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UNIVERSIDADE COMUNITÁRIA DA REGIÃO DE CHAPECÓ - UNOCHAPECÓ Área de Ciências da Saúde
Curso de Graduação em Farmácia
Gabrielle Di Domenico
VERIFICAÇÃO DA QUANTIDADE DE CAFEÍNA EM REFRIGERANTES DE
COLA E BEBIDAS ENERGÉTICAS
Chapecó - SC, 2010.
GABRIELLE DI DOMENICO
VERIFICAÇÃO DA QUANTIDADE DE CAFEÍNA EM REFRIGERANTES DE
COLA E BEBIDAS ENERGÉTICAS
Monografia de Conclusão de Curso apresentada à UNOCHAPECÓ como parte dos requisitos para obtenção do grau de Bacharel em Farmácia. Orientadora: Prof. Msc. Rose Maria de Oliveira Mendes
Chapecó - SC, jun. 2010.
VERIFICAÇÃO DA QUANTIDADE DE CAFEÍNA EM REFRIGERANTES DE
COLA E BEBIDAS ENERGÉTICAS
GABRIELLE DI DOMENICO
Esta monografia foi julgada adequada para obtenção do grau de Bacharel em
Farmácia, aprovada em sua forma final pelo Curso de Graduação em Farmácia da
Universidade Comunitária Regional de Chapecó – UNOCHAPECÓ.
Profª: Marinez Amabile Antoniolli
Coordenadora do Curso de Farmácia
Banca Avaliadora:
Presidente: __________________________________________
Profª. Rose Maria de Oliveira Mendes – Orientadora
Mestre em Engenharia Química – UFSC
Membro: ___________________________________________
Profª. Maria Elena Krombauer Anselmini
Mestre em Ciências Ambientais – UNOCHAPECÓ
Membro: ___________________________________________
Profª. Tânia Cunha
Mestre em Ciências Ambientais – UNOCHAPECÓ
Chapecó – SC, junho de 2010.
Dedico este trabalho a minha família
que com muito amor nunca mediu
esforço para que meus sonhos fossem
realizados.
AGRADECIMENTOS
A Deus, o amigo verdadeiro e precioso, que me deu força e persistência
para cumprir mais uma etapa de minha vida, sempre iluminando o meu caminho.
Aos meus pais Jaime e Marlene e meu irmão Daniel, que são o meu porto
de abrigo, meu apoio, meu recanto, aos quais devo em grande parte o que eu sou.
A minha orientadora Prof. Msc. Rose Maria de Oliveira Mendes pelo
incentivo, confiança, amizade e dedicação e disponibilidade em todas as etapas
dessa pesquisa. Obrigada por todo o empenho.
As técnicas do laboratório de Química da UNOCHAPECÓ, pela
disponibilidade e disposição para realização das análises.
Aos meus colegas pelo convívio durante toda a faculdade.
A todos que de alguma forma fizeram sua contribuição a este trabalho,
minha gratidão.
“Pedras no caminho? Guardo todas, um dia vou construir um castelo...”
(Fernando Pessoa)
RESUMO A cafeína é uma das substâncias psicoativas mais consumidas no mundo. É um alcalóide encontrado em grande variedade de bebidas e alimentos (café, chás, refrigerantes, bebidas energéticas, chocolates, erva-mate). Assim, o presente estudo teve por objetivo determinar a quantidade de cafeína em refrigerantes de cola e em bebidas energéticas. Foram analisadas seis amostras de refrigerantes de cola e seis amostras de bebidas energéticas, adquiridas em supermercado. A determinação do teor de cafeína foi feito através de extração com clorofórmio, verificando a quantidade de cafeína de cada amostra em espectrofotômetro (276 nm), segundo metodologia descrita pelo Instituto Adolf Lutz (2008). Os resultados demonstraram que o teor de cafeína de algumas amostras de bebidas energéticas analisadas está acima do valor permitido pela legislação e não está em conformidade com o descrito no rótulo do produto. Já para as amostras de refrigerantes os resultados estão de acordo com a legislação. A partir dos resultados, conclui-se que o consumo principalmente das bebidas energéticas deve ser controlado, uma vez que controversas persistem quanto à dose segura da ingestão da cafeína e seus efeitos tóxicos. PALAVRAS CHAVES: cafeína, bebidas energéticas, refrigerantes de cola.
ABSTRACT
Caffeine is one of most consumed psychoactive substances in the world. It is an alkaloid found in great variety of drinks and foods (coffee, teas, soft drink, energy drinks, chocolates, mate). Like this, the present study aimed at determine the amount of caffeine soft drink and energy drinks. Was analyzed six samples of energy drink and six samples of soft drink, acquired in supermarket. The determination of the caffeine content was made through extration with chloroform, checking the amount of caffeine of each sample in espectrum (276 nm), according to described methodology for the Institute Adolf Lutz (2008). The results demonstrated that the contends of caffeine of some analyzed energy drink samples is above of the value allowed for the legislation and they are not in accordance with the described in the label of the product. Already for soft drinks samples of the results are in accordance with the legislation. From the results, concluded that the consumption mainly of energy drinks must be controlled, a time that doubt persist how much are the safe dose of the ingestion of the caffeine and toxic effect.
KEY WORDS: caffeine, energy drinks, soft drink.
LISTA DE QUADROS
Quadro 1: Volume pipetado de cada amostra (mL)...................................................37
Quadro 2: Desvio padrão das amostras de bebidas enérgeticas. .............................39
Quadro 3: Desvio padrão das amostras de refrigerantes de cola. ............................41
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 2: Determinação do teor de cafeína em bebidas energéticas em mg/100 mL.
..................................................................................................................................39
Gráfico 3: Determinação do teor de cafeína em refrigerantes de cola em mg/100 mL.
..................................................................................................................................41
Gráfico 1: Curva padrão para determinação de cafeína utilizando clorofórmio como
agente extrator. .........................................................................................................50
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Xantina e derivados – Fórmulas estruturais (ALTIMARI et al., 2001).........17
Figura 2: Procedimento para a extração da cafeína..................................................37
Figura 3: Quantidade de cafeína presente em bebidas e alimentos (ALTIMARI et
al.,2001)*; (KOPCAK, 2003)** apud (FERNANDES, 2007).......................................44
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO......................................................................................................14
2 OBJETIVOS .........................................................................................................16
2.1 Objetivo Geral ..................................................................................................16
2.2 Objetivos Específicos......................................................................................16
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA............................................................................17
3.1 Cafeína..............................................................................................................17
3.2 Mecanismo de ação .........................................................................................18
3.3 Efeitos fisiológicos ..........................................................................................20
3.3.1 Sistema nervoso central .................................................................................22
3.3.2 Sistema cardiovascular...................................................................................22
3.3.3 Sistema respiratório ........................................................................................23
3.3.4 Sistema genitourinário ....................................................................................24
3.4 Administração e absorção ..............................................................................24
3.5 Metabolização e excreção...............................................................................25
3.6 Efeitos Tóxicos ................................................................................................26
3.7 Cafeína como agente de dopagem.................................................................28
3.8 Tolerância.........................................................................................................29
3.9 Bebidas energéticas e álcool..........................................................................30
3.10 Cafeína e seu efeito ergogênico.....................................................................31
3.11 Legislação de bebidas cafeinadas .................................................................32
3.12 Extração da cafeína .........................................................................................33
4 MATERIAL E MÉTODOS.....................................................................................35
4.1 Amostras ..........................................................................................................35
4.2 Reagentes.........................................................................................................35
4.3 Procedimento Experimental............................................................................36
4.4 Determinação da curva padrão de cafeína com clorofórmio.......................38
4.5 Análise e Interpretação ...................................................................................38
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO............................................................................39
5.1 Extração de cafeína em bebidas energéticas................................................39
5.2 Extração de cafeína em refrigerantes de cola ...............................................40
13
6 CONCLUSÃO.......................................................................................................45
7 REFERÊNCIAS ....................................................................................................46
8 ANEXO 1 ..............................................................................................................50
1 INTRODUÇÃO
A análise bromatológica, desempenha importante papel avaliador da
qualidade e segurança dos alimentos, principalmente em bebidas que contém
cafeína, devido essa ser consumida por bilhões de pessoas no mundo. Cerca de
80% da população geral faz uso dessa substância diariamente, seja pelo consumo
de café, chá, chocolates, refrigerantes, energéticos ou medicamentos à base de
cafeína (VENTURINI FILHO, 2005).
