TEOR DE CAFEÍNA EM CAFÉS BRASILEIROS

CAFFEINE CONTENT OF COMMERCIAL BRAZILIAN COFFEE

TEOR DE CAFEÍNA EM CAFÉS BRASILEIROS¹

M.C.R. CAMARGO^2,*, M.C.F. TOLEDO²

RESUMO

Diferentes marcas de café em pó e instantâneo, disponíveis no comércio local da cidade de Campinas, foram analisadas com o objetivo de determinar o teor de cafeína nesses produtos. A metodologia utilizada envolveu as etapas de extração com água, limpeza da amostra com acetato de chumbo básico, determinação por cromatografia líquida de alta eficiência e detector de UV-vísivel a 254 nm. Para a separação da cafeína foi utilizada uma coluna Merck C18 (ODS), de 5µm, e fase móvel isocrática composta de metanol-água (25:75, v/v). Os teores de cafeína variaram tanto entre as diferentes marcas e tipos de café analisados quanto em função da técnica de preparo da bebida. Os valores determinados situaram-se na faixa de 0,43 a 0,85 mg/ml para as bebidas preparadas com cafés em pó e de 0,61 a 0,82 mg/ml para o café instantâneo.

Palavras-chave: cafeína, café, CLAE

SUMMARY

CAFFEINE CONTENT OF COMMERCIAL BRAZILIAN COFFEE. Different brands and batches of brazilian regular and instant coffee were purchased in supermarkets of Campinas’ city and analysed for caffeine content. The method used involved extraction with boiling water, clarification with saturated basic acetate and determination by high performance liquid cromatography. Analysis was carried out using a Model 6000 A solvent delivery system (Waters associates), and a Model 7125 sample injector system (Reodyne, Inc.) with a 5µl sample loop. The system was also equipped with a Waters Model M440 absorbance detector set at 254 nm. A Merck ODS 5µm column (15 cm x 4.6 mm i.d.) was used to separate the caffeine. The mobile phase was methanol:water (25:75, v/v). The caffeine content varied for different brands and types of coffee and according to the beverage preparation technique. Values in the range of 0.43 to 0.85 mg/ml and 0.61 to 0.82 mg/ml were determined in regular and instant coffee, respectively.

Keywords: caffeine, coffee, HPLC

1 — INTRODUÇÃO

Cafeína é um alcalóide farmacologicamente ativo pertencente ao grupo das metilxantinas [2, 7, 16]. Na natureza, é encontrada em mais de 63 espécies de plantas, associada a outros dois compostos do mesmo grupo: a teofilina e a teobromina.

A cafeína é hoje considerada como a substância psicoativa mais consumida em todo o mundo, por pessoas de todas as idades, independente do sexo e da localização geográfica. Através de suas fontes comuns na dieta, que são chá, café, produtos de chocolate e refrigerantes, o consumo mundial de cafeína é estimado em mais de 120.000 toneladas por ano [13]. Entre os alimentos que contém este alcalóide, o café é o que mais contribui para a sua ingestão.

A relação entre o consumo de cafeína e o possível desenvolvimento de algumas doenças tem despertado há muito tempo o interesse de cientistas [12]. Apesar de não existirem evidências de que a ingestão de cafeína em doses moderadas (~300 mg/dia) sejam prejudiciais à saúde de um indivíduo normal, esta substância vem sendo continuamente estudada pois ainda persistem muitas dúvidas e controvérsias quanto aos seus efeitos adversos na saúde [11].

A quantidade de cafeína em café é dependente de uma série de fatores como a variedade da planta, método de cultivo, condições de crescimento, além de aspectos genéticos e sazonais [2, 13]. No caso da bebida, por exemplo, além da quantidade de pó, influenciam também o tipo do produto (torrado ou instantâneo, descafeinado ou regular) e o processo utilizado no seu preparo [2].

