A Determinação de Cafeína na Marca Três Corações

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO (UFRJ)

CENTRO DE CIÊNCIAS MATEMÁTICAS E DA NATUREZA (CCMN)

INSTITUTO DE QUÍMICA (IQ-UFRJ)

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ANALÍTICA (DQA)

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Relatório 1:

Determinação de cafeína em amostra de café através de CL-EM & CG-EM

Disciplina:

        Química Analítica Instrumental Experimental II

Docentes:

        Professora Fernanda Veronesi

        Professora Monica Padilha

Discentes:

Bianca Carvalho Dos Santos (DRE: 117048507)

Fernanda Lima De Azevedo Maia (DRE: 115153372)

Rio de Janeiro, 04 de outubro de 2022.

1. Introdução

       O Brasil tem o café como uma das commodities de grande destaque a ser produzida e exportada, tendo o título de maior produtor e segundo maior consumidor dessa iguaria a nível mundial, segundo dados da Associação Brasileira da Indústria de Café. Esse é um produto tão importante da pauta brasileira que está presente nas 5 macrorregiões do país, em 16 estados da federação (entre os quais estão Minas Gerais, São Paulo, Espírito Santo, Bahia e outros) e contribui com a geração direta e indireta de cerca de mais de 8 milhões de empregos (MAPA, 2021).

        Com relação às espécies de café, as de maiores destaque no cenário nacional são as do gênero Coffea, particularmente a Coffea arabica (café arábica) e a Coffea canéfora (café conilon ou robusta) (EMBRAPA, 2015) que estão bem adaptadas às condições climáticas e de cultivo nacionais, alcançando patamares elevados de qualidade e atendendo as demandas de consumidores cada vez mais exigentes. A qualidade desse café pode ser influenciada por questões como o clima, solo, características de cultivo como condução e manejo da lavoura, incluindo a utilização de agrotóxicos, além da colheita, processamento e armazenagem.

        Para uma análise da concentração de cafeína em determinada marca de café, ou mesmo fármacos, utiliza-se técnicas sensíveis e seletivas, como a cromatografia gasosa e a cromatografia líquida. Ambas as técnicas são de separação e purificação do produto desejado que, acopladas a um espetrômetro de massas, é possível analisar qual, e se o produto separado foi o desejado através da massa já determinada da molécula e de uma biblioteca bastante seleta. Nesta prática, é de interesse apenas separar a cafeína, uma vez que se trata de um produto vendido comercialmente e determinar o teor de cafeína no café moído da marca Três corações. É necessário o uso de um padrão para que se possa quantificar a concentração sem traços e como um comparativo. As técnicas de CG-EM e CL-EM são rápidas, seletivas e sensíveis se comparadas à uma coluna cromatográfica para purificação, seguida de injeção em espectrômetro de massas de alta resolução, ou envio para Ressonância Magnética Nuclear (RMN).

1. Objetivo

     Determinar a concentração de cafeína em amostra de pó de café através das técnicas de Cromatografia Líquida acoplada à Espectroscopia de Massas (CL/EM) e Cromatografia Gasosa acoplada à Espectroscopia de Massas (CG/EM).

1. Procedimento

Em um tubo tipo Falcon, mediu-se uma massa de 0,5 g de pó de café da marca Três Corações. A amostra foi então solubilizada com 10 mL de metanol e submetida a uma agitação vigorosa em um vórtex por 20 segundos. Depois desta primeira etapa de homogeneização, a amostra foi colocada em um shaker a 300 RPM por 10 minutos. Por fim, a amostra foi levada à centrífuga onde ficou por 10 minutos a 4000 RPM em temperatura ambiente. Dessa forma, pôde-se separar o sobrenadante através de uma filtração simples. Do conteúdo filtrado, retirou-se uma alíquota de 0,5 mL e transferiu-se para um balão volumétrico de 25,00 mL, onde também foi adicionado 62,5 µL de 7-propil-teofilina - sendo este o padrão interno. Após avolumar o balão volumétrico, retirou-se uma alíquota de 200 µL para que fosse submetida a uma Extração em Fase Sólida (EFS). A EFS foi realizada com um cartucho C18 previamente condicionado. Após a eluição com metanol, a amostra foi transferida para dois vials que posteriormente foram levados para serem injetados nos instrumentos de análise: Cromatógrafo Líquido e Gasoso, ambos acoplados a um detector de Espectro de Massas. A esses mesmos instrumentos também foram injetados padrões de cafeína para a confecção da curva de calibração, contudo este procedimento foi feito antes da realização da prática pelos monitores da disciplina.

1. Dados

Reagentes, soluções e amostras

Amostra de Café Marca: Três Corações. O rótulo na embalagem informa que o produto é moído e      extraforte, com intensidade de “11-14”, mas não indica qual é o parâmetro de intensidade, nem mesmo o teor ou a concentração absoluta de cafeína. Padrão interno O padrão de 7-propil-teofilina se apresentava na concentração de 1 mg/L. Padrões externos Soluções de cafeína 0,5; 1; 2; 5; 10 e 20 µg/mL

Aparelhagem

Vórtex para tubos Falcon Agitação vigorosa por 20 segundos. Shaker 300 RPM por 10 minutos Centrífuga 4000 RPM por 10 minutos Manifold para Extração em Fase Sólida (EFS) Cartucho: C18 Eluente: Metanol Cromatógrafo Líquido acoplado ao Espectrômetro de Massas (CL-EM) Coluna: C8 (5 cm x 2,1 cm x 1,7 µm), uPLC Forno 40 ºC Volume de injeção: 1 µL Fase Móvel A: H2O / Ácido Fórmico 0,1% + Formiato de Amônia 5 mmol Fase Móvel B: Metanol + 0,1% Ácido Fórmico Gradiente de FM A e FM B 5% 🡪 100% Cromatógrafo Gasoso acoplado ao Espectrômetro de Massas (CG-EM) Coluna: Ultra 2 Volume de injeção: 1 uL Temperatura do injetor: 280ºC Split 1:50 Fluxo: Pulso de 50 psi por 15 segundos seguido de fluxo constante em 1mL/min Temperatura da transferline: 280 ºC Temperatura da fonte iônica: 280 ºC