A cafeína é um alcalóide pertencente ao grupo das metilxantinas mais
consumido no mundo, encontrado em grandes concentrações em produtos naturais,
tais como, nas folhas da planta do mate, nos grãos de café e nas sementes de
guaraná (SOARES; FONSECA, 2005).
Alcalóides são compostos orgânicos encontrados em produtos naturais.
Estas substâncias podem apresentar efeitos tóxicos no ser humano e animais,
porém apresentam propriedades terapêuticas quando usados em doses moderadas.
Alcalóides como cafeína, teofilina, teobromina, emetina e pilocarpina, entre outros,
são utilizados como princípios ativos em uma variedade de medicamentos e
estimulantes. Devido às suas propriedades, processos para a recuperação de
alcalóides de produtos naturais são de grande interesse para as indústrias de
alimentos, de cosméticos e farmacêuticas (SOARES; FONSECA, 2005).
A população em geral está exposta a cafeína através da ingestão em
diversas fontes, como bebidas, alimentos, medicamentos ou mesmo água potável.
Aproximadamente sete mil quilos de cafeína são consumidos anualmente, sendo
aproximadamente 90% consumidos na forma de café ou chá. O consumo médio
diário de cafeína nos EUA é de aproximadamente 200 mg por indivíduo, sendo
regulamentado pela FOOD and Drug Administatrion (FDA). Os dados de estudos
epidemiológicos sobre os efeitos a longo prazo da cafeína na saúde concluíram que
houveram elevações em risco na maioria dos estudos para a maioria das doenças,
incluindo as cardiovasculares, úlcera, câncer de mama (ZEIGER, 1999 apud LEITE,
2009).
15
Durante as últimas cinco décadas, o consumo mundial de cafeína (per
capita) dobrou através do consumo de água cafeinada, de bebidas energéticas e
principalmente, do café. Por esse motivo, muitos trabalhos tem sido realizados sobre
os efeitos fisiológicos desta substância, resultando até os dias de hoje, na
impossibilidade de se chegar a um consenso sobre seus efeitos positivos ou
negativos. Enquanto alguns estudos sugerem uma possível associação entre
consumo de café (integral) e doenças coronarianos e incidência de câncer, outros
estudos correlacionam seu consumo a diminuição de riscos de suicídios e da
incidência de cirroses, ao aumento do estado de alerta, a diminuição da fadiga e a
melhora do estado de espírito. Tal dicotomia acaba por acarretar aumento de
consumo de café descafeinado, muitas vezes por aconselhamento médico (TOCI,
2006 apud LEITE, 2009).
Segundo a farmacopéia brasileira, a cafeína está incluída entre os excitantes
psicomotores que tem, principalmente, a propriedade de estimular a atividade
mental. Em humanos, sob condições normais, em doses terapêuticas (100-200 mg),
produz leve excitação psíquica, favorecendo o trabalho intelectual, afastando a
sonolência e a sensação de fadiga, no entanto a ingestão de grandes quantidades
pode provocar problemas à saúde. A desinformação e as contradições existentes a
respeito do assunto provocam, nos consumidores, o desejo de buscar alternativas
em bebidas isentas de cafeína ou com teores reduzidos. (CHAVES et al., 2004).
Quantidades excessivas de cafeína podem causar uma síndrome chamada
de “cafeinismo”, cujos sintomas incluem ruídos no ouvido, mudanças de
temperamento, diarréia, delírios, aceleração da respiração, tensão muscular,
tremores, etc (ANDRADE et al., 2005).
Existe um grande interesse em identificar as fontes e níveis de cafeína em
alimentos comercialmente disponíveis, pois os limites de tolerância variam com os
indivíduos e, deste modo, torna-se necessário o conhecimento da quantidade
contida nos produtos que estes consomem (ANDRADE et al., 2005).
2 OBJETIVOS 2.1 Objetivo Geral
Avaliar a concentração de cafeína presente em refrigerantes de cola e em
bebidas energéticas.
2.2 Objetivos Específicos
a) Determinar a quantidade de cafeína presente nas amostras;
b) Comparar os resultados encontrados com a legislação vigente e com a
quantidade descrita no rótulo do produto;
c) Comparar a concentração de cafeína nas bebidas estudadas com outras
bebidas de consumo diário.
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 3.1 Cafeína
A cafeína é um alcalóide, identificado como 1, 3, 7 - trimetilxantina, cuja
estrutura contém um esqueleto de purina. A purina, em si não ocorre na natureza,
mas inúmeros derivados são biologicamente significativos (ANDRADE, 2004).
Segundo Altimari et al. (2001), a cafeína, a teofilina (1,3 - dimetilxantina) e
teobromina (3,7 - dimetilxantina) são bases desses grupos de purinas que possuem
importância farmacêutica e que são todas derivadas da xantina, quimicamente
conhecida por 2,6 dioxipurina, estimulantes mais antigos conhecidos, sendo a
cafeína um dos mais potentes, como mostra a figura.
Figura 1: Xantina e derivados – Fórmulas estruturais (ALTIMARI et al., 2001).
Este alcalóide é encontrado em grande quantidade nas sementes de café
(Coffee sp.) e nas folhas de chá verde (Camellia sinensis). Também pode ser
achado em outros produtos vegetais, particularmente no cacau (Theobroma cocoa),
no guaraná (Paullinia cupana) e na erva-mate (Ilex paraguayensis). Embora uma
parcela pequena da população consuma cafeína na forma de fármacos, como por
ex. antigripais, grande parte deste alcalóide é ingerida na forma de bebidas. Uma
18
xícara de café pode conter em média cerca de 80 mg de cafeína, enquanto uma lata
de coca-cola em torno de 34-41 mg (MARIA; MOREIRA, 2007).
É um composto contendo nitrogênio, que apresenta propriedades básicas
(BRENELLI, 2003). Caracteriza-se por ser um pó branco, cristalino, com sabor muito
amargo, sem cheiro e com aspecto brilhante. A fórmula molecular da cafeína é
C8H
10N
4O
2 e o seu peso molecular é de 194,19 (SOARES; FONSECA, 2005).
É adicionada, artificialmente, a muitos outros produtos, incluindo alguns
refrigerantes à base de cafeína, bebidas energéticas e em algumas formulações
farmacêuticas, não tendo qualquer valor nutricional para o organismo humano,
restringindo-se apenas aos seus efeitos estimulantes (MARIA; MOREIRA, 2007).
A concentração de cafeína no chá ou café depende de vários fatores,
incluindo a espécie da semente do café ou folha do chá, local de cultivo,
granulações da amostra, etc. Estudos mostraram que, no caso do chá, a localização
da folha na planta afeta o seu conteúdo de cafeína. Por este motivo, os valores
relatados na literatura são variáveis. No caso do café e do chá, eles podem variar
entre 2 a 4,6%. O conteúdo de cafeína no caso do guaraná pode variar entre 3 a 6%
(BRENELLI, 2003).
3.2 Mecanismo de ação
Muitas das ações que a cafeína exerce tem mecanismos semelhantes às
das anfetaminas, cocaína e heroína, no entanto os seus efeitos são bem mais leves
(SOARES; FONSECA, 2005).
A cafeína tem como mecanismo de ação:
• Mobilização intracelular do cálcio: a cafeína reduz o limiar da
estabilidade e prolonga a duração do período ativo da contração muscular, por
aumentar a liberação de cálcio de retículo sarcoplasmático para o sarcoplasma e
também inibir o mecanismo da recaptação de cálcio pelo retículo sarcoplasmático,
tornando o íon cálcio mais disponível para a contração. O aumento da força de
contração muscular, induzido pela cafeína, esta relacionado com o aumento da
concentração intracelular do cálcio e com uma maior sensibilidade das miofibrilas
19
(actina e miosina) ao cálcio. No entanto, esse mecanismo de ação da cafeína só
pode ser detectado em experimentos in vitro, utilizando dosagens muito altas, cujas
concentrações são tóxicas (FERREIRA, 2004).
• Inibição das fosfodiesterases: a cafeína inibe a ação das
fosfodiestares que é responsável pela degradação do mediador químico intracelular
denominado AMPc. Desta forma a cafeína aumenta o tempo de meia vida desse
mediardor. Esta descoberta representa um possível mecanismo de ação das
metilxantinas, como por exemplo, o acúmulo de AMPc e a potencialização dos seus
efeitos em estimular a ação de substâncias como as das catecolaminas. De fato as
catecolaminas participam de vários processos, incluindo a gliconenólise, elevação
da glicose, a gliconeogênese, lipólise do músculo e tecido adiposo, contratibilidade
muscular, respostas cronotrópicas e inotrópicas do coração e ajustes circulatórios
(FERREIRA, 2004).
