Orientador: Helena Teixeira Godoy / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-15T07:26:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bizzotto_CarolinaSchaper_D.pdf: 1638844 bytes, checksum: 02d02a3b31cb8fd2bf5d15d5464fe34c (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A otimização simultânea de múltiplas respostas foi utilizada no desenvolvimento de um método por eletroforese capilar (EC) para a determinação de cafeína em café descafeinado. O método foi desenvolvido utilizando o planejamento composto central para otimizar a concentração de dodecilsulfato de sódio (SDS), a concentração de carbonato de sódio e a voltagem. Os experimentos foram conduzidos com uma amostra de café descafeínado, onde o resíduo de cafeína foi extraído com clorofórmio, ressuspenso em água e filtrado. As condições otimizadas foram encontradas pela avaliação dos efeitos de seis respostas: separação de interferentes, área, ruído, variação na linha de base, corrente e tempo de análise. Modelos de regressão lineares e quadráticos foram gerados para cada conjunto de respostas. Os modelos de regressão, coeficientes de correlação e a análise de componentes principais (PCA) foram usados na determinação das condições experimentais ótimas. Os melhores resultados foram obtidos usando-se um capilar de 50 mm x 48 cm, tampão contendo 10 mmol. L-1 de carbonato de sódio e 50 mmol. L-1 de SDS (pH 11,0), 15 kV, 25,0 ºC e detecção a 206 nm. Sob as condições otimizadas, a cafeína foi separada dos interferentes. O tempo de análise foi de 5,5 min. O método desenvolvido foi validado e comparado a um método por CLAE quanto à eficiência de separação, tempo de análise, custo por análise e volume de resíduos gerados. O método por EC foi então aplicado a amostras de café descafeinado torrado moído e instantâneo e amostras de bebida enérgética. A quantidade total de xantinas presentes nas bebidas chimarrão e tererê, a base de erva-mate (Ilex paraguariensis), também foi avaliada. Estas bebidas foram preparadas como são tradicionalmente consumidas. Os valores de cafeína das amostras analisadas tanto por EC quanto por CLAE não foram estatisticamente diferentes a 95% de confiança. A sensibilidade do método por CLAE foi 42 vezes maior que a do método por EC, porém este apresentou um tempo total de análise 30,4% menor. O volume de resíduos gerados foi 33 vezes maior no método por CLAE, e o custo em reagentes foi 76,5 vezes menor por EC. A vantagem mais importante do método por EC foi o uso de tampão aquoso econômico e ecológico no processo de separação. Com relação às amostras analisadas, sete amostras de café de quatro diferentes marcas apresentaram teor de cafeína acima do permitido pela legislação brasileira, e 76% das bebidas energéticas possuíam menos cafeína do que o valor informado no rótulo do produto. O teor de cafeína e teobromina variou nos diferentes tipos comerciais de erva-mate empregados no preparo das bebidas. Além disso, o tererê apresentou níveis de xantinas 2,5 vezes maior que o chimarrão / Abstract: Multiple response simultaneous optimization was used to develop a micellar electrokinetic chromatography (MECK) method for caffeine determination in decaffeinated coffee samples. The method was developed using a central composite design to optimize the concentration of sodium dodecylsulfate (SDS), sodium carbonate and voltage (V). The experiments were carried out using a sample of Brazilian decaffeinated coffee extracted with chloroform, which was subsequently recovered with water and then filtered. Optimized conditions were found by evaluating the effects of six responses: interferent separation, area, noise, baseline variation, current e analysis time. Each set of response values was regressed on the factor levels of the experimental design using linear and quadratic models. The regression models, correlation coefficients involving both factor levels and response values, and a principal component analysis (PCA) were used to determine the optimum experimental conditions. Successful results were obtained using a fused-silica capillary of 50 mm x 48 cm total length, buffer containing 10 mmol. L-1 of sodium carbonate and 50 mmol. L-1 of SDS (pH 11.0), voltage of 15 kV, temperature of 25.0 ºC, with detection at 206 nm. Under optimized conditions, caffeine was separated from the interferents. The analysis time was of 5.5 min. After validation, the capillary electrophoresis (CE) method was compared to a HPLC method regarding separation performance, quantification of caffeine in twenty samples, analysis time, costs per analysis and volume of generated residue. CE method was applied to decaffeinated instant and groundroasted coffee, and energy drinks. The total amount of xanthines in mate (Ilex paraguariensis) beverages, ¿chimarrao¿ and ¿terere¿ obtained in the same way as they are traditionally consumed, was also estimated using the CE method. Caffeine content of the samples analyzed with both CE and HPLC methods did not differ statistically at 95% confidence level. HPLC method sensitivity was 42 times greater than by CE method. In another hand, CE presents total analysis time 30.4% lower than HPLC. The volume of generated residues was 33 times greater in HPLC and the cost in reagents for CE was 76.5 times lower than for HPLC. The most important advantage of CE is the use of economical