Autor(es):
Cepeda, Márcio Manuel Rei 
Data: 2012
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10773/11304
Origem: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Assunto(s): Bioquímica; Café; Polissacarídeos; Fenóis; Proteínas; Aminoácidos; Antioxidantes
Descrição
Neste estudo, os compostos do café instantâneo solúveis em água fria foram fracionados
por ultrafiltração e os extratos obtidos foram caracterizados quanto à composição em
polissacarídeos, proteínas, ácidos clorogénicos e melanoidinas. Os extratos foram ainda
avaliados quanto às propriedades antioxidantes, imunoestimuladoras e antidiabéticas.
Foram utilizadas duas amostras, uma previamente fracionada em 2011, e outra preparada
em 2012. Na amostra processada em 2011, os extratos tinham sido exaustivamente lavados
com água para minimizar a presença de compostos de baixo peso molecular em extratos de
peso molecular mais elevado. Na amostra processada em 2012, os extratos foram somente
lavados duas vezes. Os seis extratos obtidos em cada ano foram caracterizados em 2012
quanto à composição química e atividade biológica.
Os polissacarídeos representavam 20-50%, constituídos maioritariamente por galactose,
manose e arabinose em ligações 1,3-Gal, 1,6-Gal, 1,3,6-Gal, T-Gal, 1,4-Man, 1,4,6-Man, TMan,
T-Ara e 1,5-Ara, diagnósticos da presença de arabinogalactanas e galactomananas.
Quanto à composição em aminoácidos, não existiu muita variação entre os diferentes
extratos, apresentando todos eles uma maior quantidade de ácido glutâmico/glutamina (7,0-
25,6 μg/mg) e leucina (3,7-9,9 μg/mg).
Os ácidos cafeoilquínicos (CQA) (187,7-575,0 mg/100g) foram os ácidos clorogénicos mais
abundantes em todos os extratos, sendo o 5-CQA o CQA maioritário, com 83,1-242,4
mg/100g de amostra. Na amostra de 2011 os CGA só foram encontrados no extrato inferior
a 1 kDa, havendo quantidades residuais nos extratos >1 kDa e >5 kDa. Na amostra de 2012
os CGA foram abundantes em todos os extratos, aumentando a sua quantidade com a
diminuição do peso molecular.
A presença de melanoidinas foi avaliada pela quantificação de compostos castanhos pelo
coeficiente de extinção Kmix. 405 nm e pela determinação do índice de acastanhamento das
melanoidinas (MBI), cujo valor é diretamente proporcional ao Kmix. 405 nm e inversamente
proporcional à quantidade de compostos desconhecidos na amostra. Os extratos mais
castanhos foram os de elevado peso molecular, >100 kDa (1,97 mL.mg-1.cm-1 e 3,31,
respetivamente, para a amostra de 2011 e 1,55 mL.mg-1.cm-1 e 3,37, respetivamente, para a
amostra de 2012). A cor castanha dos extratos diminuiu com a diminuição do peso
molecular. O menor valor de MBI (0,81 para o extrato <1 kDa de 2011 e 0,34 para o mesmo
extrato de 2012) mostra que os compostos castanhos contribuem em todos os extratos com
a mesma intensidade de cor. Por isso, a quantidade de compostos castanhos na amostra é
determinante para a cor da amostra.
A atividade antioxidante dos extratos do ano de 2011 foi maior nos extratos de menor e
maior peso molecular (0,1 mg/mL em ambos os casos), o que se justifica pela presença de
CGA no extrato de menor peso molecular e pela presença de uma maior quantidade de
melanoidinas no extrato de maior peso molecular. No entanto, os extratos da amostra de
2012 apresentaram uma atividade antioxidante muito idêntica entre si, variando entre 0,12-
0,15 mg/mL. Estes resultados estão de acordo com a quantidade de CGA encontrada em
todos estes extratos, resultado de um fracionamento menos exaustivo e por isso menos
eficiente do que o da amostra processada em 2011.