• Antagonismo dos receptores de adenosina: a cafeína é um
antagonista competitivo dos receptores de adenosina. A adenosina é uma molécula
presente em todo o corpo humano, possuindo tipos de receptores (A1 e A2) e ao
interagir com os receptores A1 inibe a enzima adenilciclase. Essa inibição resulta em
uma redução do AMPc, que é um segundo mensageiro intracelular. A cafeína é um
antagonista dos receptores A1, portanto, ao impedir que sua interação com a
adenosina, aumenta os níveis de AMPc, provocando uma série de respostas no
organismo como: a liberação de catecolaminas, aumento da pressão sanguínea,
lipólise, aumento das secreções gástricas, aumento da diurese e da ativação do
sistema nervoso central. As ações do neurotransmissor adenosina, tanto no cérebro
como no organismo em geral, são de agente depressivos. Esses efeitos depressores
ocorrem porque a adenosina, promove a inibição da liberação de noradrenalina em
geral, predominante no sistema nervos simpático, assim a cafeína antagonizando
esses efeitos resulta numa estimulação dos sistemas envolvidos, aumentando tanto
a liberação de norepinefrina como a taxa de ativação espontânea dos neurônios
noradrenérgicos (FERREIRA, 2004).
• Ação na bomba NA+ e K+: a cafeína influência na regulamentação da
concentração de potássio no meio extracelular e intracelular, mantendo as
concentrações altas no meio intracelular e baixas no meio extracelular, o que
contribui para o retardamento da fadiga, sendo que as baixas concentrações de
20
potássio no plasma ajudam a manter a excitabilidade das membranas das células
nos músculos contratéis (LINDINGER, GRAHAM & SPRIET, 1993 apud
DALL’AGNOL, 2006).
3.3 Efeitos fisiológicos
Os efeitos da cafeína foram descobertos em 850 d. C pelos árabes, ao
observar que suas cabras ficavam excitadas após comerem as folhas e os frutos de
um certo tipo de arbusto. A partir destas observações aconteceram experiências que
levaram a elaborar a bebida preta que desde então é consumida em todo o mundo
por pelo menos 1/3 dos seus habitantes (MAZZAFERA; CARVALHO, 1991 apud
FERNANDES, 2007).
As metilxantinas tem as seguintes ações farmacológicas importantes:
• estimulação do sistema nervoso central;
• diurese;
• estimulação do músculo cardíaco;
• relaxamento da musculatura lisa, especialmente da musculatura
brônquica.
Os dois últimos efeitos assemelham-se aos da estimulação dos receptores
ß-adrenérgicos. Acredita-se que isso ocorra porque as metilxantinas inibem a
fosfodiesterase, que é responsável pelo metabolismo intracelular de AMPc. Deste
modo, aumentam o AMPc intracelular e produzem efeitos que simulam os de
mediadores que estimulam a adenilciclase. As metilxantinas também antagonizam
muitos dos efeitos da adenosina, atuando sobre os receptores A1 e A2.
Camundongos transgênicos que não possuem receptores A2, funcionais são
anormalmente ativos e agressivos e deixam de mostrar aumento da atividade
motora em resposta à cafeína, sugerindo que o antagonismo nos receptores A2 seja
responsável por parte, pelo menos, de sua ação estimulante do SNC. A
concentração de cafeína alcançada no plasma e cérebro depois de duas ou três
xícaras de café forte é suficiente para produzir apreciável bloqueio dos receptores de
adenosina e pequeno grau de inibição da fosfodiesterase. O efeito diurético
21
provavelmente decorre de vasodilatação da arteríola glomerular aferente, causando
aumento da taxa de filtração glomerular (RANG et al., 2007).
A cafeína e a teofilina tem efeitos estimulantes muito parecidos sobre o
SNC. Em humanos nota-se redução do cansaço, com melhora da concentração e
fluxo mais claro. Isto é confirmado por estudos, que tem mostrado que a cafeína
reduz o tempo de reação e produz aumento na velocidade em, que cálculos simples
podem ser realizados (embora sem muita melhora na precisão). O desempenho nas
tarefas motoras, como dirigir de maneira simulada, também melhora, particularmente
em indivíduos cansados. Tarefas mentais, como a aprendizagem de sílabas, testes
de associação e assim por diante, também são facilitadas por doses moderadas (até
200 mg de cafeína ou cerca de três xícaras de café), mas prejudicadas por doses
maiores. A insônia é comum, por comparação com as anfetaminas, as metilxantinas,
produzem menos efeitos de estimulação locomotora e não induzem a euforia,
padrões de comportamento estereotipados ou estado psicótico, mas seus efeitos
sobre o cansaço e a função mental são semelhantes (RANG et al., 2007).
Desenvolvem-se tolerância e hábito em pequena escala, porém muito menor
que com as anfetaminas, e são discretos os efeitos da retirada. A cafeína não leva a
auto-administração em animais e não pode ser classificada como fármaco produtor
de dependência (RANG et al., 2007).
Na medicina, a cafeína tem sido usada para auxiliar no tratamento de dores
principalmente de cabeça e enxaqueca. Mais recentemente a cafeína tem sido
utilizada como coadjuvantes em muitos remédios para o controle de peso, alívio de
alergias e para melhorar o estado e alerta (SPILLER, 1998 apud FERNANDES,
2007).
O consumo da cafeína também estimula a lipólise (quebra das moléculas de
gordura no organismo), o que teoricamente, favorece o emagrecimento. Porém,
essa ação ocorre a um custo elevado para o organismo, com a mobilização dos
depósitos de gordura fazendo aumentar os níveis da mesma no sangue. Com isso,
pode haver elevação do colesterol sanguíneo e consequentemente, aumento no
risco de infarto. A mobilização dos depósitos de gordura pode ser útil para atletas
em treinamento intensivo, fazendo com que o organismo utilize a gordura como
22
fonte de energia no lugar do glicogênio muscular, com isso, o corpo fica mais
resistente à fadiga (JACKMAN et al., 1996 apud FERNANDES, 2007).
3.3.1 Sistema nervoso central
No sistema nervoso central, mais precisamente no sistema nervoso
autônomo, o sistema de neurotransmissão baseado no neurotransmissor adenosina
age como redutor da frequência cardíaca, da pressão sanguínea e da temperatura
corporal. A cafeína exerce uma ação inibidora sobre os receptores do
neurotransmissor adenosina, situados nas células nervosas. Muitas das respostas
fisiológicas com a administração de cafeína são opostas às de adenosina, por isso
há uma sensação de revigoramento, diminuição do sono e fadiga. A cafeína exerce
um efeito sobre a descarga das células nervosas e a liberação de alguns outros
neurotransmissores e hormônios, tais como a adrenalina (CARVALHO et al., 2006).
Os efeitos estão relacionados à ativação do córtex melhorando estado de
vigília e eliminando a fadiga, quando em doses altas ocorre estimulação medular,
causando excitação reflexa e podendo causar convulsões, age também sobre os
centros bulbares, estimulado os centros respiratórios e vasomotores. Esses efeitos
sobre o SNC podem mascarar a sensação de esforço subjetivo auxiliando no
desempenho (BALLONE, 2003 apud PADILHA, 2003).
A cafeína também aumenta a concentração de dopamina no sangue (assim
como as anfetaminas, a cocaína e a heroína), por diminuir a recaptação desta no
SNC. A dopamina atua também como um neurotransmissor, estando relacionada
com o prazer, e pensa-se que seja este aumento dos níveis de dopamina que leva
ao vício da cafeína (SOARES; FONSECA, 2005).
3.3.2 Sistema cardiovascular
Segundo Katzung (2003) os efeitos da ingestão aguda de cafeína sobre o
sistema cardiovascular são: aumento da freqüência cardíaca e extrasístole, estímulo
do miocárdio e aumento no rendimento e frequência cardíaca, podendo haver
palpitações e aumento da pressão arterial.