and ecological aqueous buffer in the separation process. Regarding samples analyzed, seven decaffeinated coffee samples of four different brands showed higher levels than the limit specified by Brazilian legislation and 76% of the energy drinks samples had caffeine content lower than the value informed to the consumer. Caffeine and theobromine levels varied in different commercial types of mate employed for the beverages preparation. Besides, ¿terere¿ presented quantities 2.5 times higher than the ¿chimarrao¿ beverage / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientador: Paulo Mazzafera / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-22T06:22:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Benatti_LucianaBenjamim_D.pdf: 2232263 bytes, checksum: f99e9792ce3a097423a6628b62ddb600 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Em 2004, Silvarolla e colaboradores descobriram três plantas (AC1, AC2 e AC3) de Coffea arabica, provenientes da Etiópia, com baixa quantidade de cafeína nas sementes. Esta pequena concentração (0,76 mg/g) em AC1, quando comparada com grãos de C. arabica com cafeína (em torno de 12 mg/g), foi verificada ser de origem constitutiva da planta, sendo esta denominada como naturalmente descafeinada. Neste trabalho a planta de AC1 foi estudada, já que esta é a mais adequada para a transferência genética do traço "sem cafeína" para cultivares com alta produtividade. Ao analisar o desenvolvimento das sementes de AC1, foi observado que endospermas maduros da planta com baixas quantidades de cafeína perderam menos massa do que os de Mundo Novo (MN) e que estes, no final do desenvolvimento, eram maiores do que os de AC1. Entretanto, apesar deste fato, os conteúdos de aminoácidos, açúcares solúveis, ácidos orgânicos, ácidos clorogênicos e trigonelina foram similares nas sementes de frutos de MN e AC1. Foi constatado que em todos os estádios fenológicos as sementes de AC1 apresentaram baixas quantidades de cafeína. Além disso, foi observado que não só sementes e folhas apresentaram esta característica, mas também flores e internódios. Experimentos com o fornecimento de [2-14C] adenina e análises enzimáticas de teobromina sintase e cafeína sintase nas sementes de AC1 confirmaram que, assim como em folhas, a síntese de cafeína é bloqueada na metilação de teobromina a cafeína, acumulando altas taxas de teobromina. Experimentos de análise de expressão gênica indicaram que, apesar dos genes responsáveis pela síntese das três metiltransferases envolvidas na síntese de cafeína ser expressos nos endospermas de AC1, suas expressões são menores se comparadas com o controle MN, principalmente ao analisar a expressão do gene CCS1, que codifica para a cafeína sintase. Os compostos fenólicos apresentaram valores próximos ao longo de todo o desenvolvimento do endosperma, sendo que a quantidade equivalente encontrada nestes grãos parcialmente explica a atividade antioxidante similar encontrada nos grãos maduros de MN e AC1. Análises de proteínas de reserva em endospermas maduros foram similares em MN e AC1 / Abstract: In 2004, Silvarolla and co-workers discovery three plants (AC1, AC2 and AC3) of Coffea arabica, originated from Ethiopia, with low amount of caffeine in the seeds. This low concentration (0,76 mg/g) was found to be constitutive plant origin, this being referred to as naturally decaffeinate. In this work only the seeds of AC1 were studied, since this plant has shown to be the most suitable for gene transfer trace "without caffeine" for cultivars with high productivity. By analyzing the development of the seed AC1, it was observed that the mature endosperm of the plant with low amounts of caffeine lost less weight than those of MN, and also at the end of development, they were greater than those of AC1. However, despite this fact, the contents of amino acids, organic acids, chlorogenic acids and trigonelline were similar to MN and AC1 seeds and fruits. Soluble sugars were also similar in most part of the development despite the sucrose in the endosperm AC1 cherry stage, having it's significantly less than the one found in the endosperm MN at the stage. It was found that in all growth stages seeds AC1 presented low amounts of caffeine. Furthermore, it was observed that not only seeds and leaves showed this characteristic, but also flowers and internodes. Experiments with the supply of [2-14C] adenine and enzymatic analyzes of theobromine synthase and caffeine synthase in AC1 seeds confirmed that as leaves, caffeine synthesis are blocked in the methylation of theobromine to caffeine, accumulating high levels of theobromine. Experiments of the gene's expression analysis indicated that, although the genes responsible for the synthesis of the three methyltransferases involved in caffeine synthesis are expressed in AC1 endosperm, presented minor expressions compared to the control MN, especially when analyzing the expression of the gene CCS1, which synthesizes caffeine synthase. Phenolic compounds had similar values throughout the development of the endosperm, the equivalent amount found in these grains partly explains the similar antioxidant activity found in the MN and AC1 mature grains. The reserve proteins assays of mature endosperms were also similar in both endosperms / Doutorado / Biologia Vegetal / Doutora em Biologia Vegetal