity was higher in the roasted samples. The roast process decreased the reducing ability of the coffeebeverage. Results allow suggesting that independent of the sort, coffee presents expressive antioxidant activity and reducing ability.

Index terms: Beverage quality, phenolic compounds, chlorogenic acid, caffeine, antioxidant capacity, reducing power.

(Recebido em 4 de julho de 2008 e aprovado em 28 de abril de 2009)

1Universidade Federal de Lavras/UFLA Departamento Cincia dos Alimentos/DCA Cx. P. 3037 37200-000 Lavras, MG [email protected] Federal de Lavras/UFLA Departamento Cincia dos Alimentos/DCA Lavras, MG3Universidade Federal de Alfenas/Unifal Departamento Anlises Clnicas Alfenas, MG4Universidade Federal de Alfenas/Unifal Alfenas, MG5Universidade Federal de Lavras/UFLA Departamento de Cincias Exatas/DEX Lavras, MG

INTRODUONa ltima dcada, a demanda por cafs

diferenciados intensificou-se e o setor cafeeiro veminvestindo, cada vez mais, na produo de cafs comqualidade em razo da exigncia do mercado consumidor(Mendona et al., 2007). Para se enquadrar nesse novocenrio, os produtores necessitam, cada vez mais, dedicargrande ateno s diversas etapas da produo comoconduo da lavoura, colheita e ps-colheita, j que osatributos fsicos e sensoriais de sabor e aroma,influenciados por estes processos, so decisivos para aclassificao dos cafs.

A classificao oficial da bebida do caf realizada,aps a degustao da amostra por provadores treinados

que podem enquadr-la em classes superiores comoestritamente mole, mole e apenas mole, classe intermediriacomo a bebida dura, ou classes inferiores como bebidariada, rio e rio zona (Brasil, 2007).

As diferenas na composio qumica ecaractersticas dos gros de caf beneficiado contribuempara que os mesmos, quando submetidos ao processo detorrao forneam bebidas com caractersticas sensoriaisdiferenciadas (BORM et al., 2008). Inmeros trabalhostentam correlacionar a qualidade final da bebida do cafcom a composio qumica do gro verde, sugerindo quecafs de qualidade inferior apresentam menores teores deacares e protenas e maiores de acidez total titulvel e,principalmente, teores de compostos fenlicos, porm os


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resultados ainda no so conclusivos (Bassoli, 1992; Pereira,1997; Pinto et al., 2001).

Os compostos fenlicos, alm de serem relatadoscomo contribuintes do sabor e aroma caractersticos dasbebidas de caf, so conhecidos em razo das propriedadesfisiolgicas e farmacolgicas que conferem sadehumana, como a atividade antioxidante. Entre os principaiscomponentes da frao fenlica figuram os cidosclorognicos (CGA), na forma de diversos ismeros,considerados os mais importantes e os que se apresentamem maior quantidade nos gros de caf verde. A atividadeantioxidante de compostos fenlicos deve-se,principalmente, s suas propriedades redutoras e estruturaqumica. Essas caractersticas desempenham um papelimportante na neutralizao de radicais livres e quelaode metais de transio, agindo tanto na etapa de iniciaocomo na propagao do processo oxidativo. Osintermedirios formados pela ao de antioxidantesfenlicos so relativamente estveis, em razo daressonncia do anel aromtico presente na estrutura dessassubstncias. Embora as evidncias sejam claras sobre aao in vitro dos fenis e polifenis sobre espcies reativasde oxignio, eles podem, em algumas circunstncias, talcomo o ascorbato e os carotenides, apresentarem aopr-oxidante (Farah & Donangelo, 2006; Souza et al., 2007).

Daglia et al. (2000) afirmaram que apesar de algunscompostos fenlicos serem destrudos com a torrao,participam da reao de Maillard, originando vriosprodutos. Esses produtos tambm podem apresentarpropriedades antioxidantes, com mecanismos de ao queenvolvem a quelao de metais, interrupo de reaes emcadeia pela doao de um tomo de hidrognio, reduzindohidroperxidos a produtos no radicalares e captura doradical hidroxil (Daglia et al., 2000; Borrelli et al., 2002; Adamset al., 2005).