Entre as várias técnicas disponíveis para a análise de cafeína em alimentos, a cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) tem sido a escolhida [1, 5, 8, 15, 18, 19, 21, 22]. Entre as vantagens desta técnica estão a sensibilidade, especificidade, rapidez e a não necessidade de intensa manipulação da amostra [20, 21, 23].

Em vista do alto consumo de café no Brasil e de sua importância como fonte de cafeína na dieta, este estudo foi conduzido com o objetivo de determinar os níveis de cafeína nas diferentes marcas e tipos de café consumidos pela população brasileira.

2 — MATERIAL E MÉTODOS

2.1 – Amostragem

Amostras de café em pó e instantâneo foram obtidas em diferentes supermercados da cidade de Campinas, SP, em 3 épocas distintas, a fim de se obter 3 lotes diferentes de cada uma das marcas de café analisadas. Os cafés expressos foram adquiridos prontos em cafeterias locais.

2.2 – Metodologia

2.2.1 - Extração

A cafeína foi extraída do café em pó e do café instantâneo de acordo com o método proposto por MADISON, KOZAREK & DAMO [15]. No entanto, a extração, como descrita pelos autores [15], não foi eficiente para a obtenção de amostras suficientemente limpas que pudessem ser injetadas diretamente no cromatógrafo. Dessa forma, introduziu-se no procedimento uma etapa de limpeza com acetato de chumbo básico, conforme recomendado por LI, BERGER & HARTLAND [14] para a extração de cafeína em produtos de chocolate. Bicarbonato de sódio foi usado para remover os íons de chumbo não reativos. Todas as amostras foram analisadas em duplicata.

A fim de avaliar a influência da técnica de preparo do café na quantidade de cafeína extraída e, consequentemente, ingerida, procurou-se reproduzir a proporção caseira de pó de café/água normalmente utilizada e as diferentes maneiras de se fazer a bebida. Conforme informações obtidas junto a consumidores, a medida caseira de uma colher (sopa) para um copo de água, equivalentes a cerca de 20 g de pó para 250 ml de água, é a mais empregada. Apesar da maioria das donas de casa preparar o café apenas filtrado (sem fervura), o processo de ferver o pó de café junto com a água ainda é utilizada por muitos consumidores, o que determinou a sua inclusão no estudo.

Café em pó

Pesaram-se 20g de pó de café num béquer de 250 ml, que foram transferidos para um funil de vidro com papel de filtro. Ebuliram-se 250 ml de água destilada num erlenmeyer de 500 ml, escoadas pelo funil através do pó. Após o filtrado atingir a temperatura ambiente, tomou-se uma alíquota de 20 ml e procedeu-se à limpeza da amostra. Adicionaram-se 6 ml de uma solução saturada de acetato de chumbo básico, centrifugando-se as amostras a 3000 rpm por 5 minutos. Retirou-se o sobrenadante e nele adicionou-se bicarbonato de sódio. Centrifugou-se novamente por 5 minutos a 3000 rpm. Ao sobrenadante foi adicionado HCl 1,0M, de modo a se obter um pH ácido (ao redor de 4). Essa solução foi então completada com água destilada para 100 ml num balão volumétrico e injetada no cromatógrafo.

O mesmo procedimento de limpeza foi utilizado para as diferentes formas de preparo do café: em pó (20 g), fervido junto com a água (250 ml) durante 2 minutos, e o café expresso (café de máquina).

Café instantâneo

Foram pesados em uma balança analítica 0,2 g de café solúvel, que foram dissolvidos com 30 ml de água bidestilada aquecida (80°C). Após a solução ter sido resfriada à temperatura ambiente, adicionaram-se 8 ml de uma solução saturada de acetato de chumbo básico, procedendo-se a centrifugação a 3000 rpm por 5 minutos. Ao sobrenadante foi adicionado bicarbonato de sódio e a solução resultante foi centrifugada novamente nas mesmas condições. O sobrenadante foi acidificado com uma solução de HCl 1,0 M, elevado a 50 ml em um balão volumétrico com água destilada e injetado no cromatógrafo.

