Nutrição mineral do cafeeiro e qualidade da bebida - ?· Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas…

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  • 838 Herminia Emilia Prieto Martinez et al.

    Rev. Ceres, Viosa, v. 61, Suplemento, p. 838-848, nov/dez, 2014

    RESUMO

    ABSTRACT

    Recebido para publicao em 15/05/2014 e aprovado em 11/10/2014.1 Engenheira-Agrnoma, Doutora. Departamento de Fitotecnia, Universidade Federal de Viosa, Campus Viosa, Avenida Peter Henry Rolfs, s/n, 36570-000, Viosa, Minas Gerais,Brasil. herminia@ufv.br (autora para correspondncia).2 Engenheira-Agrnoma, Doutora. Universidade Federal de Viosa, Campus Rio Paranaba, Rodovia MG-230, Km 7, 38810-000, Rio Paranaba, Minas Gerais, Brasil.junia.clemente@yahoo.com.br3 Engenheiro-Agrnomo, Mestre. Departamento de Fitotecnia, Universidade Federal de Viosa, Campus Viosa, Avenida Peter Henry Rolfs, s/n, 36570-000, Viosa, Minas Gerais,Brasil. j_s_lacerda@hotmail.com4 Engenheira-Agrnoma, Doutora. Empresa de Pesquisa Agropecuria de Minas Gerais, Unidade regional Zona da Mata, Campus Viosa, Vila Gianetti, casas 46 e 47, 36570-000,Viosa, Minas Gerais, Brasil. ypoltronieri@epamig.br5 Engenheira-Agrnoma, Doutora. University of Nebrasca, 137, Keim Hall, Room 125, 68583-0937, Lincoln, Nebraska, Estados Unidos da Amrica do Norte (CAPES/USDA).awoods@pop.com.br

    Nutrio mineral do cafeeiro e qualidade da bebida

    Os nutrientes minerais interferem na qualidade final do caf por duas vias, uma direta, por seu papel no metabo-lismo da planta e acmulo de compostos qumicos desejveis, do ponto de vista do aroma e sabor do caf, e, outra,indireta, por seu papel na produo de compostos que desfavorecem o desenvolvimento microbiano nos gros.Neste trabalho, procurou-se destacar as caractersticas qumicas dos gros associadas qualidade da bebida e suaspossveis interaes com os macro e micronutrientes, bem como relatar os resultados de pesquisa que relacionamnutrio mineral, qualidade da bebida e produo de compostos a ela associados.

    Palavras-chave: Coffea arabica L., nutrio mineral, qualidade.

    Herminia Emilia Prieto Martinez1, Jnia Maria Clemente2, Jos Soares de Lacerda3,Yonara Poltronieri Neves4, Adriene Woods Pedrosa5

    http://dx.doi.org/10.1590/0034-737X201461000009

    Coffee mineral nutrition and beverage quality

    Mineral nutrients influence the final quality of coffee in two ways: first directly, for their functions in plantmetabolism and accumulation of desirable chemical compounds from the standpoint of flavor and taste of coffee;and indirectly, for its role in producing compounds that are harmful to microbial growth in beans. In this study, wefocused on the chemical compounds of green coffee related to good beverage quality and its possible interactionswith macro and micronutrients. We also report research findings that relate mineral nutrition, beverage quality andproduction of compounds in coffee beans.

    Key words: Coffea arabica L., mineral nutrition, coffee quality.

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    INTRODUO

    A qualidade do caf, atributo que tem o maior pesona determinao do preo e comercializao, pode serdefinida como um conjunto de caractersticas fsicas,qumicas, sensoriais e de segurana que atendem os gos-tos dos diversos tipos de consumidores (Brasil, 2003;Simes et al., 2008). De acordo com Amorim (1978),ela depende de vrios fatores, entre eles a composioqumica do gro, que determinada no s geneticamen-te, mas tambm por sistema de cultivo, poca de colhei-ta, preparo, armazenamento e torrao.

    No Brasil, a classificao do caf quanto qualidade feita por duas maneiras: 1) contagem de gros defeitu-osos, pretos, ardidos, verdes, pretos-verdes, brocados,quebrados e mal granados e presena de impurezas comocascas, gravetos e torres de terra. Dessa avaliao, re-sulta a classificao do caf em tipos que vo de 2 a 8,sendo o tipo 4 considerado como padro ou base; 2) des-crio de atributos relacionados com a qualidade, comotamanho, uniformidade da seca, colorao do gro cru etorrado, destacando-se a prova de xcara, realizada pordegustadores experientes. A prova de xcara resulta emclassificao do paladar da bebida em estritamente mole,mole, apenas mole, duro, riado, rio e rio zona, sendo ostrs ltimos inaceitveis.

    Paralelamente, existem sistemas numricos de clas-sificao, como o usado pela Associao Brasileira deCafs Especiais (BSCA), que levam em conta os atribu-tos, em vez dos defeitos, com valor mximo de 100.Nesse sistema, consideram-se os atributos bebida lim-pa, doura, acidez, corpo, sabor, gosto remanescente,balano ou equilbrio e nota geral. Cada atributo recebeuma nota varivel de 0 a 8, qual somam-se 36 pontospara obter a nota geral. Os cafs que alcanam nota aci-ma de 80 so classificados como cafs gourmets ouespeciais e conseguem preos de 40 a 80% superiores.Notas entre 71 e 75 so atribudas bebida dura limpa,de 75 a 79 para bebida apenas mole, de 80 a 84 parabebida mole e acima de 85 para bebida estritamente mole(Dalvi, 2011).

    Comparativamente a outras espcies de Coffea, abebida de Coffea arbica, por ser suave e delicada, preferida. Por essa razo, num primeiro momento, omelhoramento do cafeeiro por meio de hibridaes intere intraespecficas foi direcionado preferencialmentepara obter reduo de porte, produtividade, resistncia adoenas e nematoides. No entanto, a composio qu-mica e as propriedades organolpticas variam tanto en-tre como dentro de espcies, e, ganhos genticos, paraqualidade, podem ser conseguidos mediante estratgiasde melhoramento. H hbridos interespecficos de C.arbica com C. canephora Pierre ex A. Froehner, C.congensis A. Froehner e C. liberica Hilm, que apresen-

    tam boa qualidade da bebida. Valores significativos deganhos genticos para tamanho do gro, teor de cafena,qualidade da bebida e tempo de maturao tambm fo-ram obtidos (Leroy, et al., 2006).

