Workshop fenicafe 2014 qualidade do café aspectos tecnicos

Prof. Flávio Meira BorémDepartamento de Engenharia

Workshop Qualidade do CaféAspectos Técnicos

_______

Genética & Qualidade

Ambiente & Qualidade

Linhas de Pesquisas em Desenvolvimento na UFLA para Qualidade de Café Natural

Processamento & Qualidade

Ambiente & Qualidade

Denominação de Origem

CERRADO MINEIRO

Parabéns!!!

Interferência da Secagem e do Processamento na Qualidade do

CAFÉ NATURAL

Processamento

& Qualidade

Processamento

& Qualidade

Como fazer CAFÉ NATURAL especial ?

Qual a temperatura para secagem do café Natural?

Café natural é mais tolerante a altas temperaturas?

O que é melhor para o café natural especial secar mais rápido ou mais devagar?

É verdade que o café natural é mais doce porque o açúcar passa da mucilagem para o grão?

Qual café é mais sensível o Natural ou CD?

Qual o principal Gargalo para a produção de cafés especiais?

Efeito da Temperatura e processamento na Qualidade do CAFÉ

Processamento

& Qualidade

O ataque de fungos e a ação de enzimas como polifenol oxidase e peroxidase alteram a integridade da membrana celular estão relacionados com o sabor Rio( Amorin et al, 1979)

Rio

Soft ( >80)

Goulart et al (2006)

Ultrastructural analysis of drying damage in parchment Arabica coffee endosperm cells

Após a secagem 10 sementes foram selecionadas aleatoriamente e realizado

• Teste Histoquímico com sudão IV;• Microscopia eletrônica de varredura;• Microscopia eletrônica de transmissão;

(Borém et al., 2008)

• Coffea arabica L. – Catuaí• Colhidos manualmente – Estádio cereja de maturação• Separação hidráulica -> Retirada da casca (Café Descascado)

40°C

50°C

60°C

1 e 3 dias de pré-secagem no terreiro

Via úmida11%(bu)

Secagem e qualidade

Conclusões:• A secagem do café em pergaminho a 40°C preserva a das

células.• A 50°C, inicia-se uma desorganização do sistema de

membranas e redução da qualidade do café Arábica em pergaminho;

• A secagem do café em pergaminho a 60°C provoca total ruptura das células.

• Independente da temperatura, o período de pré-secagem não interfere com a integridade da membrana celular das sementes de café.

O mesmo fenômeno ocorre com Café Natural?

Microscopia eletrônica de varredura de grãos de café submetidos a diferentes formas de processamento e secagem

Após a secagem foi realizado

• Microscopia eletrônica de varredura;


• Coffea arabica L. cv. Rubi;• Colhidos manualmente - Estádio cereja de maturação;• Separação hidráulica -> Porção natural e cereja despolpado (20 horas);

Secagem completa no terreiro

50°C 40°C

40°C 60°C

11%(bu)

60°C 40°C

30±2%(bu)

Pré-secagem no terreiro de 2 dia (NAT)

e 1 dia (CD)

Via seca e úmida

Resultados


A – Cereja Despolpado B – NaturalTerreiro 50/40°C 60/40°C 40/60°C

Eletromicrografias de varredura

Setas em vermelho indicam células

contraídas; setasem preto indicam

pontos em forma de gotas


contraídas; setas em preto espaços

intercelulares vazios; setas em verde espaços

intercelularespreenchidos


contraídas; Setas em preto espaços intercelulares

preenchidos; setas em azul o lúmen celular

Setas em preto indicam gotas de

óleo;setas em vermelho o

lúmen celular

Conclusão:

• Nos cafés naturais observou-se maiores danos, com rupturas e extravasamentos celulares evidentes, independente do método de secagem mecânico.

Secagem e qualidade

Quando as rupturas das células ocorrem?

Qual tipo de transformação ocorre após a ruptura?

Amostragem

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250

Time (hours)

Mo

istu

re c

on

ten

t (%

)

Drying Curve of the endosperm

Microscopia eletronica de varredura, ilustrando a medição das dimensões das células. (A) Lumen celular (B) Citoplasma celular

Taxa de contração celular durante a secagem de café despolpado e natural a 40 e 60ºC

Conclusão

A expansão celular ocorre entre os teores de água 30 e 20%.