Em contrapartida, j foi constatado que a torraopossibilita a formao de acrilamida (ACM), o qual apresentauma potencial atividade cancergena aos humanos (Neri,2004). Alm disso, alguns estudos epidemiolgicos tmevidenciado a ausncia de benefcios, e at mesmo o efeitodeletrio da bebida do caf, sendo associado aodesenvolvimento de diferentes tumores (Higdon & Frei, 2006).

O caf constitui uma bebida de grande popularidade,que consumida mundialmente, com aroma e saborcaractersticos. Em vista disso, numerosos estudosconcernentes a sua segurana e as implicaes da suabebida na sade tm sido realizados. A esta bebida, emfuno de sua composio qumica, tm sido atribudasinmeras vantagens e desvantagens para a sade humana.Por outro lado, pouco se sabe se os cafs de qualidade

superior exercem os mesmos efeitos que os cafs dequalidade inferior. Neste estudo, objetivou-se quantificaralguns dos compostos bioativos e analisar a atividadeantioxidante in vitro de cafs de qualidade diferenciada.

MATERIAL E MTODOSObteno das amostras de caf

Foram utilizadas amostras de caf (Coffea arabicaL.), provenientes da safra 2005/06 do sul de Minas Gerais,fornecidas por uma empresa de comercializao domunicpio de Alfenas- MG.

Preparo da amostra

Amostras de cafs foram torradas em torrador delaboratrio com capacidade para 1kg, no grau de torraomdio. O ponto ideal de torrao foi determinado pelobinmio tempo/temperatura (180oC por 10 minutos) e a cordo caf foi analisada, usando-se um colormetro(Chomameter-2 Reflectance, Minolta, Osaka, Japan). Emseguida, os gros torrados foram modos (moinho eltricoPinhalense, ML-1, Brasil) at granulometria fina (20 mesh),empacotados em 6 embalagens de 500g de polietileno/alumnio, selados e armazenados a 20 C, at o uso.

Os gros verdes foram modos at granulometriafina em moinho refrigerado a 4oC (Tecnal, modelo TE 631/2,Brasil) com auxlio de nitrognio lquido, empacotados em6 embalagens de 500g de polietileno/alumnio, selados earmazenados a 20 C, at o uso.

Anlise sensorialA anlise sensorial foi realizada por meio do mtodo

oficial brasileiro de classificao do caf pela bebida,segundo a Instruo Normativa n. 8, de 11 de junho de 2003do Ministrio da Agricultura, Pecuria e Abastecimento,conhecido como prova da xcara (Brasil, 2007). Aps a anlise,foram selecionadas para o experimento as amostrasclassificadas como bebida mole e bebida rio.

Preparo da bebida

Dez gramas de p de caf (verde e torrado) foramcolocados em filtro de papel n. 3 e, em seguida, foramvertidos 100 mL de gua destilada, a 90C, sobre o pcontido no filtro. Todos os experimentos foram realizadoscom bebida preparada no momento de uso (Duarte, 2005).Determinao do teor de compostos fenolicos totais

A determinao dos fenlicos totais na bebida docaf foi realizada pelo mtodo de Folin Denis, descrito pelaAssociation of Official Agriculture Chemists-AOAC (1990).



Transferiu-se 0,1 mL das bebidas dos cafs j preparadaspara tubos de ensaio devidamente identificados.Posteriormente, foram adicionados 8,4 mL de gua destilada,0,5 mL de reagente Folin-Denis e 1 mL de soluo de carbonatode sdio a 4% (m/v), os tubos foram agitados e mantidos temperatura ambiente por 30 min. Decorrido o tempo, aabsorbncia foi determinada em 760 nm (EspectrofotmetroShimadzu, UV-1601, Japo). A concentrao de fenlicos totaisfoi calculada utilizando-se cido glico como padro.