    As composies qumicas mdias dos gros crus deC. arabica, C. canephora, C. congensis, C. eugenioidesS. Moore, C. racemosa Lour. e C. kapakata (A. Chev.)Bridson so apresentadas na Tabela 1.

    A matria-prima para a obteno de um caf de boaqualidade o gro completamente desenvolvido, semdanos de qualquer ordem e maduro.

    Com relao maturao, o fruto do cafeeiro climatrio, ou seja, sua maturao inicia-se com o au-mento da atividade respiratria, aps anterior queda, nofinal do perodo de crescimento. Essa atividade respira-tria aumentada, climatrio respiratrio, estende-sepor vrios dias (Taiz & Zeiger, 2004).

    O gatilho do climatrio respiratrio o aumento daproduo de ACC-oxidase e a consequente sntese deetileno endgeno, que incrementa a respirao e a sn-tese de enzimas. Esses eventos afetam o metabolismode acares e cidos, promovem degradao da clorofi-la e aumento da sntese de carotenoides, antocianinas eantocianidinas, flavonoides que daro colorao aos fru-tos (Taiz & Zeiger, 2004; Rodrigues & Ono, 2001).

    As mudanas acima relacionadas ocorrem por aoda chalcona sintetase, que ativada pela ao do etileno.O etileno ativa, tambm, a polifenoloxidase, que em con-centraes elevadas reduz a concentrao de cidosfenlicos e melhora o sabor. Sob a ao do etileno h,ainda, aumento da concentrao de poligalacturonase,celulase, pectina metil esterase e -1-3 glucanase, res-ponsveis pela reduo da rigidez da parede celular, almda reduo da concentrao de poliaminas no fruto. Ocor-re decrscimo de adstringncia e sntese de compostosvolteis, como aldedos, steres, cetonas e lcoois, quecaracterizam o aroma do fruto maduro (Carvalho &Chalfoun, 1985; Rodrigues & Ono, 2001; Taiz & Zeiger,2004).

    Aps o amadurecimento total, os frutos entram emum perodo de senescncia, com escurecimento da cas-ca e da polpa em razo, da oxidao dos pigmentos, trans-formando-se em passas e boias, com o avano do pro-cesso de secagem. Nesse perodo, podem ocorrer fer-mentaes e at mesmo podrides, com produo delcoois e cidos indesejveis, que afetaro a qualidadedos gros beneficiados (Carvalho & Chalfoun, 1985).

    A incidncia de micro-organismos nas fases de pre ps-colheita tem sido um dos principais fatores queinfluenciam a qualidade do caf. Os frutos esto ex-postos a uma diversidade de micro-organismos, taiscomo leveduras, fungos, bactrias, que, encontrandocondies favorveis para se desenvolverem, infectamos gros. Dentre estes, os fungos filamentosos so os

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    que podem causar maior dano e comprometer a quali-dade (Carvalho,1997). Simes (2009) relata que fun-gos dos gneros Colletotrichum , Fusarium ,Penicillium, Cladosporium e Aspergillus so os maisabundantes durante o processamento do caf, sendo queAspergillus e Pennicillium so potenciais produtoresde micotoxinas.

    Alm da influncia direta na qualidade, promovidapela ao de fungos, as micotoxinas so metablitossecundrios altamente nocivos sade do homem. Nocaf, a de maior ocorrncia a Ocratoxina, produzidapor fungos dos gneros Aspergilus e Penicillium. Den-tre os fatores que favorecem o desenvolvimento fngicodestacam-se temperatura, umidade relativa, contedo deumidade, predomnio de linhagens toxignicas, compo-sio do substrato e competio microbiana. Os fungosdegradam paredes e membranas e alteram a coloraodo gro. Degradam polissacardeos a lcoois, cidoactico, ltico, propinico, butrico e outros cidoscarboxlicos. O fungo Aspergilus niger produz ohalocomposto 2, 4, 6 tricloroanisol, que confere saboramargo bebida (Alves, 1996) e, juntamente com o 2, 4,6 triclorofenol, caracteriza a bebida rio (Vidal, 2001).

    De acordo com Marschner (2012), a resistncia dasplantas a pragas e doenas pode ser aumentada por mu-danas na anatomia ou em propriedades fisiolgicas. Noprimeiro caso, clulas epidrmicas mais grossas e ummaior grau de lignificao ou silificao podem repre-sentar vantagens adaptativas, por dificultarem a infec-o. No segundo, a sntese de substncias repelentes ouinibitrias (fitoalexinas) pode alterar as respostas dasplantas aos ataques de parasitas. De modo geral, a ger-minao de esporos nos tecidos estimulada pela pre-

    sena de exudados. A taxa de fluxo e a composio des-ses exudados dependem de sua concentrao nas clulase do gradiente de difuso. As concentraes deaminocidos desses exudados podem ser particularmentealtas quando o suprimento de N excessivo, ou quandoo de K baixo. Em deficincia de K, a sntese de com-postos de alto peso molecular, como amido, protenas ecelulose, inibida, havendo acmulo de compostos or-gnicos de baixo peso molecular. Por outro lado, a difu-so dessas substncias para o apoplasto depende dapermeabilidade das membranas, que , consideravelmen-te, afetada por Ca e B.

    O clcio ligado como pectato essencial para a re-sistncia das paredes celulares e dos tecidos. A degrada-o de pectatos de clcio mediada por poliga-lacturonase, que drasticamente inibida por altas con-centraes de clcio. A proporo de pectato de clcionas paredes celulares importante para a susceptibili-dade dos tecidos a infeces fngicas e bacterianas epara o amadurecimento dos frutos. Muitos fungos inva-dem o apoplasto, liberando enzimas pectolticas, quedissolvem a lamela mdia, mas que so drasticamenteinibidas por Ca e, muitas vezes, um pequeno aumento nonvel de clcio dos frutos suficiente para prevenir oureduzir perdas econmicas causadas por podrides ocor-ridas no armazenamento (Marschner, 2012).