23
Duas a três xícaras de café (aproximadamente 250 mg de cafeína), numa
pessoa que não faz uso regular da bebida, pode causar aumento da pressão
sanguínea desencadeada pela cafeína, juntamente com um aumento do fluxo
sanguíneo para os tecidos em geral, incluindo as coronárias. Os vasos sanguíneos
cerebrais, por sua vez, apresentam diminuição do calibre. Essa vasoconstrição
cerebral é a propriedade que justifica o emprego da cafeína no tratamento de crises
de enxaqueca, onde a vasodilatação existente é responsável pelo quadro, e é
combatida pela cafeína. Além disso, a cafeína potencializa os efeitos de outros
analgésicos. Entretanto, tudo isso pode ser modificado com o uso regulado de
cafeína. Essa mudança de resposta do organismo aos efeitos da cafeína dá-se pelo
desenvolvimento de uma tolerância a substância a partir da qual ela não causa mais
qualquer tipo de alteração na pressão sanguínea, na frequência cardíaca e no fluxo
de sangue aos tecidos (SPILLER, 1998 apud FERNANDES, 2007).
Segundo o Scientific Committee on Food (SCF) na Europa considera que há
um aumento no risco de doenças cardiovasculares por efeito da cafeína sozinha ou
em combinação com outros constituintes, como a taurina, presente em alguns tipos
de bebidas energéticas, particularmente consumidas durante ou depois do exercício
intenso. Os estudos com humanos incluíram indivíduos normais descansados,
indivíduos submetidos a exercícios intensos e indivíduos com predisposição a
arritmias cardíacas (CARVALHO et al., 2006).
3.3.3 Sistema respiratório
Ela estimula os neurônios do centro respiratório proporcionando um aumento
discreto da frequência e a intensidade da respiração, juntamente com um efeito local
nos brônquios, produzindo um satisfatório efeito broncodilatador. Essas
propriedades evidenciam a utilidade do consumo regular de bebidas que contém
cafeína, por pacientes asmáticos (CARVALHO et al., 2006).
24
3.3.4 Sistema genitourinário
Uma elevada dose de cafeína produz um ligeiro aumento no volume de urina
e na excreção urinária de sódio, diminuindo a reabsorção de sódio e de água nos
túbulos renais. Por outro lado há uma vasodilatação da arteríola glomerular aferente.
Este efeito diurético pode ser útil no alívio de cólicas menstruais (dismenorréia)
produzidas pela retenção de líquidos, no entanto, quando a cafeína é usada para a
perda de peso, pode haver perda de peso efetivo, mas que não corresponde a perda
de matéria gorda (SPILLER, 1998 apud FERNANDES, 2007).
Devido a este ligeiro efeito diurético, e não havendo reposição em
quantidade suficiente de água que compense as perdas, inicia-se um processo de
desidratação que pode trazer graves consequências ao organismo. Por este fato
devem-se evitar bebidas adicionadas de cafeína nas épocas mais quentes, mas, no
entanto, o “Institute of Medicine” refere que todas as bebidas, incluindo as que
contêm cafeína, podem contribuir para a quantidade recomendada de ingestão diária
de fluidos (SOARES; FONSECA, 2005).
3.4 Administração e absorção
A cafeína é uma substância absorvida de modo rápido e eficiente, via
administração oral, através do trato gastrointestinal com aproximadamente 100% de
biodisponibilidade, alcançando um pico de concentração máxima na corrente
sanguínea após 15 a 120 minutos de sua ingestão. Os níveis de absorção de
cafeína são similares quando da ingestão oral de bebidas, cápsulas ou barras de
chocolate. Entretanto uma possível variação na velocidade de absorção pode ser
determinada principalmente pela ocupação gástrica (ALTIMARI et al., 2001).
É moderadamente solúvel em água, ainda que também hidrofóbica
suficiente para passar facilmente através das membranas biológicas, provavelmente
a maior parte por difusão passiva. Assim a cafeína é rápida e completamente
absorvida a partir do trato gastrointestinal, sendo amplamente distribuída pelo
organismo (RAMALAKSHIM, 1999 apud LEITE, 2009).
25
Mais de 99% da dose ingerida é rapidamente absorvida a partir do trato
gastrintestinal, elevando sua concentração no plasma sanguíneo entre 15 e 45
minutos. Uma vez na corrente circulatória, a cafeína penetra eficazmente em todos
os tecidos corporais (CARVALHO et al, 2006).
A administração desta substância pode ser feita de diversas formas, dentre
as quais destacamos a administração oral, intraperitoneal, injeções subcutânea ou
intramuscular e também através da aplicação de supositórios. Sua ação pode atingir
todos os tecidos, pois o seu transporte é feito via corrente sanguínea, sendo
posteriormente degradada e excretada pela urina (ALTIMARI et al., 2006).
3.5 Metabolização e excreção
Após cinco minutos do consumo, a cafeína pode ser detectada em todo o
corpo humano, atingindo o seu máximo depois de 20-30 min. Ela é metabolizada no
fígado e tem uma meia vida de cerca de 3-6 h, não acumulando no corpo. A
ingestão de cafeína em excesso pode causar vários sintomas desagradáveis
incluindo a irritabilidade, dores de cabeça, insônia, diarréia, palpitações do coração.
A dose letal para uma pessoa adulta pesando 70 kg é cerca de 10 g o que é
equivalente a se tomar 100 xícaras de café ou 200 latas de Coca-Cola® ou ingerir
50 kg de chocolate (BRENELLI, 2003).
O período de semi-eliminação da cafeína (o tempo requerido para que o
corpo metabolize a metade da concentração no plasma sanguíneo: a meia vida)
oscila em horas e dias dependendo da idade, sexo, a medicação e as condições de
saúde, estado hormonal e se o individuo é ou não fumante (CARVALHO et al, 2006).
A metabolização da cafeína ocorre no fígado, iniciando pela remoção dos
grupos metila 1 e 7, sendo essa reação catalizada pelo citocromo P450 1A2, o que
possibilita a formação de três grupos metilxantina. Em humanos, a maior parte
dessa metabolização (84%) se processa na forma de paraxantina (1, 7-
dimetilxantina), seguida de teofilina (4%) (1,3-dimetilxantina) e de teobromina (12%)
(3,7- dimetilxantina), por meio da mudança na posição do grupos metila 1,3,7. Esses
três metabólitos têm se mostrado ativos biologicamente (ALTIMARI, et al., 2001).
26
Embora a maior parte da metabolização da cafeína ocorra no fígado, outros
tecidos, incluindo o cérebro e os rins, desempenham papel importante na produção
de citocromo P450 1A2, e consequentemente, no metabolismo da cafeína. Apesar
de apenas uma pequena quantidade de cafeína ser excretada (0,5 a 3%), sem
alteração na sua constituição química, sua detecção na urina é relativamente fácil
(ALTIMARI, et al., 2001).
A eliminação completa geralmente ocorre entre 24 e 48 horas após a
ingestão da última dose. A quantidade de cafeína excretada inalterada através dos
rins situa-se entre 0,5 a 1,5% da dose administrada, atingindo 4% em alguns
indivíduos. Medidas como diurese forçada ou hemodiálise não são efetivas para
tratamento de pacientes intoxicados (OGA, 2008).
Vale ressaltar que alguns fatores como a genética, a dieta, o uso de alguma
droga, o sexo, o peso corporal, o estado de hidratação, o tipo de exercício físico
praticado e o consumo habitual de cafeína, podem afetar seu metabolismo e,
conseqüentemente, influenciar na quantidade urinária total excretada (ALTIMARI, et
al., 2006).
3.6 Efeitos Tóxicos
A relação entre os efeitos tóxicos e os níveis plasmáticos é muito variada.
Estima-se que há efeitos tóxicos agudos quanto os níveis plasmáticos de cafeína
atingem 15 µg/mL. Esses níveis podem ser observados, sob certas circunstâncias
de uso repetido, no tratamento de distúrbios respiratórios em crianças,
principalmente recém-nascidas. Doses letais situam-se em torno de 50 mg/kg de
peso, ou 150 a 200 mg/kg de massa corpórea segundos outros autores, o que
equivale à ingestão de 2 a 5 g para um adulto, com níveis plasmático atingindo 50
µg/mL. Mas, mesmo com as doses altas a intoxicação por cafeína raramente é letal.
A causa da morte está relacionada à fibrilação ventricular decorrente dos efeitos da
cafeína no sistema cardiovascular. Em um relato de caso de intoxicação letal
intencional por cafeína em criança, a concentração plasmática atingiu 117 µg/mL,
quando níveis terapêuticos são da ordem de 5 a 12 µg/mL (OGA, 2008).
