Otimização dos parâmetros de extração a frio (Cold brew) de café arábica da região de Minas Gerais para produção de cafés solúveis liofilizados

Abstract

A extração a frio é um método que pode ser aplicado ao café sem o uso de altas temperaturas e, assim, consegue preservar os compostos voláteis do café. Entretanto, esse não é o método padrão para a extração do café e, portanto, é necessário um processo de otimização das condições de processo. Neste estudo, os parâmetros para obtenção do café extraído a frio (Coffea arabica), foram otimizados para obter um extrato de café rico em cafeína e sólidos solúveis. A otimização dos parâmetros do processo foram realizadas utilizando a Metodologia de Superfície de Resposta através de um Delineamento Compostos Central Rotacional. Foram estudados os efeitos do tempo de extração, tamanho de partícula do grão de café, temperatura de extração, razão café/água, agitação para a concentração de cafeína, sólidos solúveis e o rendimento sobre a concentração de cafeína. De acordo com os resultados obtidos neste trabalho foi possível verificar uma redução no tempo de extração a frio convencional, exigindo apenas 45 minutos para realização da extração a frio, resultados diferentes de estudos anteriores que exigiram pelo menos 6 horas de processo. Os resultados obtidos no extrato otimizado demonstraram que a temperatura de extração entre 4 ºC e 24 ºC não apresentou diferença significativa (p<0,05) no processo de extração. A validação foi realizada com 24 ºC, 30% de razão café/água e 400 rpm, e essas condições apresentaram extratos com 3,98 mg/mL de cafeína, 11,20 ºBrix de sólidos solúveis e 90% de rendimento. O objetivo do trabalho após a otimização foi realizar uma liofilização do extrato para obtenção de um café solúvel, portanto foram adicionados crioprotetores (manitol e frutose) no café e realizada a extração e posterior caracterização do extrato quanto a concentração de cafeína, capacidade antioxidante (método DPPH), compostos fenólicos totais, sólidos solúveis, pH e atividade antimicrobiana. Os extratos não apresentaram atividade antimicrobiana, mas apresentaram alto teor de sólidos solúveis para cafés arábica, concentração de cafeína, capacidade antioxidante e compostos fenólico totais demonstrando que o método de extração a frio foi eficiente. Com relação ao café liofilizado foi realizada uma caracterização do liofilizado com os crioprotetores em relação a atividade de água, umidade, atividade antimicrobiana, atividade antioxidante, compostos fenólicos totais, solubilidade, molhabilidade e morfologia das partículas. Os cafés liofilizados também não apresentaram atividade antimicrobiana, se mantiveram nos padrões de atividade de água e umidade definidos pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária porém a amostra de frutose apresentou umidade superior ao valor limite pela legislação brasileira (<5%). Em geral, nas análises realizadas observou-se uma influência ruim dos crioprotetores no extrato e no café liofilizado, onde o extrato do café sem crioprotetor apresentou maior capacidade antioxidante (88,12%) e maior conteúdo de compostos fenólicos (7,74 mgAG/mL do extrato), apenas para a análise de sólidos solúveis os crioprotetores manitol e frutose apresentaram bons resultados em relação ao extrato sem crioprotetor (14,03 ºBrix, 14,40 ºBrix, 11,33 ºBrix, respectivamente). O elevado resultado com relação a capacidade antioxidante e concentração de cafeína do café extraído a frio demonstraram boa qualidade e eficiência do processo e para as análises realizadas os crioprotetores não apresentaram vantagem na utilização.