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Instituto Federal Goiano – Campus Rio Verde.
EXTRAÇÃO DA CAFEÍNA.
Prfº: Cássia Cristina Fernandes Alves.
Acadêmicos: Janaina Lacerda de Oliveira;
Juliana Dantas de Oliveira.
Rio Verde.
Índice
1 – Introdução ------------------------------------------------------------ página 03
2 – Objetivos ------------------------------------------------------------- página 04
3 – Revisão Bibliográfica -----------------------------------------------página 04
4 – Métodos --------------------------------------------------------------página 06
5 – Resultados e Discussões --------------------------------------------- página 06
6 – Conclusões ----------------------------------------------------------- página 07
7 – Referências Bibliográficas ------------------------------------------ página 08
8- Questionário-------------------------------------------------------------página 09
1-INTRODUÇÃO
A cafeína (3,7-diidro-1,3,7-trimetil-1H-purina-2,6-diona) pura é uma substância branca, sem
gosto, que constitui aproximadamente 5% do peso das folhas de chá. Um grande número de
plantas contém cafeína, a sua utilização como estimulante é anterior à invenção da escrita. As
origens de chá e café se perdem nas lendas. Além de ser constituinte de folhas de chá e grãos
de café, a cafeína é um constituinte natural de nozes de cola e sementes de cacau.
Refrigerantes do tipo cola contém 14-25 mg de cafeína/100ml, enquanto que uma barra de
chocolate pesando 20g contém 15mg de cafeína. Algumas preparações estimulantes e
analgésicas contêm cafeína como ingrediente ativo(http://labjeduardo.iq.unesp.br/orgexp1/
consid _cafeina.htm).
Cafeína é um alcalóide farmacologicamente ativo pertencente ao grupo das metilxantinas. Na natureza, é encontrada em mais de 63 espécies de plantas, associada a outros dois compostos do mesmo grupo: a teofilina e a teobromina. 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. Entre os alimentos que contém
FIGURA 1. Cafeína Por isso, consumidores de idade avançada e pessoas sensíveis são aconselhados a evitar o consumo de café. A trigonelina, outro alcalóide encontrado nos grãos de café, também atua no sistema nervoso central. Este princípio ativo, juntamente com os produtos provenientes de sua degradação térmica, possuem importância nutricional: formação da vitamina B3 (niacina). A formação de complexos de ácido clorogênico (CGA) com a cafeína está associado a propriedades sensoriais, levando a hipóteses de que o CGA tem um papel importante na qualidade do café. Porém, uma concentração elevada de CGA no grão ocasiona um sabor amargo e adstringente; portanto, sua análise e remoção nos grãos verdes e descafeinados seriam importantes para a obtenção de um produto de interesse comercial. O mercado do café descafeinado e da cafeína é potencialmente grande e vem crescendo. A cafeína, vendida para indústrias de refrigerantes e farmacêuticas, geralmente cobra os custos do processo. A demanda de café descafeinado é grande nos países industrializados. A qualidade do café descafeinado, assim como seus efeitos no metabolismo humano, justificam seu êxito. O CO2 vem-se apresentando como o solvente mais adequado devido a sua atoxicidade, não flamabilidade, baixa temperatura crítica, não poluir o meio ambiente e de baixo custo (http://hdl.handle.net/10229/ ;). 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. 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. 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. 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. 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 (http://www.ff.up.pt/toxicologia/monografias/ano0405/Cafeina/p3.htm ;).
Observaram-se maiores teores de cafeína, trigonelina e ácido clorogênico com os grãos partidos e moídos quando comparados aos inteiros, mostrando a influência do tamanho e da estrutura dos grãos de café no processo de extração (SALDAÑA, M. D. A. 1997. 185p).
4- MÉTODOS
Para o obtenção da cafeína será realizada a extração do café em grão, em um
erlenmeyer de 250 mL foi colocado 15,0 g de chá preto, 150 mL de água e 7,0 g de carbonato de
cálcio. Em seguida a mistura foi fervida com agitação ocasional por 20 minutos, filtrada a
mistura quente em Buchner e esfriada o filtrado a 10-15°C.