2.2.2 - Determinação cromatográfica

A análise de cafeína nas amostras de café foi feita por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Para tanto, utilizou-se um cromatógrafo com bomba isocrática Waters 6000 A, injetor Rheodyne modelo 7125, com loop ajustado para 5ml de amostra e detector de UV modelo 440 com filtro de 254 nm. Para a separação da cafeína foi utilizada uma coluna C18 fase reversa (Merck, 15 cm x 4.6 mm d.i., tamanho das partículas: 5mm) e fase móvel isocrática composta de metanol:água (25:75,v/v), a um fluxo de 1,0 ml/min. Foi utilizado um integrador da marca Spectraphisics, modelo SP4400.

A identificação da cafeína nas amostras foi efetuada pela comparação do seu tempo de retenção com o do respectivo padrão e também por adição padrão. Para o cálculo da concentração, empregou-se o método da padronização externa.

3 — RESULTADOS E DISCUSSÃO

Para a extração de cafeína em cafés, adotou-se o método descrito por MADISON, KOZAREK & DAMO [15]. De acordo com o procedimento original, após a filtração o filtrado é injetado diretamente no cromatógrafo o que, quando reproduzido, resultou no aparecimento de vários picos interferentes. Com a adição do acetato de chumbo básico, como sugerido por LI, BERGER & HARTLAND [14], obteve-se uma solução totalmente límpida mostrando que o acetato de chumbo básico é um excelente clarificante para a remoção de proteínas solúveis e outras substâncias interferentes [14].

Não houve perdas durante o procedimento de extração, como pode ser observado através dos testes de recuperação (99 a 103%). Para ambos os produtos, uma boa resolução foi obtida utilizando-se metanol:água (25:75, v/v) como fase móvel, a um fluxo de 1,0 ml/min. A Figura 1 ilustra a separação da cafeína como um único pico, sem compostos interferentes.

FIGURA 1.
Cromatograma por CLAE de uma amostra de café. Coluna C18 (ODS), 15 cm x 4.6 mm d.i., 5 m m; fase móvel metanol-água (25:75, v/v), fluxo de 1,0 ml/min.

A Tabela 1 mostra os teores de cafeína encontrados em café em pó. Como pode ser observado, as diferentes marcas de café analisadas apresentaram uma grande variabilidade nos seus níveis de cafeína, com valores entre 25,80 e 50,40 mg/60 ml.

TABELA 1.
Teores médios de cafeína em diferentes marcas de café em pó.

Café (marca)	Cafeína¹
	mg/g	mg/ml	mg/xícara²
A	5,34 ± 0,53	0,43 ± 0,04	25,80± 2,51
B	6,36 ± 0,49	0,51 ± 0,04	30,60 ± 2,34
C	6,55 ± 0,89	0,52 ± 0,07	31,20 ± 4,33
D	6,62 ± 0,33	0,53 ± 0,03	31,80 ± 1,61
E	6,70 ± 1,31	0,54 ± 0,10	32,40 ± 6,20
F	7,07 ± 1,24	0,57 ± 0,10	34,20 ± 5,99
G	7,35 ± 0,21	0,59 ± 0,02	35,40 ± 1,02
H	7,82 ± 0,74	0,63 ± 0,01	37,80 ± 3,56
I	7,93 ± 0,57	0,64 ± 0,05	38,40 ± 2,85
J	8,10 ± 0,51	0,65 ± 0,04	39,00 ± 2,22
K	8,30 ± 0,82	0,66 ± 0,07	39,60 ± 3,91
L	8,71 ± 0,62	0,69 ± 0,05	41,40 ± 3,17
M	8,91 ± 1,12	0,71 ± 0,09	42,60 ± 5,40
N	10,51 ± 0,59	0,84 ± 0,05	50,40 ± 2,82
	X = 7,59 ± 1,31	X = 0,61 ± 0,10	X = 36,47 ± 6,19

¹ Os valores são média de 6 determinações (3 lotes em duplicata).

