Contribuição do Instituto à análise do café brasileiro. « Engenharia de Superfícies
sexta-feira, 5 de abril de 2019 14:12
Tecnica por feixe de ions gerou a analise elementar mais completa do cafe brasileiro.
O Brasil é responsável por cerca de 35,7% do cultivo mundial de café e 37% dessa produção é comercializada dentro do país, que ocupa o terceiro lugar no ranking global de consumo da bebida.
O estudo mais completo até o momento sobre os elementos químicos que compõem o café brasileiro foi realizado em um dos laboratórios participantes do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies, o Laboratório de Implantação Iônica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), por uma equipe científica liderada pelo professor Johnny Ferraz Dias, pesquisador principal do Instituto.
Do ponto de vista da nutrição, os elementos químicos (ou minerais) presentes em um alimento ou bebida podem ser micronutrientes; ou seja, substâncias que devem ser regularmente ingeridas em quantidades muito pequenas para garantir o bom funcionamento do organismo. A presença de determinados minerais no café e sua concentração são influenciadas por uma série de fatores, que incluem as condições de cultivo, o método de processamento dos grãos e a forma de preparação da bebida.
Os autores do trabalho realizado do Laboratório de Implantação Iônica se propuseram a estudar um café comumente consumido pelos brasileiros, o café coado com filtro de papel, preparado a partir do pó de café torrado e moído. Para isso, utilizaram pó de café produzido no Brasil, comercializado por oito marcas diferentes, disponíveis em supermercados.
O estudo incluiu análises elementares do café em todas as fases de sua preparação: o pó de café conforme retirado do pacote, o mesmo pó de café depois de ser usado na preparação da bebida e a bebida pronta na xícara. O filtro usado para preparar o "cafezinho" também foi analisado. O trabalho constitui a primeira pesquisa publicada sobre análise elementar de todas as etapas de preparação do café coado.
A técnica de análise escolhida pelo professor Ferraz Dias e os coautores do trabalho foi a PIXE (particle induced X-ray emission), a qual, entre outras vantagens, pode ser usada em amostras sólidas e líquidas, não destrói as amostras, não induz radioatividade nelas e não envolve substâncias tóxicas. Usando um acelerador de partículas do laboratório gaúcho, o Tandetron, a equipe gerou feixes de prótons energéticos. Com esses feixes, os cientistas irradiaram as diversas amostras de café (foram cerca de 150). "Os prótons excitam os elementos do alvo que, por sua vez, se de-excitam emitindo raios X característico, ou seja, cada elemento emite um raio X particular dele", explica o professor Ferraz Dias. "Com um detector apropriado, detectamos os raios X e, assim, identificamos e quantificamos os elementos presentes na amostra", completa.
A técnica PIXE é aplicada em diversas áreas, incluindo ciência e tecnologia de alimentos, ciência forense, biotecnologia, biomonitoramento e toxicologia, entre outras. Ela também é uma ferramenta valiosa no estudo de superfícies, já que, ao se escolher a energia apropriada do feixe de prótons, pode-se escolher até que profundidade a amostra será estudada. Além de proporcionar a composição elementar dos materiais, a técnica é capaz de informar a espessura de alguns filmes finos em escala nanométrica. "O laboratório de Implantação Iônica atua em todas essas áreas", diz Ferraz Dias.
Composição do café brasileiro
O estudo realizado pela equipe da UFRGS mostrou que a matriz de todas as amostras é dominada por carbono, oxigênio e nitrogênio. Os resultados também informaram que a bebida final é rica em minerais como potássio (K), magnésio (Mg), fósforo (P) e cálcio (Ca), os quais são micronutrientes fundamentais para o bom funcionamento do organismo.
Com relação à composição do café ao longo de sua preparação, a equipe constatou algumas mudanças na composição elementar: enquanto alguns elementos da água foram absorvidos pelo pó de café, certos elementos do café foram levados pela água e passaram a compor a bebida final. A equipe pôde comprovar que o filtro de papel não teve influência na composição elementar da bebida final.
Além disso, os pesquisadores encontraram diferenças nas concentrações dos elementos, tanto entre as diferentes marcas quanto, em alguns casos, entre diferentes pacotes da mesma marca.
A maior parte do estudo foi realizada dentro do mestrado de Rafaela Debastiani, com orientação do professor Ferraz Dias, e contou com financiamento do CNPq e da Capes. O trabalho foi integralmente desenvolvido no Laboratório de Implantação Iônica do Instituto de Física da UFRGS.
Este trabalho foi reportado no seguinte artigo científico: Elemental analysis of Brazilian coffee with ion beam techniques: from ground coffee to the final beverage. R. Debastiani, C. E. I. dos Santos, M. M. Ramos, V. S. Souza, L. Amaral, M. L. Yoneama, J. F. Dias. Food Research International 119 (2019) 297 - 304.
Palavras-chave: acelerador de partículas, análise elementar, café, engenharia de superfícies, implantação iônica, Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies, johnny ferraz dias, laboratório de implantação iônica, micronutrientes, pixe, rafaela debastiani, tandetron, UFRGS