Posteriormente foi transferido o filtrado para um funil de separação e extraida a cafeína
com 4 porções de 20 mL de cloreto de metileno (extração múltipla com agitação suave para
evitar a formação de emulsão). Em seguida foi destilado o solvente com um aparelho de
destilação simples até que se obtenha um volume de 5-7 mL no balão. Então foi transferido o
extrato concentrado para um béquer e evaporado o restante do solvente em banho de vapor
até a secura.
Junto com a cafeína, outros inúmeros compostos orgânicos são extraídos, e a mistura destes
compostos é que dá o aroma característico ao chá e ao café. Entretanto, a presença desta
mistura de compostos interfere na etapa de extração da cafeína com um solvente orgânico,
provocando a formação de uma emulsão difícil de ser tratada. Para minimizar este problema
utilizado uma solução aquosa de carbonato de cálcio. O meio básico promove a hidrólise do
sal de cafeína-tanino, aumentando assim o rendimento de cafeína extraída.
5 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
Para conseguirmos extrair a cafeína dos grãos do café, adicionamos o café em uma
solução de carbonato de cálcio que foi aquecida com a finalidade de obter uma extração mais
eficiente e rápida, pois em solução quente a cafeína é mais solúvel do que em uma solução a
frio, e os outros com posto apresentados também são solúveis em água. A cafeína
encontrada nos grãos apresenta-se na forma livre ou combinada com ácidos, e por isso foi
adicionada a base carbonato de cálcio, que reagiu com os ácidos presentes na solução via
hidrólise alcalina , seguida de ração ácido-base, formando sais de ácidos carboxílicos ou
corboxilatos que são solvatados por moléculas de água. Abaixo está o mecanismo para está
reação.
Após o aquecimento da solução a mesma foi repassada para um funil de separação, e
adicionado clorofórmio para que se formasse uma separação de fases sendo uma fase polar e
outra apolar. Sendo as moléculas de cafeínas polares, houve uma solubilização máxima no
clorofórmio que também é polar, e assim houve a separação de fase pois a outra fase apolar
ficou visivelmente separada na parte superior do funil, possibilitando a coleta do composto
polar ( cafeína e clorofórmio), para um melhor rendimento da cafeína o procedimento de
lavagem com o clorofórmio foi feito 4 vezes. Após o procedimento de lavagem a solução
SALDAÑA, M. D. A. Extração de Cafeína, Trigonelina e Ácido Clorogênico dos Grãos de
Café com CO 2 Supercrítico. Campinas, 1997. 185p. Tese de Mestrado, Faculdade de
Engenharia Química, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP).
8 – QUESTIONÁRIO
1. O que é um alcalóide?
Alcalóides são compostos orgânicos de azoto, sintetizados por algumas espécies vegetais
(ex.: planta do tabaco - Nicotiana tabacum, papoila - Papaver somniferum), os alcalóides
apresentam frequentemente uma estrutura muito complexa, com sistemas cíclicos, na
maioria dos casos heterocíclicos. Os alcalóides encontram-se, geralmente, em plantas
tropicais e subtropicais, combinados muitas das vezes com ácidos orgânicos em forma de
sais. Os alcalóides apresentam caráter básico (alcalino) e são fisiologicamente ativos nos
vertebrados, podendo ser tóxicos e venenosos.
De uma forma geral, os alcalóides são armazenados pelas plantas em determinados
órgãos. Na planta do tabaco, por exemplo, a nicotina acumula-se nas folhas
2. Porque a maioria dos alcalóides é extraída das plantas com uma solução aquosa
ácida?
Devido os alcalóides serem substâncias orgânicas nitrogenadas, sendo a maioria de
caráter básico e fisiologicamente ativos, podem ser extraídos de plantas com soluções
aquosas acidas.
3. Cite exemplos de alguns alcalóides extraídos de plantas, correlacionando-os com as
respectivas atividades biológicas.
Alguns alcalóides extraídos de plantas: cafeína (do café, que é chamada de pseudoalcalóide
por ser, na verdade, uma xantina), cocaína (da coca), pilocarpina (do jaborandi), papaverina/
morfina/heroína/codeína (da papoula), bromelina (do abacaxi), papaina (do mamão). Eles
também correspondem aos principais terapêuticos naturais com ação: anestésica, analgésica,
psico-estimulantes, neuro-depressores.