27
As principais manifestações ocorrem no sistema nervoso central e
cardiovascular: insônia, agitação e hipersensibilidade são manifestações clínicas. Na
hipersensibilidade a cafeína a pessoa sente-se inquieta, com um discreto mal estar e
ansiedade. A seguir ocorre taquicardia, sensação de zumbido no ouvido e distúrbios
visuais parecendo faíscas no ar. A musculatura torna-se tensa e trêmula, podem
ocorrer palpitações (MAUGHAN, 2004 apud MELLO et al., 2007).
A suspensão súbita da ingestão de cafeína pode levar à abstinência. Os
sintomas mais comuns são fadiga, ansiedade ou depressão, náuseas, vômitos,
cefaléia e diminuição da concentração. A ocorrência de ansiedade com a retirada
súbita da cafeína ocorre mesmo em indivíduos que consomem doses baixas dessa
substância (50 a 150 mg/dia) (FELIPE et al., 2005).
Um efeito adverso frequentemente sugerido é que a cafeína induz a maior
diurese com consequente perda de eletrólitos e fluídos e diminuição do plasma
sanguíneo, porém vários estudos os quais analisaram o volume urinário uma hora
após a ingestão de cafeína, não indicaram alterações da quantidade de urina,
independente da presença do exercício ou não (MELLO et al., 2007).
Os efeitos colaterais causados pela ingestão da cafeína ocorrem em mais
proporção em pessoas susceptíveis e que utilizam esta substância em excesso.
Fisicamente, a cafeína pode prejudicar a estabilidade de membros superiores
induzindo-os à trepidez e ao tremor, resultado de tesão muscular crônica (ALTIMARI
et al., 2001).
Os problemas estomacais são agravados nos indivíduos que já apresentam
tendência para a gastrite ou úlcera, principalmente quando ingerida em jejum
(ALTIMARI et al., 2001).
Apesar deste possível comportamento de aversão à cafeína ou redução do
consumo, alguns estudos têm demonstrado a associação entre a ingestão de
produtos cafeinados e efeitos não desejáveis para o feto, tais como baixo peso ao
nascer, aborto espontâneo, retardo de crescimento uterino e aumento do risco de
ruptura precoce das membranas, acarretando aumento das taxas de morbidade e
mortalidade perinatal e neonatal. Esses desfechos perinatais indesejáveis são
devidos, sobretudo, à ausência, no feto, de enzimas necessárias para a
desmetilação da cafeína, deixando o mesmo exposto por um longo período da vida
28
intra-uterina a esta substância. Alguns estudos relatam que, durante a gestação, a
cafeína aumenta os níveis de catecolaminas no sangue e esses hormônios
acarretam efeitos negativos para o feto, devido à vasoconstrição e à hipóxia fetal
(PACHECO et al., 2008) No entanto, é com apenas doses altas que esses efeitos
acontecem, visto que o consumo de cafeína a níveis moderados pelas mulheres
grávidas não afeta adversamente o feto.
A despeito das controvérsias quanto ao potencial de dependência da cafeína
existem evidências de que a sua utilização pode aumentar o uso de outras
substâncias de abuso. Por exemplo, foi demonstrada correlação positiva entre a
utilização de cafeína, tabaco e álcool. Assim a exposição prévia à cafeína causa
aumento dos efeitos comportamentais de outros psicoestimulantes, como cocaína e
anfetamina (PARO et al., 2008).
3.7 Cafeína como agente de dopagem
O histórico do uso de doping nos esportes mostra dois períodos de maior
consumo da cafeína: antes a disponibilidade comercial de anfetamínicos na segunda
metade do século passado e, nos últimos anos, pela oferta de vários produtos
industrializados contendo cafeína. Casos de intoxicações severas e morte durante
eventos esportivos foram associados ao uso de cafeína na primeira metade do
século passado e voltam a preocupar nos dias atuais (OGA, 2008).
Considerando os efeitos ergogênicos e estimulantes da cafeína, que
representam vantagens artificiais para os competidores, o seu uso foi controlado
durante muitos anos pelo Comitê Olímpico Internacional (COI) e federações
esportivas, tendo por referência uma pesquisa realizada em 1984 na Bélgica, que
estabeleceu limites máximos aceitáveis na urina. Em 1988, o Laboratório de
Análises Toxicológicas da USP, em trabalho realizado com atletas e usuários de
alimentos xantínicos, demonstrou que os níveis de cafeína na urina mantinha-se
muito abaixo de 12 µg/mL, valor máximo então permitido pelo COI (OGA, 2008).
Em 2004, a Agência Mundial de Doping (WADA) considerando que não
havia uma definição quantos aos padrões normais de uso de cafeína e
desconhecendo o reflexo destes padrões no controle da dopagem, retirou a cafeína
29
da lista de “substâncias proibidas ou de uso restrito” incluindo-a na lista de
“substâncias que necessitam de monitoramento” a fim de se estabelecerem novas
regras para o seu controle. Essa situação permanece até os dias atuais. A lista de
substâncias proibidas ou de uso restrito, da qual a cafeína foi retirada, refere-se a
substâncias capazes de aumentar o desempenho e/ou prejudicar a saúde do atleta
(OGA, 2008).
Menos de um ano após essa decisão da WADA alguns atletas admitiram
publicamente usar a cafeína como agente de dopagem e várias entidade ligadas aos
esporte passaram a alertar sobre os perigos dessa atitude. A retirada da cafeína na
lista das substâncias proibidas foi considerada um erro e há manifestos profundo de
vária federações esportivas sobre o assunto (OGA, 2008).
3.8 Tolerância
O uso crônico da cafeína é frequentemente associada à habituação e a
tolerância. A ingestão de bebidas com cafeína por uma pessoa que não faz uso
regular da mesma pode causar um aumento dos níveis de alguns hormônios, como
a renina, as catecolaminas e mesmo insulina e o hormônio da paratireóide. Esses
efeitos, entretanto, não ocorrem na pessoa que faz uso regular da substância, pois
ocorre uma adaptação do organismo, não mais havendo estes aumentos (SOARES;
FONSECA, 2005).
A habituação da cafeína é atingida a partir de uma ingestão diária superior a
100 mg. Essa quantidade, quando ingerida diariamente, pode neutralizar as
respostas metabólicas desencadeadas pela ingestão comum da cafeína (SPRIET,
1995 apud MELLO et al., 2007).
A dependência da cafeína relaciona-se com as seguintes características:
síndrome da abstinência (irritabilidade, ansiedade, depressão, nervosismo) desejo
persistente pela cafeína, tolerância, etc (STRAIN, 2000 apud MELLO et al., 2007).
30
3.9 Bebidas energéticas e álcool
Recentemente, observou-se a crescente ingestão de bebidas alcoólicas,
principalmente destiladas, com bebidas energéticas. Estas bebidas vêem sendo
utilizadas para potencializar os efeitos das bebidas alcoólicas, devido possivelmente
a uma redução dos efeitos depressivos do álcool pela ação estimulante da cafeína
no córtex cerebral (CARVALHO et al., 2006).
A administração de doses equivalentes ao consumo de três latas de 250 mL
de bebida energética por um indivíduo de 70 Kg (aproximadamente 10,71 mL de
bebida energética por Kg corpóreo), apresentou ação antagônica aos efeitos
depressores do álcool na atividade locomotora de ratos (CARVALHO et al., 2006).
Uma importante questão sobre o uso de bebidas energéticas é a possível
alteração do padrão de uso de bebidas alcoólicas, especialmente das destiladas.
Grande parte da amostra relatou não ter por hábito ingerir uísque e/ou vodka, mas o
fazer, e por vezes em grande quantidade, quando em combinação com bebidas
energéticas. Isto sugere que a melhora no sabor, obtida pela mistura, poderia
estimular a ingestão de maiores quantidades de bebidas destiladas (FERREIRA;
MELLO; FORMIGONI, 2004).
Entre os poucos trabalhos encontrados na literatura a respeito da interação
entre álcool e bebidas energéticas, destaca-se o de Riesselman et al. (1996) que
sugeriram que usuários desta combinação poderiam fazer um juízo errôneo de suas
capacidades e provocar acidentes com maior probabilidade do que somente após a
ingestão de álcool (FERREIRA; MELLO; FORMIGONI, 2004).