O extrato >1 kDa da amostra de 2011 apresentou um potencial efeito imunoestimulador pois
ativou in vitro os linfócitos B de ratinho. Estes resultados foram confirmados por ensaios de
produção de óxido nítrico por parte de macrófagos de ratinhos. Para o extrato superior a
100 kDa da amostra de 2012 verificou-se uma diminuição da atividade da α-glucosidase.
O presente estudo demonstra que os compostos do café instantâneo podem possuir efeitos
bioativos devido às suas propriedades antioxidantes, imunoestimuladoras e antidiabéticas. In this study, the instant coffee compounds soluble in cold water were fractionated by
ultrafiltration and the extracts obtained were characterized according to their composition in
polysaccharides, proteins, chlorogenic acids, and melanoidins. The extracts were also
evaluated according to their antioxidant, immunostimulatory, and antidiabetic properties. Two
samples were used, one previously fractionated in 2001, and another one prepared in 2012.
In the sample processed in 2011, the extracts were exhaustively washed with water to
minimize the presence of low molecular weight compounds in extracts of higher molecular
weight. In the sample processed in 2012, the extracts were washed only twice. The six
extracts obtained in each year were characterized in 2012 in relation to their chemical
composition and biological activity.
Polysaccharides represent 20-50%, consisting mainly of residues of galactose, mannose
and arabinose in 1,3-Gal, 1,6-Gal, 1,3,6-Gal, T-Gal, 1,4-Man, 1,4,6-Man, T-Man, T-Ara and
1,5-Ara glycosidic linkages, suggesting the presence of arabinogalactans and
galactomannans.
The total amino acids amount of all extracts was similar, showing higher values of glutamic
acid/glutamine (7.0-25.6 μg/mg) and leucine (3.7-9.9 μg/mg).
The caffeoylquinic acids (CQA) (187.7 to 575.0 mg/100g) were the most abundant
chlorogenic acids in all the extracts, where the 5-CQA was the major CQA, with 83.1 to
242.4 mg/100 g of sample. In the sample of 2011 the CGA were only found in the extract
lower than 1 kDa, with trace amounts in extracts >1 kDa and >5 kDa. In the sample of 2012
the CGA were abundant in all extracts, increasing their amount with the decrease of the
molecular weight.
The presence of melanoidins was evaluated by quantification of brown compounds through
extinction coefficient Kmix 405 nm and by determination of the "Melanoidin Browning Index"
(MBI), which is directly proportional to Kmix 405 nm and inversely proportional to the amount of
unknown compounds in the sample. The browner extracts were those with the higher
molecular weight >100 kDa (1.97 mL.mg-1.cm-1 and 3.31, respectively for the sample of 2011
and 1.55 mL.mg-1.cm-1 and 3.37, respectively for the sample of 2012). The brown colour of
the extracts decreased with the decreasing of the molecular weight. The lowest value of MBI
(0.81 for the <1 kDa extract of 2011 and 0.34 for the same extract of 2012) showed that the
brown compounds contributed with the same intensity of color to all extracts. Therefore, the
amount of brown compounds in the sample is decisive for the colour of the sample.
The antioxidant activity of the extracts of 2011 was higher in the extracts of lower and higher
molecular weight (0.1 mg/mL in both cases), which is justified by the presence of CGA in the
extract of lower molecular weight, and the presence of a higher amount of melanoidins in the
extract of higher molecular weight. However, the extracts of the sample of 2012 exhibit all
very similar antioxidant activity, ranging from 0.12 to 0.15 mg/mL. These results are in
agreement with the amount of CGA found in these extracts, result of a less exhaustive
fractionation and therefore less efficient than the fractionation of the sample processed in
2011.
The extract >1 kDa of the 2011 sample presented a potential immunostimulatory effect since
it activated in vitro mice B lymphocytes. Assays with nitric oxide production by mice
macrophages confirm these results. A decreasing activity of the α-glucosidase was observed
with the extract >100 kDa of sample of 2012. The present study shows that the compounds
from instant coffee may have bioactive effects due to their antioxidant, immunostimulatory
and antidiabetic properties. Mestrado em Bioquímica
