A Extração da Cafeína

 EXTRAÇÃO DA CAFEÍNA

Tleicy Maia Guimarães, Renan Ferreira Coelho

Engenharia de Materiais, Faculdade de Tecnologia, Universidade Federal do Amazonas, Av. General Rodrigo Otávio, 69077-000 Manaus – AM, Brasil.

RESUMO

A cafeína pura é uma substância branca, sem gosto, que constitui aproximadamente 5% do peso das folhas de chá, é um alcaloide farmacologicamente ativo pertencente ao grupo das metilxantinas. 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. No experimento foi realizada a extração da cafeína a partir do café, onde foi misturado com água e carbonato de cálcio e em seguida a mistura foi fervida por cerca de vinte minutos e filtrada. Posteriormente foi transferido o filtrado para um funil de separação e extraída a cafeína da fase aquosa com diclorometano, observou-se o efeito de “salting-in” ao adicionar a solução salina. Muito importante nas indústrias de bebidas e farmacêutica, o estudo da extração da cafeína e seus métodos é de grande importância no meio acadêmico.

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Palavras-chave: metilxantinas; alcaloide. 

1. INTRODUÇÃO

As origens do café e do chá como bebidas são antigas que se perdem em lendas. Conta-se que o café foi descoberto por um pastor de cabras da Abissínia, que notou uma euforia incomum em suas cabras quando elas comiam uma certa plantinha com bagas vermelhas. Ele decidiu ele mesmo experimentá-las e, então, descobriu o café. 1

O ingrediente ativo que torna o chá e o café tão valiosos para o seres humanos é a cafeína. A cafeína é um alcaloide, uma classe de compostos naturais contendo nitrogênio e que têm as propriedades de uma base amina orgânica. O chá e o café não são as únicas fontes vegetais de cafeína. Outras fontes incluem noz de cola, folhas de mate, semente de guaraná e, em pequenas quantidades, cacau e amêndoas. 1

Dentre as muitas substâncias encontradas nos grãos de café, chá mate, guaraná e cacau, a cafeína é de grande importância devido a seu efeito estimulante e diurético no organismo humano. A principal ação biológica da cafeína é caracterizada pela propriedade diurética. A cafeína excita o sistema nervoso central, age sobre o sistema muscular circular, principalmente sobre o músculo cardíaco. .²

         Em pequenas doses, ela diminui a fadiga, sendo prejudicial se for ingerida em excesso. Uma concentração elevada de cafeína pode afetar os rins, fígado e sistema nervoso. Por outro lado, a trigonelina possui uma baixa toxicidade comparada com a cafeína, atuando principalmente no sistema nervoso central, na secreção da bili e no intestino. .²

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FIGURA 1. Cafeína

Quantidades excessivas de cafeína podem causar uma síndrome chamada de cafeinismo, cujos sintomas incluem ruídos no ouvido, mudança de temperatura, diarreia, delírios, aceleração da respiração, tensão muscular, tremores etc. A dose letal de cafeína é de 10 gramas, quantidade contida em aproximadamente 100 xícaras de café. 3

A quantidade de cafeína nas substâncias é dependente de uma série de fatores como a variedade da planta, o método de cultivo, condições de crescimento, além de aspectos genéticos e sazonais. A extração da cafeína é feita através da extração líquido-líquido utilizando solventes empregados para isolar substâncias dissolvidas de soluções ou misturas sólidas ou ainda para remoção de impurezas solúveis indesejáveis de mistura sendo assim esse projeto tem por objetivo extrair e quantificar a cafeína presente em alimentos consumidos mundialmente, mostrando os diferentes teores encontrados em cada um.  4

Alimento	Teor de cafeína
Pó de café	0,8 a 1,3 %
Guaraná	3,0 a 5,0 %
Refrigerante de cola	2,0 %
Folhas de chá preto	1,0%

Tabela: Teor de cafeína em alimentos  4

1.1 Efeitos da força iônica (efeito “salting in")

             Quando adicionamos sais neutros a uma solução, ocorre um aumento da força iônica do sistema. Assim, quando adicionamos pequenas quantidades de sal a uma solução contendo proteínas, as cargas provenientes da dissociação do sal passam a interagir com as moléculas protéicas, diminuindo a interação entre elas. Conseqüentemente, temos um aumento da solubilidade da proteína no meio aquoso, as interações proteína - proteína, favorecendo a solubilidade das mesmas. A esse fenômeno dá-se o nome de "salting-in". Esse efeito, porém, não se estende indefinidamente. Em condições de elevada força iônica, decorrente da adição de grandes quantidades de sal, temos o efeito contrário. 5

A força iônica, quando baixa, faz aumentar a solubilidade (efeito “salting in"), pois os íons de sais se associam às proteínas e fazendo que haja maior atração por água ao seu redor, hidratando-as. Porém, em grandes concentrações salinas, a solubilidade diminui (efeito “salting out”), tendendo a formar precipitados. Neste caso, as moléculas de água se tornam insuficientes para a solvatação das proteínas, pois a água apresenta tendência maior para solvatação de partículas menores (íons), que das maiores (proteínas), resultando “competição” dos íons dos sais com as proteínas pela água do meio, o que leva uma desidratação das proteínas e consequente redução da solubilidade. 6

2 - PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 

Para o obtenção da cafeína foi realizada a extração do café, em um erlenmeyer de 250 mL foi colocado 15,0 g de café, 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 extraída 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.