Determinação do teor de cafeína em amostras de chá e café comercial

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1 PN Determinação do teor de cafeína em amostras de chá e café comercial Carla Batista¹ (IC), Elaine C. Pio¹ (IC), Fagner A. Gomes¹ (IC), Marcelo Vicente M. Ferreira¹ (IC); *Anelise S.N. Formagio² (PQ) marcelo-vct95@hotmail.com ¹Universidade Estadual do Mato Grosso do Sul UEMS, Rodovia Dourados-Itaum, km 12-Cidade Universitária. Caixa Postal 351, , Dourados-MS; ²Universidade Federal da Grande Dourados UFGD, Rodovia Dourados-Itaum, km 12-Cidade Universitária. Caixa Postal 533, RESUMO Tendo conhecimento dos malefícios e benefícios da cafeína estudou-se o teor da mesma em variados tipos de chá e café comerciais, utilizando os métodos clássicos de extração e espectroscopia de infravermelho e espectrometria de massa para a identificação do produto obtido. A extração com diclorometano e hidróxido de sódio apontou um teor de cafeína de o,92%, 1,08%, 1,03%, 0,64%, 0,67%, 0,65% em massa de chá preto, verde, mate e nas amostras de café tradicional, forte e extraforte, respectivamente. A cafeína foi identificada através das bandas do espectro de infravermelho referente aos grupos funcionais da mesma e, e através dos picos de massa dos íons relativos obtidos no espectro de massa. O rf apresentado na análise por CCDA confirmou presença de cafeína. Os dados obtidos indicam que um consumo elevado das bebidas estudadas, acima de trinta xícaras, levaria o indivíduo a sofrer os malefícios que o excesso de cafeína gera no sistema nervoso e no organismo como um todo. Palavras-chave: Extração, teor de cafeína, comparativo. INTRODUÇÃO A cafeína 1,3,7-trimetilxantina é um composto químico de fórmula C 8 H 10 N 4 O 2, em graus variados, estimula o sistema nervoso central e os músculos do esqueleto. Efeitos indesejáveis agudos ocorrem a partir de 1g, correspondendo a concentrações plasmáticas de 30ug/mL. Entre eles, podemse citar: dores de cabeça, nervosismo, cansaço, excitação, taquicardia, diurese, face vermelha, alterações cognitivas e contração muscular (PAVIA et al., 2009). Estudos recentes apontam que a cafeína gera aumento na capacidade locomotora, principalmente quando consumida em jejum (WANG et al., 2015) e melhora a função cognitiva durante longos períodos (KAMIMORI et al., 2014), também apresenta efeito farmacocinético em indivíduos saudáveis e pacientes cirróticos (CUESTA-GRAGERA et al., 2015). Todavia quando administrada de forma aguda, a cafeína pode aumentar a resistência do organismo perante a

2 insulina, gerando disfunções no controle do açúcar no sangue, na produção de proteínas e consumo de carboidratos (SACRAMENTO et al., 2015). Tendo conhecimento dos malefícios e benefícios da substância, este trabalho tem por objetivo determinar o teor de cafeína em variados tipos de chá e café comerciais. MATERIAL E MÉTODOS Foram utilizados três tipos de chá da marca mate leão, são eles: mate natural(llex paraguariensis St. Hil.), verde natural(camellia sinensis (L.) Kuntze) e preto natural (Camellia sinensis (L.) Kuntze). E três amostras de café da marca 3 corações, sendo eles café tradicional, forte e extraforte. Foram pesados aproximadamente 4,8 g de amostra (três sachês) e, levados a fervura com água destilada durante 15 minutos. Após o resfriamento, transferiu-se para um funil de separação e adicionou-se 10 ml de diclorometano, para extração líquido-líquido. Após extração da fase orgânica adicionou-se 10 ml de hidróxido de sódio (6.0 mol L -1 ) e realizou-se a extração por três vezes. Lavou-se a fase orgânica com água destilada com duas porções de 10 ml e posteriormente foi adicionada uma ponta de espátula de sulfato de sódio anidro e realizada uma filtração simples. Após a filtração, o filtrado foi levado ao banho-maria na capela até secar completamente. Após secagem as amostras foram analisadas por CCDA, utilizando como sistema de eluição clorofórmio: metanol (10%) e revelados com solução de Dragendorff. As amostras de café analisadas foram caracterizadas pelo espectro de absorção na região do infravermelho (IV) em espectrofotômetro BOMEN, modelo MBséries, em pastilhas de KBr, na região de 400 a 4000cm -1 (SILVERSTEIN et al, 2000). Resultados e discussão Na análise por CCDA revelou-se a presença da cafeína com rf = 0,49 para todas as amostras. A partir da extração obteve-se os dados comparativos entre as quantidades de cafeína encontradas tanto nos sachês de chá como nos de café, apresentados na Tabela 1.

