Volatile components in roasted coffee. Part II. Aliphatic, alicyclic and aromatic compounds

Quimica nova

De Maria, Carlos Alberto Bastos¹  Trugo, Luiz Carlos²  Moreira, Ricardo Felipe Alves² 

[1] UNI-RIO, Rio de Janeiro;Universidade Federal do Rio de Janeiro

关键词: non-heterocyclic compounds;    aroma;    roasted coffees.  ;     ;    INTRODUÇÃO A bebida produzida a partir do café é considerada uma das mais populares do planeta. Em 1991;    o consumo dessa bebida nos Estados Unidos foi de aproximadamente 106 litros por pessoa1. No comércio internacional;    os grãos de café não-torrados perdem em importância apenas para o petróleo. Essa matéria-prima costuma ser cultivada em regiões de clima tropical e subtropical e;    normalmente;    representa um item importante da pauta de exportação dessas regiões (ex. Brasil). Uma característica interessante da bebida do café é o fato de não possuir valor nutricional relevante;    sendo consumida basicamente devido aos efeitos fisiológicos e psicológicos relacionados à presença da cafeína e;    principalmente;    pelo prazer e satisfação que seu aroma e sabor são capazes de proporcionar2. Dos dois atributos sensoriais mencionados acima;    o aroma é indubitavelmente o mais complexo. Enquanto a sensação do sabor é relativamente simples;    sendo normalmente classificada em quatro qualidades (doce;    salgado;    amargo e azedo);    as modalidades de aroma ainda estão sendo intensamente discutidas nos meios científicos. No final da década de 60;    por exemplo;    foram caracterizados 44 tipos básicos de odor3. O aroma do café é formado por uma mistura extremamente complexa de inúmeros compostos voláteis que apresentam qualidades de aroma;    intensidades e concentrações diferentes. Dessa maneira;    a contribuição de cada um desses compostos voláteis para o aroma final do café é bem variada;    podendo ainda ocorrer interações sinergísticas e antagônicas entre esses diferentes compostos. Esses compostos voláteis são gerados basicamente durante a torrefação do café verde. O café processado contém mais compostos voláteis do que qualquer outro alimento ou bebida (aproximadamente mil compostos voláteis já foram identificados nesse produto)4. Dentre esses compostos voláteis;    o grupo dos heterocíclicos vem sendo bastante estudado. Nesse grupo;    foram identificados vários compostos que aparentam ser de impacto para o aroma final do café torrado (ex. 2-furil-metanotiol;    caveofurano;    N-furil-2-metil-pirrol)5;    6;    7. Além dos heterocíclicos;    existem vários outros compostos na fração volátil do café que merecem semelhante atenção por parte dos pesquisadores da área. Esses compostos;    aqui classificados como alifáticos;    alicíclicos e aromáticos;    normalmente são encontrados em baixas concentrações;    o que dificulta seu estudo quantitativo e a avaliação de suas propriedades sensoriais. Desse grupo de compostos podemos destacar os fenóis;    aldeídos;    cetonas;    álcoois;    éteres;    hidrocarbonetos;    ácidos orgânicos;    anidridos;    ésteres;    lactonas;    aminas e os compostos contendo átomos de enxôfre (ex. sulfetos e dissulfetos). Evidentemente;    uma série de compostos voláteis apresentam mais de uma função química;    o que dificulta a sua classificação. O objetivo do presente trabalho foi realizar uma revisão crítica à respeito dos compostos voláteis encontrados no café torrado. Particularmente;    trataremos dos compostos voláteis não-heterocíclicos (alifáticos;    alicíclicos e aromáticos). Aspectos relacionados a sua distribuição quantitativa no café;    a seus precursores e a sua importância sensorial serão abordados.  ;    FENÓIS Os fenóis são compostos aromáticos encontrados geralmente em baixas concentrações no café torrado8. Uma classificação genérica dos fenóis é mostrada na Tabela 1. A variedade e a concentração dos compostos fenólicos voláteis no café torrado variam de acordo com o grau de torrefação e maiores quantidades;    tanto com relação à variedade quanto à concentração;    são detectadas em cafés submetidos à torrefação forte9. Outra informação interessante;    é que o café da espécie robusta normalmente apresenta um perfil de compostos fenólicos mais rico do que o da espécie arabica (espécies consideradas de importância comercial atualmente)9. Dessa forma;    fica claro que a distribuição desses compostos voláteis também depende da variedade do café. ;    O fenol é observado com freqüência na fração volátil do café torrado;    ao lado de metil-fenóis (ou cresóis)4;    9-16. O 2-metóxi-fenol (guaiacol) e seus derivados também foram descritos por vários autores4;    9-13;    17;    18. Os fenóis encontrados em maior quantidade no café torrado são: o 4-vinil-guaiacol (8-20 mg/Kg de café torrado);    o guaiacol (2-3 mg/Kg) e o fenol (1;    2-2;    2 mg/Kg)19. Além desses três componentes;    os isômeros do cresol (o-;    m-;    p-) também fazem parte do grupo de fenóis majoritários do café torrado9. Experimentos realizados em sistemas modelos de torrefação envolvendo serina;    treonina e sacarose;    demonstraram a possibilidade de alguns fenóis serem formados através da degradação térmica da sacarose20. Entretanto;    a principal via de formação dos compostos fenólicos voláteis parece ser a degradação dos ácidos fenólicos livres (ácido p-cumárico;    ferúlico;    cafeico;    quínico);    durante a torrefação do café21. Para melhor ilustrar esta informação;    os produtos da degradação dos ácidos quínico e cafeico são mostrados na Figura 1. O conteúdo desses compostos fenólicos livres é pequeno no café verde;    aumentando;    porém;    durante a torrefação desse grão. Esse aumento está relacionado à degradação dos ácidos clorogênicos22. ;    Os ácidos clorogênicos (ACGs) são os principais compostos fenólicos não-voláteis encontrados no café. De acordo com a literatura;    esses ácidos são formados;    principalmente;    pela esterificação do ácido quínico com o ácido cafeico;    ferúlico ou p-cumárico23. A esterificação também pode ocorrer entre o ácido quínico e dois ácidos cafeicos ou;    então;    entre o ácido quínico mais o ferúlico (Figura 2). Isso explica as pequenas quantidades dos ácidos fenólicos livres encontradas no café verde. Como mencionado acima;    a maior parte desses ácidos seria encontrada como uma série de ésteres coletivamente conhecidos como ACGs24. Os principais grupos de ácidos clorogênicos são os cafeoilquínicos;    os feruloilquínicos e os dicafeoilquínicos;    sendo cada um composto por três isômeros constitucionais. O conteúdo total de ACGs varia conforme a espécie e a variedade do café;    assim como de acordo com a técnica de extração e o método de análise. Com o uso de uma técnica de espectrofotometria na região do UV na faixa de 320-330 nm;    com purificação prévia do extrato de café verde por cromatografia ou precipitação com acetato de chumbo;    foram descritos valores em torno de 6;    9-8;    0% e 10;    8-11;    7% para arabica e robusta;    respectivamente25. Outros autores;    usando a mesma técnica;    encontraram valores de 6;    7-7;    1% para arabica e 8;    8-11;    2% para robusta26;    7;    1% e 9;    2-9;    6% para arabica e robusta;    respectivamente27;    28. Por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE);    foram descritos valores na faixa de 5;    5-6;    5% e 9;    0-10;    0% para arabica e robusta;    respectivamente29. Estudos dos isômeros individuais;    também por CLAE;    descrevem valores de 5;    8%;    0;    87% e 0;    25% para os ácidos cafeoilquínicos;    os dicafeoilquínicos e o 5-feruloilquínico;    respectivamente;    no café arabica30. Já no café robusta;    os resultados foram de 6;    8% para os ácidos cafeoilquínicos;    1;    4% para os dicafeoilquínicos e 0;    6% para o 5-feruloilquínico30. Segundo os mesmos autores;    o 5-cafeoilquínico foi o ácido predominante;    representando 66% do conteúdo total de ACGs no café arabica e 56% no robusta. ;    