² Xícara = 60 ml

Nos extratos de café obtidos a partir do pó fervido junto com a água (marcas C, D, I e M) durante 2 minutos, a quantidade de cafeína extraída foi 19 a 30 % superior à obtida do café das mesmas marcas não fervido (apenas coado, onde a água é passada através do pó) (Tabela 2). Estes resultados indicam que as pessoas que tem por hábito ferver o pó junto com a água estarão ingerindo mais cafeína para uma mesma quantidade de café consumido. Resultados semelhantes foram obtidos por BELL, WETZEL & GRAND [4], ou seja, os autores também extraíram maiores quantidades de cafeína fervendo por 2 minutos o pó de café junto com a água.

TABELA 2.
Teores médio de cafeína entre os cafés preparados sem fervura e os fervidos¹ e suas respectivas diferenças.

Café (marca)	Sem fervura	Fervido	Diferença	Diferença (%)
	mg/xícara²
C	36,55	43,34	6,79	19
D	30,17	37,20	7,03	23
I	36,60	46,20	9,60	26
M	26,74	34,80	8,06	30

¹ Valores referentes a 1 amostra de um lote de cada marca. As determinações foram realizadas em duplicata.

² Xícara = 60 ml

Os teores médios de cafeína encontrados nos cafés expressos foram relativamente maiores, o que era esperado uma vez que a quantidade de pó utilizada no seu preparo é praticamente o dobro (Tabela 3). Segundo informações obtidas nos locais de venda, são usados aproximadamente 8,60 g de pó para uma xícara de 60 ml. Dessa forma, dependendo da marca, o consumo de apenas "um café expresso" pode representar uma ingestão de mais de 70 mg de cafeína, quase duas vezes superior quando comparada com a ingestão de cafeína decorrente do consumo de uma xícara de café do tipo caseiro.

TABELA 3.
Teores médios de cafeína em café expresso.

Café (marca)	Cafeína¹
	mg/ml	mg/xícara²
1	0,44	39,60
2	1,12	67,20
3	1,21	72,60
	X = 0,92	X = 59,80

¹ Valores referentes a 1 amostra de cada marca. As determinações foram realizadas em duplicata

² Xícara = 60 ml

A Tabela 4 apresenta as quantidades de cafeína determinadas em amostras de café instantâneo. O teor médio de cafeína nestes produtos variou tanto entre as marcas (X e Y) quanto entre os tipos dentro da mesma marca (Y1, Y2 e Y3), sendo, em geral, relativamente maior (44,11 mg/60 ml) do que a quantidade média presente no café em pó (36,47 mg/60 ml).

TABELA 4.
Teores médios de cafeína nas amostras de café instantâneo.

Marca	Cafeína¹
	mg/ml	mg/xícara²
X	0,78 ± 0,01	46,54 ± 0,58
Y1	0,61 ± 0,03	36,58 ± 1,86
Y2	0,74 ± 0,03	44,11 ± 1,99
Y3	0,82 ± 0,09	49,21 ± 0,24
	X = 0,74 ± 0,091	X = 44,11 ± 5,43

¹ Os valores são média de 6 determinações (3 lotes em duplicata).

² Xícara = 60 ml

Comparando-se os níveis de cafeína encontrados no presente estudo (25,80 a 50,40 mg/60 ml) com aqueles disponíveis na literatura (10,40 a 44,40 mg/60 ml) para as bebidas preparadas com café em pó, observa-se que cerca de 80% das amostras analisadas apresentaram teores de cafeína dentro da faixa relatada por outros autores, indepentemente do método utilizado na preparação das mesmas [3, 10, 13, 17].

