Indicadores químicos do envelhecimento de café arábica durante o armazenamento

Abstract

Durante o armazenamento dos grãos crus de café, ocorrem alterações metabólicas que afetam a qualidade sensorial do produto. Atualmente, a embalagem mais utilizada no mundo, para acondicionar o café cru, é a sacaria de juta, permeável, que proporciona maior exposição do café às condições ambientais favorecendo maior redução da qualidade. Inúmeras pesquisas já avaliaram tecnologias, para o acondicionamento do café cru e identificaram embalagens capazes de reduzir a taxa de redução da qualidade. Apesar dos avanços na área, nenhuma embalagem em uso tem a capacidade de manter a qualidade inicial do café. Ainda que em taxas mínimas, ocorre deterioração dos grãos resultando na redução da complexidade da bebida e são descritos com sabor e aroma característicos de café velho, como papel, papelão e madeira. Essa redução na qualidade tem grande impacto, no mercado de cafés especiais, visto que, dependendo da intensidade dessas características, os cafés não são mais considerados especiais. A maioria dos estudos de armazenamento de café cru utiliza técnicas analíticas específicas, para determinados grupos de compostos químicos, com o objetivo de explicar o fenômeno do envelhecimento dos grãos. Mas a dinâmica de transformações que ocorre nos grãos durante o armazenamento é complexa e não se limita a alterações em grupos químicos específicos, deixando abertas várias questões a respeito do envelhecimento do café. Acredita- se, assim, que metodologias modernas da análise de alimentos capazes de fornecer panorama completo dos compostos químicos possuem elevado potencial, para esclarecer o fenômeno e possam trazer benefícios à gestão e controle da indústria de cafés especiais. Neste contexto, o presente trabalho utilizou técnicas espectroscópicas e cromatográficas para abordar o fenômeno do envelhecimento dos grãos crus de café arábica. O estudo foi dividido em três artigos com o objetivo de determinar indicadores químicos do envelhecimento dos grãos crus de Coffea arabica L. antes de afetar a qualidade sensorial empregando (i) espectroscopia Raman nos grãos crus e (ii) espectroscopia de RMN 1 H nos grãos crus e (iii) cromatografia gasosa com espectrometria de massas nos grãos torrados e moídos. Grãos crus de café natural e cereja descascado especial foram acondicionados em 3 tipos de embalagens e armazenados em armazém comercial. Foi realizada a análise sensorial e análises espectroscópicas e cromatográficas, nos períodos de 0, 3, 6, 9, 12 e 18 meses de armazenamento. O emprego da espectroscopia Raman com cartas de controle multivariadas, baseada na PCA, foi eficiente em identificar alterações químicas nos grãos crus de café cereja descascado armazenados em diferentes embalagens. A espectroscopia Raman é mais sensível que a análise sensorial a detectar alterações químicas do café cereja descascado armazenado que, posteriormente, afetará a qualidade da bebida. A abordagem metabolômica com o emprego da espectroscopia RMN foi eficiente em identificar alterações químicas relacionadas ao envelhecimento dos grãos crus de café natural e cereja descascado antes de afetar a qualidade sensorial do café. A análise de compostos voláteis dos grãos torrados foi eficiente em identificar alterações químicas nos grãos crus de café natural armazenados na embalagem de papel a partir do 3o mês de armazenamento, que, posteriormente, afetará a qualidade da bebida. As técnicas espectroscópicas e cromatográficas foram eficientes em detectar alterações relacionadas ao envelhecimento dos grãos crus de café arábica que antecedem a depreciação sensorial. O café natural especial é mais sensível às transformações químicas relacionadas ao armazenamento, quando comparado com o café cereja descascado especial. A embalagem de alta barreira oferece a mesma proteção ao café cru que o acondicionamento a vácuo e é adequada para o acondicionamento de grãos crus de café natural e cereja descascado especial por até 18 meses.

During storage of green coffee beans, metabolic changes occur, affecting the sensory quality of the product. Jute bags are the most used packaging form worldwide. However, jute bags are permeable, which provides greater exposure of coffee to environmental conditions favoring further reduction of quality. Currently, no packaging in use has the ability to maintain the initial quality of the coffee beans, which is usually described as having flavor and aroma characteristic of old coffee. This reduction in quality has a great impact on the specialty coffee market, since, depending on the intensity of these characteristics, the beverage is no longer considered special. Most of the green coffee storage studies use specific analytical techniques for certain groups of chemical compounds to explain the phenomenon of grain aging. However, the dynamics of transformations occurring in the grains during storage is complex and is not limited to changes in specific chemical groups, leaving a gap about the compounds responsible for altering the taste or aroma of the beverage. It is thus believed that modern methodologies of food analysis capable of providing a complete analysis of the chemical compounds have high potential to clarify the phenomenon, bringing benefits to the management and control of the specialty coffee industry. In this context, the present study used spectroscopic and chromatographic techniques to address the phenomenon of Arabica coffee beans aging. The study was divided into three articles with the objective of determining chemical indicators of the aging of Coffea arabica L. green coffee before affecting their sensorial quality, by using using (i) Raman spectroscopy and (ii) 1 H NMR spectroscopy to analyze green coffee beans and (iii) Gas chromatography mass spectrometry (GC/MS) in roasted and ground beans. Green coffee beans of specialty natural and specialty pulped natural coffee were packed in 3 different types of packaging and stored in commercial warehouse. Sensorial, spectroscopic and chromatographic analyzes were carried out at 0, 3, 6, 9, 12 and 18 months of storage. The use of Raman spectroscopy with multivariate control charts, based on PCA was efficient in identifying chemical changes in the green coffee beans of pulped natural coffee stored in different packages. Raman spectroscopy is more sensitive than sensory analysis to detect chemical changes in pulped natural coffee, which might affect the quality of the beverage. The metabolomic approach using NMR spectroscopy was efficient in identifying chemical changes related to the aging of green coffee beans of natural and pulped natural coffee before affecting the sensory quality of the beverage. The analysis of the volatile compounds present in roasted coffee beans was efficient in identifying chemical changes in green coffee beans of natural coffee stored in different packages. Spectroscopic and chromatographic techniques were efficient in detecting changes related to the aging of Arabica coffee beans prior to sensorial depreciation. The high-barrier packaging offers the same protection to coffee as the vacuum packaging and is suitable for the packaging of green coffee for up to 18 months.