    Porm, se as barreiras penetrao dos patgenosfalham, aps a ocorrncia da infeco, rotas metabli-cas secundrias podem ser ativadas produzindo fitoale-xinas que se acumulam ao redor dos stios de infeco eimpedem o desenvolvimento dos patgenos, sendo queMn, Fe, Cu e B podem estar envolvidos nesses mecanis-mos de defesa (Pozza et al., 2004).

    Tabela 1. Composio qumica dos gros de caf crus

    Coffea Coffea Coffea Coffea Coffea Coffea Coffeaarabica canephora liberica congensis eugenioides racemosa kapakata

    Cafena 1,2 2,2 0,46 2,03 0,93 1,27 1,13Trigonelina 1,0 0,7 0,5 1,33 1,88 1,33 2,15Cinzas(41% de K) 4,2 4,4 - - - - -

    cidos:Clorognico total 6,5 10,0 3,29 4,86 4,76 4,43 4,09Alifticos 1,0 1,0 - - - - -Qunico 0,4 0,4 - - - - -Acares: 26,42 27,94 24,91 27,24 27,24Sacarose 8,0 4,0 - - - - -Redutores 0,1 0,4 - - - - -Polissacardeos 44,0 48,0 - - - - -Lignina 3,0 3,0 - - - - -Pectina 2,0 2,0 - - - - -Protena 11,0 11,0 - - - - -Aminocidos 0,5 0,8 - - - - -Lipdeos 16,0 10,0 13,75 10,69 16,75 11,32 16,05

    Valores expressos em g.100g-1 em base seca. Fonte: Monteiro & Trugo (2005), Aguiar (2005).

    Componentes

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    Sendo assim, os nutrientes minerais interferiro naqualidade final do caf por duas vias, uma direta, por seupapel no metabolismo da planta e acmulo de compos-tos qumicos desejveis do ponto de vista do aroma esabor do caf, e outra indireta, por seu papel na produ-o de compostos que desfavorecem o desenvolvimen-to microbiano nos gros.

    CARACTERSTICAS QUMICAS DOSGROS ASSOCIADAS QUALIDADEDA BEBIDA

    O flavor e o aroma do caf desenvolvem-se durante atorra e tm uma qumica muito complexa, que envolvecentenas de reaes simultneas. Nela ocorrem as rea-es de Maillard e Strecker, degradao de protenas,polissacardeos, trigonelina e cidos clorognicos (Fran-ca et al., 2005).

    A torra compreende trs estdios consecutivos: se-cagem, pirlise e resfriamento. No primeiro, ocorreperda de massa, causada pela lenta liberao de gua esubstncias volteis. O gro muda de cor, passando deazul esverdeado para amarelo. No segundo, a pirliseresulta em considerveis mudanas nas propriedades f-sicas e qumicas dos gros. So liberadas grandes quan-tidades de gua, substncias volteis e CO

    2 e os gros

    tornam-se marrons, por causa da caramelizao dos a-cares. Ao atingir esse ponto, o resfriamento necess-rio para evitar-se a carbonizao. De acordo com Vargas-Elias (2011), a perda de massa de 20%, na torra escu-ra, e chega a 14%, na torra suave. A umidade dos groscai de 11-12% b.u. para 2,5-4,0% b.u. O mesmo autorrelata que temperaturas a partir de 284 oC, no torrefador,com tempos entre 9 e 16 minutos, permitiram o desen-volvimento de acidez, doura e corpo em nveis timos,mantendo-se a percepo de adstringncia em nveismnimos.

    Acares

    O caf apresenta de 5 a 10% de acares totais. Den-tre os oligossacardeos, a sacarose (no redutor) ocorrenos gros de caf em concentraes que variam de 5,1 a9,4%, no fruto maduro (Clifford & Wilson, 1985). Natorra, a sacarose degrada-se, dando acares menoresprecursores de cidos e aldedos, responsveis peloflavor. Dentre os monossacardeos, destacam-se aglicose e a frutose (redutores), com teores que variamde 0 a 0,5%. Chagas (1994) associou, positivamente, osteores de acares redutores e no redutores qualida-de. Mazzafera (1999) encontrou menores concentraesde sacarose nos gros defeituosos.

    De acordo com Pinto et al. (2002), as melhores bebi-das, com paladar estritamente mole, mole, apenas mole e

    duro apresentaram maiores teores de slidos solveis to-tais, o que desejvel tanto pelo ponto de vista do rendi-mento industrial como pela contribuio para assegurarcorpo bebida, que importante para o caf expresso.Alves (2009) verificou forte correlao entre qualidadeda bebida e grau brix dos frutos maduros, sendo que 95%dos cafs que alcanaram nota superior a 80 apresenta-vam grau brix superior a 20 no momento da colheita.

    Trigonelina

    A trigonelina, N-metil betana, ou cido piridino-3-carboxlico, um composto relacionado com a cafena.Sua degradao pelo calor resulta em niacina, nicoti-namida e larga faixa de compostos volteis, que incluempiridinas e o N-metilpirrol, os quais do aroma ao caf(Clifford & Wilson, 1985). Durante a torrefao, atrigonelina sofre desmetilao, para formar niacina, umavitamina importante para o metabolismo humano, emquantidades que podem chegar a 20 mg 100g-1 de caftorrado. O contedo de trigonelina presente em amos-tras de caf torrado vai depender do binmio tempo etemperatura de torrefao. Quanto mais drstico o pro-cesso de torrefao, sero encontrados na amostra me-nores teores de trigonelina (Monteiro e Trugo, 2005).Por essa razo, a associao entre teor de trigonelina equalidade no to evidente nos gros torrados; no en-tanto, de acordo com Farah et al. (2006), para os groscrus, houve forte correlao negativa entre teor detrigonelinas e baixa qualidade (r = - 0,93) e entre teor detrigonelinas e sabor riado (r = - 0,94).

    Cafena

    A cafena um derivado das xantinas, que conferesabor amargo e importante para o flavor do caf. Asconcentraes de cafena e trigonelina em gros crus etorrados tm sido positivamente associadas qualidadedo caf (Franca et al., 2005, Farah et al., 2006). Segun-do Farah et al. (2006), a bebida de paladar mole apre-sentou 1,26 0,06 g/100g, enquanto a de paladar duroapresentou 0,96 0,01 g/100 g de cafena.