3 Tabela 1: Comparativo entre as quantidades de cafeína encontrada nos sachês analisados. Amostra Massa de Massa de cafeína P.F. Teor de chá (g) extraída (g) ( C) cafeína (%) Chá Preto 4,8000 0, ,92 Chá Verde 4,8000 0, ,08 Chá Mate 4,8000 0, ,03 Café 235 0,64 4,8000 0,0305 Tradicional Café Forte 4,8008 0, ,67 Café Extra 231 0,65 4,8006 0,0314 Forte Pelos dados obtidos verificou-se que, o chá-verde apresenta um total de massa de cafeína superior aos outros chás estudados e até mesmo que as amostras de cafés analisadas (Tabela 1). A quantidade de cafeína encontrada no chá-verde pode ser atribuída à facilidade de separação dos demais grupos presentes. Entre as amostras de café, o classificado como forte apresentou uma massa de cafeína superior ao extraforte. O café extraforte possui um processo de fabricação em que o grão de café é tratado com um calor superior, assim, existe uma diferença no modo que a cafeína se ligada a seus constituintes nessa amostra, interferindo na facilidade da separação da mesma, que pode ter causado essa diferença de teores entre o café forte e o extraforte. O espectro de massas, figura 1, estabelecido para a cafeína foi comparado com dados de referência de uma biblioteca especializada mantida pela "Association of Official Racing Chemists (AORC)". Permitindo comprovar sua autenticidade.

4 Figura 1: Espectro de massa da cafeína O espectro de massas apresentou três picos principais que estão destacados na Figura 1. O sinal em 194 m/z refere-se ao íon molecular da cafeína e os demais picos referem-se aos íons gerados pela fragmentação do mesmo. Os principais íons gerados na fragmentação estão apresentados na Figura 2, juntamente ao íon molecular e seus sinais respectivos. Figura 2: Principais íons apontados pelo espectro de massas da cafeína. O espectro de IV da cafeína pura, figura 3, foi caracterizado pelas três principais bandas e as regiões espectrais de e de cm -1, a cafeína foi responsável pelas bandas na região entre cm -1 de acordo com os valores das bandas dos grupos funcionais apresentados na tabela 2. Figura 3: Espectro de infravermelho referente à cafeína

5 Tabela 2: Atribuições às bandas, referentes aos grupos funcionais obtidas, no espectro de infravermelho. Número de onda (cm- 1 ) Atribuição C=O C=C C 1453 CH C N amina Considerando que a massa utilizada para a extração da cafeína é aproximadamente a mesma massa necessária para preparar duas xícaras de chá ou café, nota-se que a ingestão de cerca de 30 xícaras de chá-verde seriam necessários para sentir os efeitos indesejados da cafeína, enquanto para os demais chás somente acima de 40 xícaras teriam o mesmo efeito. Para as amostras de café percebe-se que independente de estarem intitulados tradicional, forte ou extraforte a quantidade de cafeína consumida ao ingeri-los seria semelhante, e somente acima de 50 xícaras ingeridas a cafeína traria malefícios ao indivíduo. O risco de dose letal por cafeína é descartada quando considerada a ingestão através das bebidas analisadas. AGRADECIMENTOS Capes, UEMS, UFGD e Fundect REFERENCIAS: CUESTA-GRAGERA, A.; NAVARRO-FONTESTAD, C.; MANGAS-SANJUAN, V.; GONZALEZ-ALVAREZ, I.; GARCIA-ARIETA, A.; TROCONIZ, I. F.; CASABO, V. G.; BRAMEJO, M. Validation of a semi-physiological model for caffeine in healthy subjects and cirrhotic patients. European Journal of Pharmaceutical Sciences, v.73, p.57-63, 2015.

6 DE MARIA, CARLOS A. B. AND MOREIRA, RICARDO F. A. Cafeína: revisão sobre métodos de análise. Quím. Nova, 2007, vol.30, n.1, pp acessada em Janeiro 2004 KAMIMORI, G. H.; MCLELLAN, T. M.; TATE, C. M.; VOSS, D. M.; NIRO, P.; LIEBERMAN, H. R. Caffeine improves reaction time, vigilance and logical reasoning during extended periods with restricted opportunities for sleep. Psychopharmacology, 12 p., PFLEGER, K.; MAURER, H. H.; WEBER, A.; Mass Spectral and CG Data of Drugs, Poisons, Pesticides, Polluants and their Metabolites, 2 ed., VCH: Federal Republic of Germany, PAVIA, DONALD L., LAMPMAN, GRAY M., KRIZ, GEORGE S., ENGEL, RANDALL G.; Química Orgânica Experimental: técnicas de escala pequena, 2 ed, Learning, Rio de Janeiro, 2009, p SACRAMENTO, J. F.; RIBEIRO, M. J.; YUBERO, S.; MELO, B. F.; OBESO, A.; GUARINO, M. P.; GONZALEZ, C. G.; CONDE, S. V. Disclosing caffeine action on insulin sensitivity: Effects on rat skeletal muscle. European Journal of Pharmaceutical Sciences, v.70, p , SILVERSTEIN, R. M.; WEBSTER, F. X. Identificação Espectrométrica de Compostos Orgânicos. 6ª ED. LTC editora, Rio De Janeiro, p , WANG, Y. Q.; LIA, R.; WUB, X.; ZHUB, F.; TAKATAD, Y.; ZHANGE, M. Q.; LIB, S. Q.; QUA, W. M. Fasting activated histaminergic neurons and enhanced arousal effect of caffeine in mice. Pharmacology, Biochemistry and Behavior, v.133, p , 2015.