No presente estudo, os relatos de diminuição do sono e de aumento da
sensação de prazer ao se ingerir bebidas alcoólicas em combinação com
energéticas sugerem que estas poderiam prolongar a duração dos efeitos
excitatórios do álcool. Uma possibilidade de explicação para este efeito seria uma
modulação da neurotransmissão gabaérgica exercida pela taurina. Sabe-se que o
efeito depressor do álcool está associado a aumento da neurotransmissão mediada
pelo GABA (ácido gama-amino-butírico). Desta forma, diminuindo a atividade
gabaérgica, a taurina reduziria o efeito depressor do álcool. É possível também que
a redução do efeito depressor do álcool seja devida às ações estimulantes da
31
cafeína no córtex cerebral. Alguns estudos demonstram que em determinadas doses
a co-administração de cafeína reduz alguns dos efeitos depressores do álcool.
Entretanto, não há estudos sobre a administração conjunta de taurina, cafeína e
álcool que permitam fortalecer alguma destas hipóteses (FERREIRA; MELLO;
FORMIGONI, 2004).
3.10 Cafeína e seu efeito ergogênico
A cafeína, presente nas bebidas energéticas tem demonstrado um papel
positivo durante o exercício devido, principalmente, a sua ação estimulante sobre o
sistema nervoso central. Em 2004, após a sua exclusão pela Agência Mundial de
Anti-Doping da lista de substâncias restritas, a cafeína e os suplementos que contêm
esse composto na formulação vêm sendo largamente utilizados no meio esportivo.
(GUTTIERRES et al., 2009).
Os efeitos fisiológicos da cafeína ainda são controversos, contudo, alguns
estudos demonstraram que o consumo de cafeína diminuiu a fadiga durante
exercícios prolongados. Outros autores avaliaram o efeito da cafeína sobre a
execução de habilidades específicas em atletas de esportes coletivos; identificaram
que esse composto foi capaz de aumentar o tempo de exercício, o pico de potência,
a capacidade de executar sprints, condução de bola e a acurácia dos passes. Outros
estudos observaram alguns efeitos que podem contribuir positivamente sobre o
desempenho esportivo de jogadores de futebol como, por exemplo: sua ação sobre
a reserva do glicogênio muscular, a potencialização na força de contração muscular,
diminuição da dor muscular nos membros inferiores produzidas pelo exercício
extenuante e diminuição da percepção de esforço (GUTTIERRES et al., 2009).
Em exercícios físicos com características aeróbias (moderados de média e
longa duração) tem sido envidenciado pela literatura. Contudo, o efeito desta
substância sobre a performance anaeróbia (alta intensidade e curta duração) ainda
não esta claro, da mesma forma que os mecanismos de ação envolvidos nesse tipo
de esforço físico, indicando a necessidade de novas pesquisas com intuito de
esclarecer a verdadeira ação desta substância sobre o metabolismo anaeróbio
(ALTIMARI et al., 2006).
32
Embora a maior parte dos estudos demonstrem a ação ergogênica da
cafeína, em alguns estudos nenhum efeito é encontrada. Isso pode ocorrer devido a
falta de padronização metodológica dos resultados, os efeitos podem variar do tipo
de exercício, intensidade e duração dos exercícios, o nível da aptidão física,
habituação ou não da cafeína, do estado nutricional, da associação da cafeína com
outras substâncias, da variabilidade individual das respostas, das funções das
diferentes doses de cafeína utilizadas e das condições ambientas onde são
realizados estes estudos (FERREIRA, 2004).
3.11 Legislação de bebidas cafeinadas
Devido à necessidade do Brasil aumentar a fabricação de produtos
industrializados e as exportações, é imperativo o incremento da produção de
bebidas, melhorando a qualidade e diminuindo os custos, aumentando o rendimento
e a competitividade no mercado nacional e internacional. Para que haja este
incremento na produção de bebidas, é necessário estabelecer regras que atendam
os interesses dos produtores, ao poder público (fiscalização) e os consumidores
nacionais e internacionais, para que exista harmonia entre as partes interessadas
(VENTURINI FILHO, 2005).
A cafeína é uma das substâncias presentes em bebidas energéticas e
refrigerantes de cola. Segundo a Secretaria de Vigilância Sanitária do Ministério da
Saúde, bebidas energéticas são identificadas como compostos líquidos prontos para
o consumo, sendo estas constituídas de carboidratos, taurina, cafeína,
glucoronolactona, inositol e vitaminas do complexo B (DALL’AGNO, 2006).
Atualmente os padrões de bebidas são descritos no Decreto n° 6.871, de 4
de junho de 2009 que regulamenta a Lei no 8.918, de 14 de julho de 1994, que
dispõe sobre a padronização, a classificação, o registro, a inspeção, a produção e a
fiscalização de bebidas. (BRASIL, 2009).
Os refrigerantes é uma bebida gaseificada, obtida pela dissolução em água
potável, de suco ou extrato vegetal de sua origem, adicionada de açucares. O
refrigerante deverá ser obrigatoriamente saturado de dióxido de carbono
industrialmente puro (VENTURINI FILHO, 2005). No Decreto n° 6.871 de junho de
33
2009 diz no artigo 13 que a bebida não-alcoólica que contiver ou for adicionada em
sua composição de cafeína (trimetilxantina), natural ou sintética, não deverá ter o
limite de cafeína superior a 20 mg/100 mL do produto a ser consumido (BRASIL,
2009).
A Secretaria de Vigilância Sanitária do Ministério da Saúde publicou, no
Diário Oficial da União de 23 de setembro de 2005, a RDC n° 273 (que revogou a
Portaria n° 868, de 03-11-1998 do Ministério da Saúde) regulamentando a produção
e a venda de bebidas energéticas, identificando-as como composto líquido pronto
para o consumo, sendo que é permitida a adição de cafeína como ingrediente no
limite máximo de 350 mg/ L (BRASIL, 2005).
3.12 Extração da cafeína
Muitos métodos são utilizados para a obtenção da cafeína a partir dos
produtos naturais. Em sua grande maioria utilizam-se solventes orgânicos imiscíveis
em água, em geral prejudiciais ao meio ambiente e a saúde humana, podendo
apresentar toxicidade. Outras técnicas utilizam solvente solúveis em água (álcoois),
menos seletivos para o processo da extração. As etapas posteriores de purificação
destes dois tipos de processo para que o produto final esteja livre de contaminantes
e possua um rendimento satisfatório, são oneroso e demorados. Outro problema que
estes métodos apresentam é a degradação térmica de cafeína devido às
temperaturas alcançadas nos processo de extração e purificação (KOPCAK, 2003).
No entanto sempre procurou-se a melhoria tecnológica dos equipamentos
usados no processo de descafeinação, dando-se também atenção aos solventes
que deveriam se empregados. Isso porque o uso de um extratos adequado poderia
maximinizar a retirada do alcalóide das semente, como também minimizar a
extração de substâncias indesejáveis que podeiram afetar a qualidade da bebida.
Assim, o solvente deveria apresentar seletividade para a cafeína. Originalmente, o
benzeno foi utilizado como solvente e depois, substituído pro hidrocarbonetos
contendo cloro, sendo os mais empregados o triclorometano e diclorometano e
atualmente também se utiliza a água para se extrair esta cafeína (MAZZAFERA;
CARVALHO, 1991, apud FERNANDES, 2007).
34
Kopcak (2003) apresenta um procedimento para a extração de alcalóide,
onde o material vegetal é extraído em meio alcalino (NH4OH), com solvente
orgânico como o acetato de etila, o benzeno e o hexano. Ao extrato obtido é
adicionado, em seguida, em uma solução de ácido clórídrico diluído, formando duas
fases uma orgânica e uma fase aquosa. O alcalóide forma um sal de cloro, na fase
aquosa e é separado dos demais componente do extrato, que permanece na fase
orgânica. Uma base (NH4OH) é adicionada a fim de precipitar os alcalóides na fase
aquosa. Para alcançar um maior grau de pureza o precipitado obtido pode ser
dissolvido novamente em um outro solvente orgânico imiscível na água (clorofórmio)
cristalizando o alcalóide pela evaporação do solvente (SALDANA et al, 1997 apud
KOPCAK, 2003). A principal vantagem da extração utilizando solvente orgânico é a
seletividade pela cafeína. Sendo que a solubilidade da cafeína em clorofórmio é de
aproximadamente noves vezes mais que em água na mesma temperatura (AYNUR
e ALMET, apud FERNANDES, 2007).
Podeira ser utilizado a água como um um excelente solvente para a cafeína,
porém a baixa seletividade da água pra a cafeína resulta na extração de outros
componentes das matrizes vegetais, juntamente com o alcaloíde, necessitando-se
de outras etapas demoradas e dispensiosas para a recuperação de caféina
(WIGNORE e CARET, 1999 apud KOPCAK, 2003).