    A cafena um composto do metabolismo secund-rio, derivado de aminocidos aromticos (triptofano etirosina), os quais so derivados do cido chiqumico oude aminocidos alifticos (ornitina, lisina). Esses com-postos apresentam pelo menos um tomo de N em seuanel e tm carter alcalino (Clifford & Wilson, 1985).

    A cafena uma purina (1,3,7trimetilxantina), deri-vada de aminocidos como glicina, cido L-asprtico eL-glutamina. Seu precursor a teobromina. Trs N, metiltransferases esto envolvidas na biossntese da cafena,entre elas esto a teobromina sintase e a cafena sintase,as quais adicionam grupos metil xantosina, paraconvert-la em cafena. Alm das metilaes, um dos

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    passos da biossntese da cafena envolve a remoo deum resduo de ribose (Clifford & Wilson, 1985). Osgenes que codificam as N-metiltransferases j foramisolados e podem ser usados para a produo de plantascom nveis alterados de cafena (Ashihara, 2006). Ocor-re na semente, livre no citoplasma e ligada parede ce-lular. A torra promove volatilizao de cerca de 10% dacafena, mas, por causa da concomitante perda de pesoque ocorre no processo, sua concentrao no gro tor-rado tende a aumentar. Esse comportamento no pode,entretanto, ser generalizado. Siqueira & Abreu (2006)relatam que, aps a realizao da torra clara e mdia,houve diminuio dos teores de cafena nos gros. Numaxcara de caf, o teor de cafena varia de 40 a 160 mg.

    Compostos fenlicos

    Os compostos fenlicos so encontrados em amplagama de alimentos vegetais, comumente consumidos,como frutas, cereais, hortalias e bebidas de origem ve-getal, como vinho, ch e caf (Cheynier, 2005; Manachet al., 2004). Os cidos clorognicos so os principaiscompostos fenlicos no volteis encontrados no cafe representam de 6 a 12% de sua massa seca. Dentreestes, o principal subgrupo corresponde ao dos cidoscafeoilqunicos (CQA), dicafeoilqunicos (di-CQA) eferuloilqunicos (Franca et al., 2005).

    Os cidos clorognicos do pigmentao, aroma eadstringncia bebida (Franca et al., 2005). A sensaode adstringncia deriva da precipitao de protenas eglicoprotenas salivares que servem como lubrificantes.Dentro de limites aceitveis, exercem efeito positivopor darem corpo bebida. So um conjunto de cincogrupos principais de compostos fenlicos e seusismeros, formados principalmente pela esterificaodo cido qunico, com um dos seguintes cidos deriva-dos do cido cinmico: o cido cafeico, o ferlico ou op-coumrico. Estes grupos so cidos cafeoilqunicos,com trs ismeros principais (3, 4 e 5); os cidosdicafeoilqunicos, cujos ismeros principais so 3,4; 3,5;4,5; cidos feruloilqunicos (3,4,5); cidos p-cuma-roilqunicos e os cidos cafeoilferuloilqunicos. Ocor-rem na superfcie dos gros associados com graxacuticular, ao lado da parede celular no endosperma e nocitoplasma (Monteiro e Trugo 2005).

    Durante o processo de torrefao, esses compostosfenlicos so intensamente degradados, originando pigmen-tos e componentes volteis do aroma, como fenol evinilguaiacol. Podem ocorrer perdas de at 90% do con-tedo total de cidos clorognicos aps a torrefao seve-ra dos gros (Monteiro & Trugo, 2005). Entretanto, quan-do realizadas torra clara e mdia, a percentagem de cidosclorognicos em gros naturais, descascados e despolpados,pode aumentar (Siqueira & Abreu, 2006). Cerca de 50% do

    contedo de cidos clorognicos degradado podem serencontrados na frao de pigmentos, na forma de cidoqunico livre e como compostos fenlicos de baixa massamolecular (Monteiro e Trugo 2005).

    Encontram-se na literatura vrios trabalhos associ-ando baixa qualidade do caf s concentraes totais decidos clorognicos (Franca et al., 2005; Menezes,1990; Carvalho et al., 1994), especialmente com rela-o concentrao de 5-CQA. No entanto, Farah et al.(2006) verificaram que as concentraes do cido 3,4dicafeoilqunico do caf cru e torrado correlacionaram-se positivamente com a qualidade, enquanto gros de-feituosos (verdes, ardidos e brocados) e outros cidoscafeoilqunicos, especialmente o cido 5-cafeoilqunico,correlacionaram-se negativamente com a qualidade. Osautores encontraram oito cidos clorognicos nos gros.Os cidos cafeoilqunicos foram responsveis por 83%dessa frao nos gros crus. A maior concentrao des-ses cidos correlacionou-se com a pior qualidade, po-rm sua perda chega a 93% com torra escura. Houve fortecorrelao negativa entre cidos clorognicos mo-nosteres e tipo de bebida. Nos gros crus, o 5-CQA e5-FQA correlacionaram-se com baixa qualidade da be-bida. As concentraes de 4-CQA, 5-CQA, 4-FQA e 5-FQA correlacionaram-se fortemente com sabor riado.Em contraste, 3,4-di, CQA e, em menor grau, o 3,5-di,CQA, correlacionaram-se com bebida de boa qualida-de. H que considerar ainda, que Menezes (1990) ob-servou uma relao inversa entre concentraes de CQAe maturao. Nesse trabalho, foi observado que os grosverdes e pretos-verdes tm concentraes mais eleva-das de cidos clorognicos totais, principalmente CQAe FQA, comparativamente aos maduros e pretos.

    Polifenoloxidase

    A polifenoloxidase (PPO) uma enzima cprica li-gada s membranas celulares. Em condies adversas,ou quando as clulas do fruto sofrem danos, a PPO atuasobre os polifenis intra e extracelulares, promovendohidroxilao de monofenis a o-difenis, os quais so-frem remoo de H+ e originam o-quinonas, que, porsua vez, inibem a PPO. Assim, gros que sofreram danosapresentaro baixa atividade da polifenoloxidase, bemcomo aqueles com deficincia de cobre. A atividade daPPO, fortemente influenciada pelo metabolismo defenis, correlaciona-se significativamente com a quali-dade da bebida, sendo que a atividade decresce da me-lhor para a pior qualidade (Amorim & Silva, 1968). Car-valho et al. (1994) relacionaram os seguintes valores dePPO a diferentes paladares da bebida: riado e rio - 67,66 U g-1 de amostra.