Determinao dos teores de cafena e cido 5-cafeoilqunico

Para determinao de cafena e cido 5-cafeoilqunico, foram utilizados procedimentos de extraocom gua quente, segundo Vitorino et al. (2001), comdiluio de 0,5g de p de caf/100mL de gua destilada eanlise por cromatografia lquida de alta eficincia (CLAE),utilizando-se cromatgrafo da marca Shimadzu (modeloM10AVP, Japo) com coluna de fase reversa C-18 Shimadzu(100 mm x 0.3 mm). O sistema encontrava-se acoplado a umdetector espectrofotomtrico UV/visvel Shimadzu (modeloSPD-10A) conectado por uma interface (CBM-101) a ummicrocomputador para processamento de dados. Ascondies de anlise foram fluxo de 1 mL/min; fase mvel:metanol, gua e cido actico (20:80:1); temperaturaambiente; comprimento de onda 272 nm. A concentraodos compostos foi determinada pela relao entre as reasdos picos de cafena e cido 5-cafeoilqunico da amostra edos respectivos padres de concentraes conhecidas.

Atividade sequestrante de radicais livres DPPH.

Para a anlise da atividade sequestrante de radicaislivres DPPH (1,1difenil2picrilhidrazil) da bebida de caf,cada amostra foi diluda em etanol a 25, 50, 100, 200 g.mL-1.Em 4 mL da amostra, foi adicionado 1 mL de DPPH. (0,5mmol.L-1) igualmente diludo em etanol. A mistura foiacondicionada em tubo de ensaio mbar e agitada.Decorridos 30 min, foi realizada a leitura a 517 nm(Espectrofotmetro Shimadzu, UV-1601, Japo). Adiminuio na absorbncia indica atividade sequestrantede radicais livres. Os testes foram realizados em triplicata.A atividade sequestrante de radicais livres (ASRL) foiexpressa em porcentagem por comparao ao controle,BHT (butil-hidrxi-tolueno) nas mesmas diluies dasamostras de caf, segundo a equao:

% ASRL = Ac

AtAc x 100

onde, Ac: absorbncia do controle; At: absorbncia doteste (amostra).

Avaliao do poder redutor

Alquotas de 0,01 mL da bebida do caf, naconcentrao final de 200 ppm, foram diludas em 1 mL deetanol absoluto e transferidas para tubo de ensaio contendo2,5 mL de tampo fosfato 0,2 M pH 6,6 e 2,5 mL deferricianeto de potssio a 1% (m/v). A mistura foi incubadaem banho-maria a 45oC, por 20 minutos. Alquotas de 2,5mL de cido tricloroactico a 10% (m/v) foram adicionadasao tubo de ensaio, com posterior agitao. Alquotas de2,5 mL da mistura foram transferidas para outro tubo deensaio, ao qual foram adicionados 2,5 mL de gua destiladae 0,5 mL de FeCl3 a 0,1% (m/v), com posterior agitao. Aleitura da absorbncia foi realizada a 700 nm(Espectrofotmetro Shimadzu, UV-1601, Japo). A atividaderedutora da bebida foi expressa como porcentagem deinibio em comparao ao BHT, usado como padro.

Anlise estatsticaO delineamento experimental utilizado foi o

inteiramente casualizado com parcelas subdivididas. Paraos parmetros compostos fenlicos totais, cafena, cido5-cafeoilqunico e poder redutor, utilizaram-se 4 tipos decaf (caf cru bebida rio, caf torrado bebida rio, caf crubebida mole e caf torrado bebida mole) e 6 repetiespara cada tratamento.

Para a atividade sequestrante de radicais livresforam utilizados 4 tipos de bebida (caf cru bebida rio, caftorrado bebida rio, caf cru bebida mole e caf torradobebida mole), 4 concentraes (25, 50, 100, 200 g.mL-1) e3 repeties para cada tratamento.

Os dados obtidos foram submetidos anlise devarincia (anava) e comparados pelo teste de Tukey,quando p < 0,05. Os resduos da anava podem serconsiderados normais de acordo com o teste de Shapiro-Wilk, a 5% de significncia.

RESULTADOS E DISCUSSOCompostos fenlicos Totais

Determinou-se o teor de compostos fenlicos totaisdos diferentes extratos de caf obtidos. Os valorespercentuais mdios das determinaes dos compostosfenlicos totais dos cafs in natura (verdes) e dos cafstorrados so apresentados na Tabela 1

Existem indcios de ocorrncia de maiorconcentrao de compostos fenlicos totais em cafsde pior qualidade. Pinto et al. (2001), estudando grosde caf arbica da regio sul de Minas Gerais,previamente classificados em diferentes padres debebidas, encontrou maior teor de compostos fenlicos



Tabela 1 Contedo de compostos fenlicos totais (g eq.ac. glico / 100g) de dois tipos de bebida do cafsubmetido a dois tipos de processamento.