4 MATERIAL E MÉTODOS
Neste capítulo são descritos os equipamentos e materiais utilizados, bem
como os procedimentos experimentais adotados para a determinação da cafeína
presente nas amostras.
Os ensaios foram realizados no laboratório vinculados a área de ciências
ambientais da Universidade Comunitária da região de Chapecó – UNOCHAPECÓ.
4.1 Amostras
Foram analisadas marcas distintas de bebidas energéticas denominadas
amostras A, B, C, D, E e F e seis marcas distintas de refrigerantes de cola
denominadas amostras G, H, I, J, K e L, obtidas em supermercado.
4.2 Reagentes
Os reagentes usados foram:
• cafeína com pureza de 99%;
• clorofórmio, grau espectrofotométrico;
• solução redutora – pesou-se 5 g de sulfito de sódio e 5 g de tiocianato
de potássio, os quais foram dissolvidos em água e diluídos a 100 mL em balão
volumétrico;
• solução de hidróxido de sódio a 25% m/v;
• solução de permanganato de potássio a 1,5% m/v;
• solução de ácido fosfórico – foram diluídos 15 mL de ácido fosfórico
(d=1,69g/cm3) em 85 mL de água;
• sulfato de sódio anidro;
36
• solução-padrão de cafeína – foram pesados 100 mg de cafeína e
diluídos em clorofórmio num balão volumétrico de 100 mL. Foi pipetado 10 mL da
solução-estoque de cafeína e diluídos a 100 mL com clorofórmio. Esta solução tem a
concentração de 0,1 mg de cafeína por mL de clorofórmio.
4.3 Procedimento Experimental
A quantidade de cafeína extraída em cada amostra para todos os casos, foi
determinada por espectrofotometria, de acordo o método físico-químico para análise
de alimentos do Instituto Adolfo Lutz (2008), sendo determinado em triplicatas para
cada amostra.
Procedeu-se da conforme a figura 2. Devido amostras serem muito
concentradas pipetou - se de 5 a 2 mL da amostra (conforme o quadro número 1)
descarbonatada para um funil de separação, juntamente com 10 mL da solução de
permanganato de potássio a 1,5 % e agitou-se . Após 5 minutos, foi adicionado 20
mL da solução redutora com agitação contínua.
Após, adicionou-se 2 mL da solução de ácido fosfórico e agitou-se. Foi
adicionado 2ml da solução de hidróxido de sódio a 25 % e agitou – se. Extraiu-se a
cafeína com uma porções de 40 mL de clorofórmio. Após a separação, foi retirada a
camada inferior e filtrou-se em sulfato de sódio anidro e algodão recolhendo-se os
filtrados em um becker.
Efetuou-se a leitura em um espectrofotômetro Scinco SUV-2120 com
cubetas de quartzo a 276 nm, usando clorofórmio como branco.
Amostra Volume da amostra em mL
A 3
B 5
C 2
D 2
E 2
F 2
37
G 5
H 5
I 5
J 5
K 5
L 3
Quadro 1: Volume pipetado de cada amostra (mL).
Figura 2: Procedimento para a extração da cafeína.
38
4.4 Determinação da curva padrão de cafeína com clorofórmio
Para a realização da curva-padrão foi pipetado 1, 2, 3, 4, 5 e 6 mL da
solução-padrão de cafeína para balões volumétricos de 50 mL e completou-se o
volume com clorofórmio. Estas soluções continham, respectivamente, 0,2; 0,4; 0,6;
0,8; 1 e 1,2 mg de cafeína por 100 mL de clorofórmio. Foram determinadas as
absorbâncias dessas soluções a 276 nm, usando clorofórmio como branco. Traçou-
se a curva padrão, registrando os valores de absorbância nas ordenadas e as
concentrações de cafeína em mg/100 mL de clorofórmio nas abcissas (anexo 1).
4.5 Análise e Interpretação
A concentração da cafeína na amostra foi calculada usando a curva-padrão,
conforme a fórmula abaixo:
C X 100 X F = cafeína, em mg/100 ml
A C = concentração de cafeína na amostra correspondente à leitura da curva-padrão.
A = volume da amostra, em mL.
F = fator de diluição.
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO 5.1 Extração de cafeína em bebidas energéticas
Os resultados experimentais, realizados conforme o precedimento descrito
no item métodos, para a extração de cafeína em bebidas energéticas, realizadas em
triplicatas estão apresentados no gráfico 2.
Bebidas energéticas
23,87
6,44
41,3 41,5 41,8 43,4
30
14,6
32 32 32 32
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
A B C D E F
Amostras
Média de concentração decafeína em mg/100mL (triplicata)
Valor descrito no rótulo doproduto (mg/100mL)
Gráfico 1: Determinação do teor de cafeína em bebidas energéticas em mg/100 mL.
Os resultados descritos no gráfico 2, possuem desvios médios padrões
conforme o quadro 2.
Amostra Desvio Padrão
A 0,02
B 0,12
C 0,37
D 0,44
E 0,28
F 0,32 Quadro 2: Desvio padrão das amostras de bebidas enérgeticas.
40
Analisando o gráfico 2 e comparando com a quantidade total de cafeína em
miligramas apresentado nos rótulos das embalagens dos produtos analisados, pode-
se observar que os resultados totais obtidos nas três extrações para as amostras
“C”, “D”, “E” e “F”, foram maiores que o esperado, visto que a concentração descrita
na embalagem para essas amostras é de 32 mg/100 mL. Além disso, essas
quantidades encontradas nas amostras estão acima do permitido na lei, sendo de 35
mg/100 mL.
Observa-se que as amostras “A” e “B”, estão de acordo com a legislação,
porém não estão em conformidade com o rótulo. Para a amostra “A” a concentração
descrita na embalagem é de 30 mg/100 mL e para a amostra B é de 14,60
mg/100mL e os resultados encontrados foram de 23,87 mg/100mL e 6,44 mg/100
mL respectivamente.
Ainda vale ressaltar que na legislação brasileira na RDC número 273/05, na
embalagem das bebidas energéticas (composto líquido para o consumo) essas
devem apresentar as advertências em destaque e negrito tais como: “crianças,
gestantes, nutrizes, idosos e portadores de enfermidades, consultar o médico antes
de consumir o produto”; “ não é recomendado o consumo com bebida alcoólica”.
Na lista de ingredientes devem ser informado as quantidades presentes no
produto de: cafeína, taurina, inositol, glucoronolactona. Além disso, não são
permitidas expressões como: “energético”, “estimulante”, “potencializadores”,
“melhora no desempenho”, ou frases equivalentes, inclusive em outro idioma. Já as
expressões permitidas são: bebida energética ou energy drink. O uso de qualquer
outra expressão pode ser autorizada após avaliação, caso a caso pela ANVISA.
5.2 Extração de cafeína em refrigerantes de cola
A quantidade de cafeína determinada na marcas de refrigerantes através
das análises em espectrofotômetro (276 nm) nas extrações com clorofórmio como
agente extrator é mostrado no gráfico número 3.
41
Refrigerantes
5,48 4,68 4,683,24
5,48
15,6
20 20 20 20 20 20
0
5
10
15
20
25
G H I J K L
Amostras
Média de concentração decafeína em mg/100mL (triplicata)
Valor permitido pelalegislação a cada 100mL
Gráfico 2: Determinação do teor de cafeína em refrigerantes de cola em mg/100 mL.
Os resultados descritos no gráfico 3, possuem desvios médios padrões
conforme a quadro 3:
Amostra Desvio Padrão
G 0,34 H 0,18 I 0,09 J 0,18 K 0,13 L 0,03
Quadro 3: Desvio padrão das amostras de refrigerantes de cola.
De acordo com os resultados apresentados no gráfico 3 pode-se verificar
que a amostra ”L” apresenta o mais elevado teor de cafeína comparando com todas
as amostras analisadas de refrigerantes de cola, e a concentração encontrada de
15,6 mg/100 ml está de acordo com a legislação sendo de 20mg/100 mL. Da mesma
forma as outras amostras de refrigerantes de cola utilizadas nessa pesquisa estão
com conformidade com a legislação.
Sabe-se que alguns produtos modificados, como alimentos e bebidas light
ou diet, possuem mais cafeína que suas respectivas versões tradicionais (por
exemplo, o chocolate meio amargo possui mais cafeína que o chocolate ao leite; a
42
Coca-cola® light possui mais cafeína que a tradicional) (PACHECO, 2008). Desse
mesmo modo isso foi observado nas análises realizadas, sendo que foram utilizadas
duas amostras de refrigerantes de cola (I e K), sendo uma normal e outra diet. A
amostra diet apresentou 0,8 mg/100 ml a mais do que comparada com a versão
normal do refrigerante.