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    ndice de colorao

    Quanto ao ndice de colorao, de acordo com Farahet al. (2006) os piores cafs foram os mais escuros.Esse efeito foi atribudo maior percentagem de grosdefeituosos nos piores cafs e ao indireta da PPOsobre os compostos fenlicos dessas amostras. Osubstrato principal para a polifenoloxidase seria o 5-CQA, ento as ortoquinonas, formadas pela ao dapolifenoloxidase sobre o 5-CQA, seriam responsveispelo escurecimento. J nas pesquisas desenvolvidas porCarvalho et al. (1994), Leite & Carvalho (1994), Cha-gas et al. (1996), Silva et al. (2002) e Silva et al. (2009),os cafs de melhor qualidade apresentaram maior ativi-dade da PPO e IC. Carvalho et al. (1994) estabeleceramque cafs com ndices de colorao iguais ou superio-res a 0,65 enquadram-se nas classes de caf duro, ape-nas mole, mole e estritamente mole. ndices decolorao inferiores a 0,65 corresponderiam s classi-ficaes riado e rio. No trabalho de Clemente (2010),que estudou a qualidade do caf em resposta a nitrog-nio e potssio, os melhores cafs foram, tambm, osmais escuros.

    Acidez e pH

    Segundo Siqueira & Abreu (2006), o pH do gro umindicativo de eventuais transformaes dos frutos de caf,como as fermentaes indesejveis, que ocorrem na prou na ps-colheita, originando defeitos e, conse-quentemente, reduo do pH e deteriorao da bebida.

    A acidez do caf dada por cidos no volteis, comoos cidos oxlico, mlico, ctrico, tartrico e pirvico evolteis, como actico, propinico, valrico e butrico,que so produzidos por rotas endgenas e por fermenta-es indesejveis. A acidez resultante dos cidos mlicoe ctrico tem efeito desejvel na qualidade do caf, en-quanto aquela resultante dos cidos actico, ltico,propinico e butrico indesejvel (Chalfoun, 1996).Franca et al. (2005) correlacionaram baixa qualidade acidez, provavelmente advinda de gros fermentados.Pinto et al. (2002), estudando os padres de bebida parapreparo de caf expresso, observaram que os cafs debebida inferior, com paladar rio e riado, apresentarammaior acidez que as bebidas de paladar estritamente molee mole. Sivetz & Desrosier (1979) indicam que cafstorrados sem amargor ou acidez indesejvel apresentampH entre 4,9 e 5,2.

    Condutividade eltrica e potssio lixiviado

    Alteraes na membrana celular aps a secagem po-dem ser identificadas pela lixiviao de vrias soluescitoplasmticas (Borm et al., 2006) e em anlisesultra-estruturais de tecidos aps a embebio (Neya etal., 2004).

    Resultados de trabalho de Amorim (1978), incluin-do gros de diferentes qualidades e processamentos ps-colheita, mostram que a lixiviao de K pode ser usadapara avaliar o colapso das membranas e, conse-quentemente, redues da qualidade do caf.

    De acordo com Goulart, et al. (2007), altos valoresde lixiviao de K e de condutividade eltrica so fortesindicadores de danos s membranas e parede celular.Esses autores associaram a anlise de fotomicrografiasdo endosperma de gros de caf classificados como debebida mole, dura e rio, com a CE, e verificaram que osgros de pior qualidade apresentaram maior CE e menororganizao e estruturao celular, concluindo que CEelevada um forte indicador de danos membrana e pa-rede celular. Porm, por causa do nmero e da comple-xidade dos atributos que afetam a qualidade da bebida,os autores indicam que a CE deve ser usada como com-plemento, para diferenciar bebidas da mesma classe,sendo pouco indicada como meio nico de diferencia-o.

    Lipdios

    Para Coffea arabica, os teores de lipdios encon-tram-se entre 12 e 16% (Clifford & Wilson, 1985;Mazzafera et al., 1998); porm, valores acima de 17%j foram medidos. Em C. canephora, a mdia situa-seem torno de 10%, embora teores to baixos quanto 7%tenham sido verificados. Desse montante, de 0,2 a 0,3%constituem uma camada de cera circundante protetorado gro, rica em 5-hidroxitriptamidas de cido palmtico,aracndico e alguns outros. J, na frao leo, predomi-nam os cidos linoleico e palmtico. Essa frao com-posta por 70 a 80% de triacilgliceris, 0,5 a 2,0% decidos graxos livres, 15 a 19% de terpenos e entre 1,4 e3,2% de esteris (Vidal, 2001).

    Os leos so importantes precursores do aromado caf. Durante a torra, eles so expelidos para a super-fcie do gro, formando uma capa que retm os aromasvolteis, os quais so paulatinamente perdidos aps amoagem. So, tambm, extrados e usados paraaromatizar o caf solvel (Mazzafera et al., 1998).

    Danos internos e pequenas rupturas podem exporleos e outros lipdios a oxidao durante o armaze-namento, levando formao de aldedos volteis in-desejveis ao sabor (Campos 2010). A degradao dostriacilgliceris durante o armazenamento leva a aumen-to da acidez (Vidal 2001). Goulart et al. (2007) verifi-caram que cafs de melhor qualidade tinham paredes emembranas ntegros, alm de maior concentrao delipdios prximos s paredes celulares. Em cafs dequalidade inferior, havia ruptura das paredes e mem-branas, e os lipdios concentravam-se no centro da c-lula.

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    EFEITO DA NUTRIO MINERAL NAQUALIDADE DO CAF

    A composio qumica dos gros de caf influen-ciada por fatores genticos, ambientais e culturais, pe-los mtodos de colheita, processamento, armaze-namento, torra e moagem, que afetam diretamente a qua-lidade da bebida do caf (Mendona et al., 2005). Em setratando das condies de manejo, as adubaes e o es-tado nutricional da planta podem influenciar tanto na pro-duo quanto na composio do gro cru e, conse-quentemente, na qualidade da bebida.