Como mencionado anteriormente;    os ACGs sofrem degradação durante a torrefação;    produzindo os ácidos fenólicos livres. Estudando o efeito da torrefação sobre a composição desses ácidos;    determinou-se uma perda de 60;    9% e 59;    7% para arabica e robusta respectivamente;    após torrefação leve do café verde (205oC - 7 minutos)22. Essa perda aumentou em condições mais severas22. Aproximadamente metade do conteúdo total de ACGs perdidos na torrefação pode ser encontrada na fração de pigmentos;    na forma de ácido quínico livre e como compostos fenólicos de baixo peso molecular31. Foi verificado ainda;    que parte dos produtos da degradação desses ácidos foi perdida por volatilização;    porém uma grande quantidade permaneceu sem caracterização31. Com tudo isso;    conclui-se que os ACGs são precursores importantes dos ácidos fenólicos livres e;    por consegüinte;    dos compostos fenólicos voláteis que participam da formação do aroma do café processado. Os compostos fenólicos voláteis;    de maneira geral;    apresentam características sensoriais bem variadas;    sendo responsáveis pelo odor de matéria-queimada;    de especiarias;    de cravo;    de fumo e também pela sensação de amargor e adstringência encontradas no café8. Esta última parece estar associada principalmente à presença dos ácidos dicafeoilquínicos32. Na década de 90;    foi realizado um estudo usando a técnica de ";    sniffing";    /CG com o intuito de avaliar o potencial odorífero desses componentes4. Essa técnica possibilita que o efluente cromatográfico seja analisado olfatometricamente. Foi constatado que o 4-vinil-guaiacol apresentou um odor semelhante ao de cravo. Em outro trabalho no qual utilizava-se essa mesma técnica;    determinou-se que o 4-vinil-guaiacol apresentava um odor semelhante ao de especiaria e o guaiacol um aroma de material queimado18. Através de um estudo realizado ao final da década de 70;    foram determinadas as concentrações de alguns fenóis presentes no aroma do café e seus limites de detecção (";    threshold";    ) em água33 (Tabela 2). O limite de detecção é a concentração mínima de uma determinada substância;    que ainda é capaz de permitir a percepção de algum aroma. Através dos resultados mostrados nessa tabela;    fica fácil perceber que o guaiacol e o 4-vinil-guaiacol podem ser considerados odorantes potentes para o café torrado;    pois apresentam baixos limites de detecção;    além de estarem presentes em concentrações relativamente altas no produto. Mais recentemente o guaiacol;    4-vinil-guaiacol;    4-etil-guaiacol e vanilina foram identificados dentre os 22 compostos caracterizados a partir da bebida produzida com os cafés arabica e robusta torrados34. Nesse estudo;    os compostos foram quantificados através de Ensaios de Diluição com Isótopo Estável (EDIE) e;    em seguida;    seus valores de odor ativo foram determinados. O valor de odor ativo (VOA) é a concentração de um odorante dividida pelo seu limite de detecção no mesmo meio. Quanto mais alto for o VOA de um determinado odorante;    maior será seu impacto para o aroma final do produto. Através desse estudo;    determinou-se que os níveis de concentração desses quatro odorantes fenólicos eram mais elevados na bebida de café robusta do que na bebida de café arabica. Com base em seus altos valores de odor ativo e na descrição qualitativa de seus odores;    concluiu-se que o guaiacol e o 4-vinil-guaiacol poderiam ser responsáveis pela nota fenólica de fumo presente em ambas as bebidas;    mas que se mostrou mais intensa na bebida de café robusta. De acordo com dados da literatura;    o maior conteúdo desses guaiacóis no café robusta torrado poderia estar relacionado com as maiores quantidades dos ácidos feruloilquínicos encontradas no café verde dessa variedade35. ;     ;    ALDEÍDOS;   

DOI  :  10.1590/S0100-40422000000200010

学科分类：化学（综合）

来源: Sociedade Brasileira de Quimica

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