Portanto todos os resultados encontrados tanto dos teores de cafeína em
bebidas energéticas e em refrigerantes de cola estão sujeitos a confirmação, em
virtude de que foi utilizado um padrão de cafeína vencida. Apesar de que a cafeína
ser bastante estável esse padrão pode ter influenciado nos resultados. Além disso,
são relevantes os erros de operador na execução do método. Também devido a
parte da execução do método ter sido realizada em um laboratório e a quantificação
da cafeína através do espectrofotômetro em outro, onde havia um deslocamento
para chegar a esse local para medir a absorbância e o uso de uma agente extrator
bem volátil, pode ter ocorrido evaporação do clorofórmio o que poder ter interferido
nos resultados. Talvez para uma maior exatidão dos resultados fosse melhor a
utilização de outro método para a quantificação da cafeína, podendo ser através do
CLAE.
Nota-se que, com base em Alves e Bragagnolo (2002) e pesquisa realizada
para a determinação de teofilina, teobromina e cafeína em amostras de chá, na
maioria das amostras não foi detectada a presença de cafeína pelo método de
CLAE, enquanto que pelo método espectrofotométrico utilizando a absorbância de
273 a 320 nm, apenas nas amostras de chá de camomila não foi observada a
presença desse alcalóide. Isso mostra que o método espectrofotométrico utilizado
não é específico para a cafeína, quantificando também outras metilxantinas como
teobromina e teofilina. Por outro lado, a extração dos alcalóides para o método por
cromatografia líquida é mais simples e rápida, com menos etapas, e apresenta a
vantagem de não utilizar reagentes nocivos à saúde humana e ao meio-ambiente,
como clorofórmio.
Portanto, com base nos resultados encontrados nesse trabalho e segundo
Oga (2008), o efeito diurético da cafeína é um dos efeitos nocivos mais temidos que
usualmente é observado com dose única igual ou maior que 250 mg de cafeína, mas
varia em função do hábito de consumir alimentos xantínicos e a presença de
tolerância. Com isso devemos levar em conta que o uso de bebidas energéticas são
43
bastante consumidas com o álcool onde esse também tem um efeito diurético o que
pode ocasionar desidratação, visto que em certas embalagens de bebidas
energéticas possuem 30 mg/100 mL de cafeína porém sua embalagem total é de
473 mL no qual a concentração de cafeína total é de 141 mg, sendo então que
apenas duas latas de energético já causariam esse efeito diurético.
Enquanto em algumas pessoas apresentam mais estímulo, outras
experimentam ansiedade e efeitos indesejáveis. Pelos critérios da Associação
Americana de Psiquiatria, 7% dos usuários habituais de cafeína quando ingerem
mais de 250 mg de cafeína ao dia, apresentam cinco ou mais distúrbios
relacionados aos efeitos no comportamento e doenças mentais, com sintomas
capazes de interferir em sua capacidade funcional (OGA, 2008).
Ainda segundo Fison, Borgkvist e Usiello (2004), citado por Vilela et al.,
(2007) há estudos que referem que altas doses de cafeína na dieta (acima de 200
mg), aumentam os níveis de ansiedade e podem induzir ataque de pânico.
Indivíduos com problemas de ansiedade e pânicos são especialmente susceptíveis
aos efeitos da cafeína. Embora muitos dos indivíduos ansiosos tendem a limitar o
consumo de cafeína consumida, alguns não o fazem e tendem posteriormente a
confundir os sintomas com os provocados pela cafeína.
De acordo com Rang et al. (2007) a cafeína estimula a secreção gástrica de
ácido clorídrico e da enzima pepsina no ser humano, em doses a partir de 250 mg.
Essas características da cafeína é contra indicada em pacientes com úlceras
digestivas. No entanto, em pessoas que não possuam nenhuma patologia digestiva
a cafeína não tem sido associada a um aumento do risco de ulcera péptica. E ainda
doses elevadas de cafeína (300-400 mg/pessoa de 70 kg) podem provocar
taquicardia e aumento da tensão arterial.
Contudo salienta-se, com base nos achados de estudos em animais, o Food
and Drug Administration dos Estados Unidos (FDA) sugeriu que as mulheres
grávidas evitassem ou diminuíssem o consumo de alimentos e/ou bebidas contendo
cafeína, pois ela facilmente atravessa a barreira placentária, em quantidades
substanciais passando para o líquido amniótico, sangue do cordão umbilical, plasma
e urina dos neonatos. Atualmente, as evidências disponíveis sugerem ser prudente
que mulheres grávidas limitem o consumo de cafeína a 300 mg/dia, para reduzir a
44
probabilidade de aborto espontâneo ou crescimento fetal prejudicado. (PACHECO,
2008).
Não existe um antídoto específico para a intoxicação com cafeína, sendo a
atenção e o cuidado são a melhor ajuda. O carvão ativado tem demonstrado ser útil
para se ligar à cafeína. Pode, também, ser usada uma sonda para remover do trato
gastrointestinal a droga. A lavagem gástrica, com solução salina, pode ser útil para
remover substâncias do estômago, bem como tratar hemorragias gastrointestinais.
Os anti-ácidos podem também ser utilizados nestas situações. Em situações mais
graves pode ser usados diazepam ou fenobarbital que neutralizam os efeitos da
cafeína no sistema nervoso central. As arritmias cardíacas devem ser tratadas com
agente apropriado, sendo a contribuição dos β-bloqueadores particularmente
importantes na neutralização da estimulação (SOARES; FONSECA, 2009).
Comparando os resultados encontrados com a figura 3 observa-se que o
café é uma das bebidas com a maior concentração de cafeína. Porém levando em
conta as quantidades médias de cafeína encontradas em algumas bebidas e
alimentos, a quantidade de cafeína em café, depende de uma séria de fatores como
a variedade da planta, método de cultivo, condições de crescimento, além do
aspectos genéticos sazonais. No caso de bebida, por exemplo, além da quantidade
ou pó da bebida também o tipo do produto (torrado, instantâneo, descafeinado ou
regular) e o processo de preparo (MOREIRA 1999, apud FERNANDES, 2007).
Figura 3: Quantidade de cafeína presente em bebidas e alimentos (ALTIMARI et al.,2001)*; (KOPCAK,
2003)** apud (FERNANDES, 2007).
6 CONCLUSÃO
Os resultados obtidos no presente estudo mostraram a grande variabilidade
existente em relação ao teor de cafeína nas diferentes marcas de bebidas
energéticas e refrigerantes de cola disponíveis no comércio. Verificou-se também
que, em média, a quantidade deste alcalóide em algumas marcas de bebidas
energéticas é maior do que descrito em suas embalagens, porém os resultados
encontrados estão sujeitos a confirmação por um método mais específico. Já para
os resultados encontrados em refrigerantes de cola eles se encontram de acordo
com a legislação.
Da mesma forma o consumo principalmente das bebidas energéticas deve
ser controlado, uma vez que controvérsias persistem quanto à dose segura de
ingestão de cafeína.
Dessa forma é de extrema importância a realização de programas de
controle de qualidade, visando detectar possíveis alterações na qualidade das
bebidas disponíveis para o consumo, para que os órgãos competentes tomem as
medidas cabíveis.
Com isso, conclui-se a importância das indústrias terem uma equipe
multiprofissional contando com o farmacêutico que atua na área de alimentos
exercendo várias funções entre elas a análise bromatológica e toxicológica, controle
microbiológico, os testes químico e físico-químico das matérias-primas e produtos
acabados, produção e controle de qualidade de alimentos e principalmente na
atuação na normatização e fiscalização junto à vigilância sanitária de alimentos.
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47
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50
8 ANEXO 1
O gráfico 01 demonstra a curva padrão da cafeína seno o com coeficiente de
correlação o R2 = 0,9986.
y = 0,093x + 0,0059
Sendo:
x: quantidade de cafeína na amostra (mg de cafeína/ mL de clorofórmio)
y: absorbâncias
Curva Cafeína y = 0,093x + 0,0059R2 = 0,9986
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 1 2 3 4 5 6 7
cafeína em mg/100 mL
Ab
sorb
ânci
as (
276
mn
)
y
Linear (y)
Linear (y)
Gráfico 3: Curva padrão para determinação de cafeína utilizando clorofórmio como agente extrator.