    Nitrognio e Potssio

    O nitrognio (N) o nutriente mais exigido para ocrescimento vegetativo e o segundo mais exportado pe-los gros do cafeeiro (Catani & Moraes, 1958). As exi-gncias em potssio (K) so muito prximas das de N,sendo a maior proporo encontrada em gros, particu-larmente na polpa do caf (Moraes & Catani 1964).

    A cafena, pertencente ao grupo das xantinas, con-tm quatro tomos de N na molcula (Ikan, 1991). Deacordo com Clifford & Wilson (1985), entre 40 e 50%do nitrognio do gro torrado corresponde cafena e trigonelina, de modo que uma reduo do teor de cafe-na dos gros de plantas deficientes em N seria esperada.Corroborando essa hiptese, Mazzafera (1999) verifi-cou reduo dos teores de cafena de folhas de plantasjovens, cultivadas em soluo nutritiva com omisso deN. Clemente (2010), trabalhando com duas doses de N,uma baixa e uma elevada encontrou maiores teores decafena nas folhas ndice das plantas cultivadas com amaior dose de N. Entretanto, os gros obtidos nessasduas condies ou no apresentaram diferenas signifi-cativas, ou tiveram teores de cafena inferiores, nas plan-tas conduzidas com N elevado. Esse resultado foi atri-budo a efeito de diluio da cafena na maior quantida-de de frutos produzidos pelas plantas submetidas mai-or dose de N, j que as plantas cultivadas com baixo Ntiveram produo de frutos 39% inferior.

    Os compostos fenlicos, por sua vez, so compos-tos aromticos derivados dos cidos mevalnico echiqumico. Os cidos clorognicos so os principaiscompostos fenlicos no volteis encontrados no caf.A formao desses compostos pode derivar de um des-vio na rota de sntese da lignina, a partir do cido p-coumrico, que d origem ao cido cafeico e outros fenilpropanoides simples. Esses compostos, juntamente como cido qunico, originam, por esterificao, os cidosclorognicos (Lehninger, 1977). Desse modo, doseselevadas de N poderiam ativar a rota de sntese de ligninae de compostos intermedirios precursores de cidosclorognicos. Porm, essa hiptese no foi confirmada

    por Clemente (2010) que encontrou concentraes defenis totais, atividade da PPO e ndice de coloraomaiores em gros de plantas cultivadas com baixo N.

    Por outo lado, Malta et al. (2003) verificaram quegros de caf beneficiado provenientes de plantas adu-badas com diferentes fontes de N apresentaram respos-ta quadrtica da atividade da PPO ao aumento das dosesde N. Doses de 50 e 121 kg ha-1 de N, nas formas desulfato e de nitrato de amnio resultaram em maioresatividades da enzima, com reduo subsequente em do-ses mais elevadas. Por outro lado, para o nitrato de po-tssio, a maior atividade da PPO ocorreu com a maiordose de N aplicada, ou seja, 320 kg ha-1, indicando umapossvel interao entre N e K na resposta dose de N.

    Outro grupo de compostos importantes na definioda qualidade do caf so os acares, cujo metabolismo fortemente influenciado pela disponibilidade de po-tssio. O papel do K no metabolismo de compostosnitrogenados e carboidratos bastante conhecido. Ele primordial para a ativao de enzimas nas clulas, porinduzir mudanas na conformao enzimtica. Em plan-tas deficientes de K, ocorrem acmulo de carboidratossolveis, decrscimo do contedo de amido e acmulode compostos nitrogenados solveis. Isso est relacio-nado com o alto requerimento de K para funcionamentode certas enzimas regulatrias, principalmente a piruvatocinase e a fosfofrutocinase. Por outro lado, a sintetasedo amido, que catalisa a transferncia de glicose paramolculas de amido, altamente dependente de ctionsmonovalentes, entre os quais o K o mais eficiente(Marschner, 2012). Mazzafera (1999), utilizando a tc-nica do elemento faltante, em experimento conduzidoem soluo nutritiva, observou que a deficincia de Kpromoveu aumentos do teor de cafena em folhas de caf.

    Silva et al. (1999) avaliaram o efeito de doses deK

    2O aplicadas nas formas de cloreto de potssio e de

    sulfato de potssio, variando de 0 a 400 g/cova, na quali-dade do caf produzido. No primeiro ano de avaliao, osulfato de potssio

    proporcionou maior atividade da PPO

    e, no ano seguinte, verificou-se a mesma tendncia paraa atividade dessa enzima.

    Para minimizar o efeito dos ons acompanhantes doN e do K nos diferentes fertilizantes, Clemente (2010)estudou o efeito de doses de N e K sobre a produo equalidade do caf em sistema hidropnico de subirriga-o. A autora realizou um experimento de longa duraoem soluo nutritiva, conduzindo plantas da variedadeCatua vermelho IAC 99, sob condies controladas decasa de vegetao at a primeira colheita. Foram empre-gadas quatro doses de K, combinadas com duas doses deN. Os resultados evidenciaram resposta quadrtica sdoses de potssio, indicando efeito positivo do nutrien-te na produo de gros, teor de cafena, fenis totais,

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    acares totais e redutores, ndice de colorao e aci-dez total titulvel. Os valores dessas variveis aumenta-ram at atingir um ponto de mximo, a partir do qual oefeito do K passou a ser deletrio, provavelmente porcausa do estabelecimento de competio com Ca e Mg,em doses elevadas de K. Corroborando o efeito positi-vo do K na qualidade, a condutividade eltrica e lixiviaode potssio foram reduzidas com o aumento das dosesde K, at atingirem um ponto de mnimo associado dose tima.

    Convm destacar que a melhor qualidade sensorialdo caf foi alcanada em plantas com concentraesfoliares de 3,01 dag kg-1 N e 2,94 dag kg-1 de K, e quetinham, nessas condies, 2,20 dag kg-1 de N e 1,82 dagkg-1 de K, nos gros. A melhor qualidade sensorial foiobtida com doses de K que permitiram obter 98,70% daproduo mxima de caf cereja (Clemente, 2010). O Ninfluenciou principalmente as caractersticas de cresci-mento vegetativo, enquanto o K influenciou principal-mente as caractersticas de crescimento reprodutivo,como nmero de frutos do ramo ndice, produo e ta-manho de gros (Clemente et al., 2013).