Processamento

Tipo de bebida Verde Torrado Rio 5,43 aA 4,83 aB

Mole 4,77 bA 4,51 aA Mdias seguidas por letras minsculas iguais dentro de cadacoluna e seguidas por letras maisculas iguais dentro de cadalinha no diferem entre si (p>0,05), pelo teste de Tukey.

totais nos cafs de bebida rio, quando comparados aoscafs classificados como bebida mole. No presenteestudo, a bebida de pior qualidade analisada (bebida rio)tambm apresentou um maior teor de compostos fenlicostotais (5,43%) do que o caf de qualidade superior (bebidamole), com 4,77% nas amostras verdes (p



a

a

ba

a

a

b

a

0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,55,05,5

% Cafena % cido 5-cafeoilqunico

g.10

0g-1 Mole Cru

Mole TorradoRio CruRio Torrado

Figura 1 Teores mdios de cido 5-cafeoilqunico e cafena em cafs bebida mole e rio submetidos a dois tipos deprocessamento (verde e torrado). Mdias seguidas por letras diferentes diferem entre si (p0,05). A torrao, porm, reduziu o poder redutordas bebidas do caf. Esses resultados, contrariam osapresentados por Daglia et al. (2000), que no encontraramalteraes significativas no poder redutor com a torraopara caf arbica e corroboram com os encontrados porSantos et al. (2007), onde as amostras de grau escuro

apresentaram menor poder redutor que as amostras comgrau de torrefao claro. Segundo os autores, essadiminuio ocorre, provavelmente, em razo do diferentecontedo de fenlicos totais nessas amostras, particularmentereduzidos, aps a torrefao.

Na anlise do poder redutor, opostamente aoencontrado na anlise da atividade sequestrante deradicais livres, os cafs verdes demonstraram maioratividade antioxidante que os torrados. Nota-se que aatividade antioxidante das amostras analisadas variouconforme a metodologia utilizada, o que demonstra aimportncia da realizao de mais de uma anlise paraque se tenha uma maior confiabilidade dos resultados. importante ressaltar que, dependendo do meio e dareao, o mesmo composto pode apresentar umcomportamento antioxidante diferente ou at mesmo pr-oxidante.

Concentrao (ppm)

Tipo de bebida 25 50 100 200 Rio torrado Rio verde

40,13 aD 36,37 aC

53,60 aC 45,93 bB

60,60 aB 48,00 bB

76,30 aA 68,87 bA

Mole torrado Mole verde

44,67 aD 39,93 aC

58,37 aC 46,47 bB

64,33 aB 49,50 bB

77,27 aA 69,00 bA



CONCLUSESO caf torrado possui menores valores de

compostos fenlicos totais e maiores teores de cido 5-cafeoilqunico comparados ao caf verde analisado.

O teor de compostos fenlicos totais superiornos cafs de pior qualidade. J os teores de cido 5-cafeoilqunico e cafena so semelhantes para os dois tiposde bebida estudados.

Independente da classificao sensorial da bebida,os cafs, quando comparados ao antioxidante padro BHT,apresentam expressiva capacidade sequestrante de radicaislivres, com superioridade dos cafs torrados.

Os extratos dos cafs verdes analisados demonstrarammaior poder redutor de metais que os dos cafs torrados.

AGRADECIMENTOSAo Conselho Nacional de Desenvolvimento

Cientfico e Tecnolgico - CNPq, pela concesso da bolsade estudos e a Fundao de Amparo Pesquisa do Estadode Minas Gerais Fapemig, pelo financiamento do projeto.

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Tabela 3 Poder redutor (%) do caf bebida rio e bebidamole, verde e torrado.

Mdias seguidas por letras minsculas iguais dentro de cadacoluna e seguidas por letras maisculas iguais dentro de cadalinha no diferem entre si (p>0,05), pelo teste de Tukey.

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Processamento

Tipo de Bebida Verde Torrado Rio 46,83 aA 28,68 bB

Mole 44,30 aA 31,74 bB



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compostos bioativos e atividade antioxidante

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