Os teores de cafeína nas amostras de café instantâneo (36,58 a 49,21 mg/60 ml) foram, em geral, superiores aos encontrados na literatura (5,20 a 28,80 mg/60 ml) [2, 5, 9, 10, 17]. Apenas um autor, citado por JAMES [13], relatou nível de cafeína relativamente maior em café instantâneo (59 mg de cafeína/60 ml).

Segundo JAMES [13], as diferenças entre os teores de cafeína nos dois tipos de café (pó e instantâneo) se deve às diferentes variedades dos grãos utilizados na suas formulações [13]. O conteúdo de cafeína nas sementes da espécie Robusta é maior do que nas sementes do Arabica e, de acordo com o mesmo autor, o primeiro é geralmente usado na fabricação de café instantâneo enquanto que o último, na obtenção de café em pó torrado.

Como ainda existem muitos resultados contraditórios quanto à segurança do consumo de cafeína, alguns estudos (3, 13) recomendam que sua ingestão diária seja em doses moderadas (até 300 mg/dia). No entanto, dependendo da marca, do tipo e da forma de preparo do café, o consumo de uma xícara da bebida (60 ml) pode resultar em ingestões de até 73 mg de cafeína, o que implica que o consumidor que tem o hábito de tomar mais de 8 xícaras de café por dia poderá estar potencialmente exposto aos efeitos adversos da cafeína [6].

4 — CONCLUSÕES

Através da determinação de cafeína nos diferentes tipos de café normalmente consumidos pela população brasileira, foi possível observar a grande variabilidade existente com relação ao teor deste alcalóide. Com isso, pôde-se evidenciar que a quantidade de cafeína na bebida depende da quantidade de pó utilizada, do tipo de café e forma de preparo do mesmos.

5 — REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

6 — AGRADECIMENTO

À FAPESP, pela concessão de auxílio à pesquisa (processo nº 94/5443-8) possibilitando a execução deste projeto.

² Faculdade de Engenharia de Alimentos, Departamento de Ciência de Alimentos; Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP, CP 6121, CEP 13081-970, Campinas, SP, Brasil.