    Boro, Cobre e Zinco

    A ordem de acmulo de micronutrientes em cafeeiro,segundo Catani et al. (1989), Fe > Mn > B > Zn > Cu >Mo. Uma vez que os solos brasileiros em que se assentagrande parte da cafeicultura apresentam teores elevadosde Fe e Mn (Furlani Junior et al., 2004) e que o cafeeirono tem grande exigncia de Mo, pode-se compreenderpor que os micronutrientes B, Zn e Cu so consideradosos de maior importncia para o crescimento e produodo cafeeiro, sendo tambm os mais estudados.

    Sob deficincia de B, ocorre o acmulo de fenis, oque se relaciona com o papel do boro na formao decomplexos cis-diol com certos acares e fenis. Nes-sas condies, o fluxo de substrato deslocado para ociclo das pentoses fosfato, aumentando, assim, abiossntese de fenis. Em resposta ao acmulo de fenis,a atividade da polifenoloxidase aumenta, em tecidos de-ficientes em B (Lewis, 1980; Loomis & Durst, 1991;Marschner, 2012), o que, junto com o excesso de fenis,provoca a destruio da membrana celular e, conse-quentemente, a morte do tecido vegetal (Marschner,2012). A polifenoloxidase uma enzima que, de acordocom vrios autores, mostra-se diretamente relacionadacom a qualidade da bebida do caf (Amorim & Silva, 1968;Amorim, 1978; Carvalho et al., 1994; Leite, 1991; Pe-reira, 1997). Esses autores verificaram que ocorre umaumento significativo da atividade da polifenoloxidase, medida que o caf apresenta-se com melhor qualidadee que as variaes da atividade enzimtica da polifenolo-xidase permitem separar as classes de bebida.

    Clemente (2014) estudou o efeito do B na produode gros, qualidade da bebida e produo de compostosbioativos em gros crus de caf, em experimento reali-zado numa lavoura adulta de C. arabica, cv. Catua Ver-melho IAC 99. Houve efeito positivo desse nutriente nosteores de cafena, trigonelina, sacarose, glucose e ativi-dade da PPO. 3-CQA e 5-CQA tiveram suas concentra-es reduzidas com a disponibilizao de B, enquanto4-CQA, proantocianidinas e fenis totais no responde-ram ao seu fornecimento. Acompanhando-se os teoresde B das folhas ndice nos diferentes tratamentos, veri-ficou-se que tanto a falta quanto o excesso de B reduzi-ram a sntese de cafena e trigonelina. Foi observado,ainda, que as concentraes foliares de B, associadas aum bom crescimento e produo, esto abaixo daquelasque maximizam a atividade da PPO, caracterstica quetem sido fortemente associada qualidade da bebida.

    Vrios trabalhos na literatura relatam o acmulo decidos cafeoilqunicos em deficincia de B. Camacho-Cristobal et al. (2004) reportam que a deficincia de Bleva ao acmulo de glucose, frutose e amido, seguidopor aumento da concentrao de 3-CQA, 4-CQA e 5-CQA em folhas de tabaco. Os autores atriburam esseefeito ao aumento da atividade da fenilalanina amnialiase e ao consequente aumento da sntese de fenis.

    O cobre beneficia as plantas por meio do seu efeitocomo micronutriente, como fungisttico e como tonifi-cante. Esse micronutriente essencial s plantas por sercomponente de muitas enzimas e protenas e por estarenvolvido em inmeras rotas metablicas. Vriasenzimas, que contm ou so ativadas pelo Cu, catalisamreaes de xido-reduo (Marschner, 2012). Alm dis-so, o Cu pode exercer efeitos diretos ou indiretos sobrefungos. Como efeito direto, a influncia desse micro-nutriente est relacionada com a sua capacidadefungisttica, desnaturando protenas do patgeno. Indi-retamente, sua participao importante na sntese delignina, que age como barreira penetrao de micro-organismos (Pasin et al., 2002). Desta forma, o uso docobre, melhora o desenvolvimento e a produtividade doscafezais e beneficia, ainda, a qualidade dos gros de caf.

    Lacerda (2014) realizou um experimento em casa devegetao, usando sistema hidropnico, com areia comosubstrato, para verificar o efeito de doses crescentes deCu (0,2; 0,4; 0,8; 1,6 e 3,2 mol L-1) na concentrao decompostos relacionados com a qualidade nos gros crusde caf. Aps trs anos de conduo, o autor verificouque as doses de Cu influenciaram positivamente produ-o de gros, atividade da PPO, e teores de sacarose e,negativamente, as concentraes de fenis totais, 5-CQAe 4-CQA. As variveis atividade da enzima PPO, produ-o de gros e concentrao de sacarose aumentaramcom as doses de Cu at atingir um ponto de mximo,

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    decrescendo em seguida. Inversamente, fenis totais, 4-CQA e 5-CQA decresceram at um ponto de mnimo,com posterior incremento com as doses de Cu. O 3-CQA, ao contrrio do esperado, aumentou com as dosesde Cu at atingir o ponto de mximo, declinando a se-guir. O ponto de mximo estimado para a concentraode 3-CQA foi muito prximo do ponto de mximo daatividade da PPO, sugerindo um efeito positivo do 3-CQA na qualidade. provvel que o acmulo de 3-CQAlimite as concentraes de 4-CQA e principalmente do5-CQA, principal substrato para a PPO, e fortementeassociado perda da qualidade da bebida. Cafena,trigonelina, K lixiviado e anlise sensorial no apresen-taram variaes significativas com as doses de Cu.

    Doses entre 1,45 e 2,59 mol L-1 de Cu permitiramotimizar a produo e diversas caractersticas relacio-nadas com a qualidade. Nessas condies, os teores deCu nas folhas ndice estiveram entre 7,20 e 11,37 mgkg-1, ou seja, abaixo da faixa de nutrio adequada pro-posta por Martinez et al. (2003), que se situa entre 13 e29 mg kg-1. Cabe aqui salientar que as faixas de sufici-ncias descritas por Martinez et al. (2003) foramestabelecidas com base em lavouras produtivas e queplantas cultivadas a campo, possivelmente, apresentemCu retido na cutcula ou superfcie foliar, de difcil lava-gem, o que no ocorre em condies controladas de casade vegetao. Corroborando os resultados acima des-critos, em experimento de campo, Clemente (2014)obteve efeito positivo do Cu nas concentraes de cafe-na, trigonelina, sacarose, glicose e PPO. Para 3-CQA e5-CQA, o efeito foi negativo, havendo clara relao in-versa entre a atividade da PPO e a concentrao de 5-CQA.

    Quanto ao Zn, baixos teores desse elemento em ca-feeiros podem afetar mais o desenvolvimento reprodu-tivo do que o vegetativo (Fvaro, 1992). A carncia deZn pode provocar a diminuio da produo de semen-tes (Malavolta et al., 1997; Mengel & Kirkby, 1987),que pode estar relacionada com o menor desenvolvimentodas anteras e com a inviabilidade dos gros de plen quan-do a planta est sob deficincia deste elemento (Sharmaet al., 1987; Sharma et al., 1990). Alguns relatos confir-mam a importncia do Zn na produo de gros (Silva,1979; Fvaro, 1992). Mello et al. (1999) verificaramque o cafeeiro respondeu s aplicaes de doses cres-centes de sulfato de zinco, por via foliar, na produo, eque o aumento das doses de Zn proporcionou maior per-centagem de gros classificados nas maiores peneiras.Os gros de caf retidos em peneiras com crivos demaior dimetro, associados a outros aspectos de boaqualidade, geralmente apresentam maior valor no mer-cado. A separao pelo tamanho dos gros, por meio daclassificao por peneiras, proporciona melhor quali-

    dade do produto final, resultando mais uniformidade natorra (Nasser & Chalfoun, 2000). Neves et al., (2011)observaram que o fornecimento de Zn influenciou posi-tivamente a produo e a qualidade dos gros de caf,caracterizada pelo seu tamanho, percentagem de grosbrocados, condutividade eltrica e o potssio lixiviadodos gros. Os resultados de Martinez et al. (2013) cor-roboraram os anteriores e indicaram, ainda, que os grosde cafeeiros supridos com Zn apresentaram maiores te-ores de cidos clorognicos e maior atividade antioxi-dante.

    O efeito do Zn sobre os compostos qumicos relaci-onados com a qualidade da bebida nos gros crus foi es-tudado por Lacerda (2014). O autor forneceu doses deZn (0,2; 1,0; 2,0; 3,0 e 4,0 mol L-1) a plantas de cafcultivadas por trs anos em vasos de 20 L, contendo areia,irrigados com soluo nutritiva, em sistema hidropnicode gotejamento. Houve resposta quadrtica crescente sdoses de Zn para atividade da PPO, ndice de colorao,concentrao de cafena, trigonelina, sacarose, arabino-se, manose, cido ctrico e cido tartrico nos gros.Aps os pontos de mximo estimados, que ocorreramnos gros de plantas que apresentavam teores de Zn en-tre 9,73 e 10,27 mg kg-1 nas folhas ndice, houve declnioda concentrao desses compostos. J acidez titulvel,pH, fenis totais, 5-CQA, 4-CQA, potssio lixiviado econdutividade eltrica apresentaram resposta quadrticadecrescente ao Zn, com pontos de mnimo em gros deplantas que apresentavam teores de Zn entre 9,73 e 9,90mg kg-1 nas folhas ndice.

    Tambm neste caso, 3-CQA apresentou resposta in-versa s de 4-CQA e 5-CQA, com ponto de mximo emconcentrao de Zn muito prxima da que resultou emmxima atividade da PPO. Fica evidente que, de modogeral, as concentraes dos compostos relacionadospositivamente com a qualidade da bebida forammaximizadas e a dos negativamente relacionados com aqualidade da bebida foram minimizadas quando as plan-tas apresentavam teores foliares de Zn dentro da faixade nutrio adequada, proposta por Martinez et al.(2003), entre 8 e 12 mg kg-1. Chama a ateno, entretan-to, que essas condies no foram as que resultaram emmaior produo de gros. A maior produo de gros foiobtida com a menor dose de Zn empregada, de 0,2 molL-1, enquanto os atributos positivamente relacionadoscom a qualidade foram mximos e os negativamente re-lacionados com a qualidade foram mnimos, com dosesentre 1,3 e 2,2 mol L-1 de Zn.

    Embora no se tenha verificado diferena estatsticapara a anlise sensorial, verificou-se que a menor dosede Zn (0,2 mol L-1) resultou em bebida dura, enquantoas doses mais elevadas resultaram em bebida mole. Tam-bm neste caso, os resultados obtidos em campo por

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    Clemente (2014), com relao ao efeito do Zn sobre asconcentraes de cafena, trigonelina, sacarose, glucose,5-CQA e fenis totais confirmam os de Lacerda (2014).

    Ainda com relao aos micronutrientes, Pasin et al.(2002) verificaram que pulverizaes de Cu, Zn, Mn e Bdiretamente sobre os frutos durante seu desenvolvimen-to reduziram significativamente a percentagem mdia deincidncia de Aspergillus ochraceus, Fusariumsemtectum, Cladosporium cladosporioides, sem afe-tar significativamente a ocorrncia de Penicilliumvariable.

    Considerando-se os resultados obtidos sob os efei-tos de B, Cu e Zn na produo de compostos relaciona-dos com a qualidade do caf e, tambm, seu aparentepapel na reduo de infeces por fungos toxicognicos,o manejo da nutrio com micronutrientes parece seruma forma promissora de se obter um produto de me-lhor qualidade.

    Convm salientar, entretanto, que nos trabalhos rela-cionando nutrio mineral com qualidade da bebida, aquiapresentados, foram empregados frutos maduros subme-tidos a condies de ps-colheita adequadas. Nessascondies, no se obtiveram classificaes riado ourio em nenhuma circunstncia, o que refora a impor-tncia principal da ps-colheita na qualidade da bebidado caf.

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