* A quem a correspondência deve ser endereçada

• 1. ASHOOR, M.J.; SEPERICH, G.J.; WOODOW, C.M.; WELTY, J. High performance liquid chromatographic determinations of caffeine in decaffeinated coffee, tea, and beverages products. Journal of the Association of Official Analytical Chemists, Arlington, v. 66, n.3, p. 606-609, 1983.
• 2. BARONE, J.J. & ROBERTS, H. Human consumption of caffeine. In: DEWS, P.B. Caffeine: Perspectives from recent research Berlin: Springer- Verlag, 1984. seçăo II, cap. 4, p. 59-73.
• 3. BARONE, J.J. & ROBERTS, H. Caffeine consumption. Food and Chemical Toxicology, Elmsford, v.34, n.1, p. 119-129, 1996.
• 4. BELL, L.N.; WETZEL, C.R.; GRAND, A.N. Caffeine content in coffee as influenced by grinding and brewing techniques. Food Research International, Ottawa, v. 29, n.8, p. 785-789, 1996.
• 5. BLAUCH, J.L. & TARKA, S.M. HPLC determination of caffeine and theobromine in coffee, tea, and hot cocoa mixes. Journal of Food Science, Chicago, v. 48, n.3, p. 745-750, 1983.
• 6. CAMARGO, M.C.R. Avaliaçăo da ingestăo potencial de cafeína pela populaçăo de Campinas. Campinas, 1996. 131p. Tese (Mestre em Cięncia de Alimentos) - Faculdade de Engenharia de Alimentos, Universidade Estadual de Campinas.
• 7. COUPER-SMARTT, J. & COUPER-SMARTT, I. Caffeine consumption: a review of its use, intake, clinical effects and hazards. Food Technology in Australia, Sydney, v.36, n.3, March, p. 131-134, 1984.
• 8. DUPLATRE, A.; TISSE, C.; ESTIENNE, J. Contribution au dosage de la caféine par chromatographie en phase liquide. Analusis, Paris, v. 9, n.8, p. 404-405, 1981.
• 9. GALASKO, G.T.F.; FURMAN, K.I.; ALBERTS, E. The caffeine contents of non- alcoholic beverages. Food and Chemical Toxicology, Elmsford, v. 27, n.1, p. 49- 51, 1989.
• 10. GILBERT, R.M. Caffeine: Overiew and anthology. In: Miller, S.A. Nutrition and Behavior Philadelphia: The Franklin Institute Press, chap.14, p. 145-165, 1981.
• ¹¹
  IFIC-review. Caffeine and health : clarifying the controversies, April, 1998.
• 12. IFT. Evaluation of caffeine safety. Food Technology, Chicago, v. 40, n.3, p. 106-115, March, 1988.
• 13. JAMES, J. E. Caffeine and Health London : Academic Press, 1991. 432 p.
• 14. LI, S.; BERGER, J.; HARTLAND, S. UV spectrophotometric determination of theobromine and caffeine in cocoa beans. Analytica Chimica Acta, Amsterdam, London, New York, v.232, n.2, p. 409-412, 1990.
• 15. MADISON, B.L.; KOZAREK, W.J.; DAMO, C.P. High-pressure liquid chromatography of caffeine in coffee. Journal of the Association of Official Analytical Chemists, Arlington, v.59, n.6, p. 1258-1261, 1976.
• 16. MCKIM, E.M. & MCKIM, W.A. Caffeine : How much is too much? The Canadian Nurse, Ottawa, v. 89, n.11, p. 19-22, 1993.
• 17. REID, S.J. & GOOD, T.J. Use of chromatographic mode sequencing for sample preparation in analysis of caffeine and theobromine from beverages. Journal of Agriculture and Food Chemistry, Easton, v.30, p. 775-778, 1982.
• 18. SMYLY, D.S.; WOODWARD, B.B.; CONRAD, E.C. Determination of saccharin, sodium benzoate, and caffeine in beverages by reverse phase high-pressure liquid chromatography. Journal of the Association of Official Analytical Chemists, Arlington, v. 59, n.1, p. 14-19, 1976.
• 19. TERADA, H. & SAKABE, Y. High-performance liquid chromatographic determination of theobromine, theophylline and caffeine in food products. Chromatography, New York, v.16, p. 616-622, 1984.
• 20. TIMBIE, D.J.; SECHRIST, L.; KEENEY, P.G. Application of high-pressure liquid chromatography to the study of variables affecting theobromine and caffeine concentrations in cocoa beans. Journal of Food Science, Chicago, v. 43, p. 560-565, 1978.
• 21. TRUGO, L.C.; MACRAE, R.; DICK, J. Determination of purine alkaloids and trigonelline in instant coffee and other beverages using high performance liquid chromatography. Journal of Food Science of Food and Agriculture, Oxford, v. 34, n. 3, p. 300-306, 1983.
• 22. VERGNES, M.F. & ALARY, J. Dosage des xanthiques naturels par CLHP-Comparaison des methodes et applications. Talanta, London, v. 33, n. 12, p. 997 - 1000, 1986.
• 23. WOODWARD, B.B.; HEFFELFINGER, G.P.; RUGGLES, D.I. High-pressure liquid chromatographic determination of saccharin, sodium benzoate, and caffeine in soda beverages: collaborative study. Journal of the Association of Official Analytical Chemists, Arlington, v. 62, n. 5, p. 1011-1019, 1979.

¹

Recebido para publicação em 09/06/98. Aceito para publicação em 13/11/98.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  24 Maio 1999
• Data do Fascículo
  Out 1998

Histórico

• Aceito
  13 Nov 1998
• Recebido
  09 Jun 1998