Amostragem

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250

Time (hours)

Mo

istu

re c

on

ten

t (%

)

Drying Curve of the endosperm

METABOLOMICS OF COFFEE SAMPLES

• Alignment of all mass peaks over all samples using Metalign® software (www.metalign.nl)– thousands of mass signals representing several hundred to athousand metabolites

• statistics to pinpoint signals related to processing methods• identify compounds of interest using metabolite databases

LC-QTOF MS GC-TOF MS

http://www.metalign.nl/

Natural coffee(dry-processing)

sun drying

40°C drying

60°C drying

fresh seed

Washed coffee(wet-processing)

fresh

sun drying40°C drying

60°C drying

clustering of metabolite patterns

Secagem ao sol do café natural e despolpado

0

50

100

150

200

250

300

50 40 30 20 11

moisture (% w.b.)

cit

rate

(L

C-M

S s

ign

al)

natural (dry)

washed (wet)

citric acid

0

50

100

150

200

250

300

50 40 30 20 11

moisture (% w.b.)

cit

rate

(L

C-M

S s

ign

al)

natural (dry)

washed (wet)

citric acid

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

50 40 30 20 11

moisture content (% w.b.)

trig

on

elli

ne

(G

CM

S r

es

po

ns

e)

natural (dry)washed (wet)

trigonelline

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

50 40 30 20 11


trig

on

elli

ne

(G

CM

S r

es

po

ns

e)


trigonelline0

500

1000

1500

2000

50 40 30 20 11moisture (% w.b.)

dic

affe

oyl

qu

inic

aci

d s

ign

al natural (dry)washed (wet)

dicaffeoylquinic acid

0

500

1000

1500

2000

50 40 30 20 11moisture (% w.b.)

dic

affe

oyl

qu

inic

aci

d s

ign

al natural (dry)washed (wet)

dicaffeoylquinic acid

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

50 40 30 20 11


GA

BA

(G

CM

S r

esp

on

se)


GABA

talk Bytof et al.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

50 40 30 20 11


GA

BA

(G

CM

S r

esp

on

se)


GABA

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

50 40 30 20 11


GA

BA

(G

CM

S r

esp

on

se)


GABA

talk Bytof et al.

0

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

0.007

0.008

0.009

50 40 30 20 11


succ

inat

e (G

CM

S r

esp

on

se) natural (dry)

washed (wet)

succinic acid

0

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

0.007

0.008

0.009

50 40 30 20 11


succ

inat

e (G

CM

S r

esp

on

se) natural (dry)

washed (wet)

succinic acid

Metabolismo do acucar durante a secagem

sucrose

glucose

fructose

natural (dry processed)

washed (wet processed)


Efeito da Taxa de secagem na Qualidade do CAFÉ

Processamento

& Qualidade

Café natural especial secar mais rápido ou mais devagar?

Processamento natural

Seleção manual dos frutos

Somente frutos maduros

air outlet air inlet

resistance

fan

nozzles evaporator coil water tank

mist

Water barrier Secagem ao sol

Secagem Mecanica

Separação hidráulica

Efeito da taxa de secagem

Tdb (°C) Tdp (°C) Relative Humidity (%)

Maximum DR

3516,2 32,7 11,34

3510,8 23,0 13,35

352,6 13,1 14,59

4016,2 25,0 15,89

4010,8 17,5 21,22

402,6 10,0 23,14

4516,2 19,2 23,19

4510,8 13,5 29,82

452,6 7,7 53,12

Tabela 1. Temperatura do bulbo seco, temperatura do ponto de orvalho e umidade relativa do ar de secagem e Taxa máxima de secagem do café Natural

Air flow: 20m³.min-1.m-2

Dry

ing

rate

g k

g-1 h

-1

Moisture content kg kg-1 (db)

Curvas de taxa de secagem

Tbs(°C)

Taxa de secagem(g água. kg-1.h-1) Total

35

11,34 83,94 a

13,3582,87 ab

14,59 80,37 b

4015,89 82,68 a

21,22 81,00 a

23,14 82,31 a

4523,19 79,25 a

29,82 83,00 b

53,12 79,06 a

Tbs(°C)

Taxa de secagem(g água. kg-1.h-1) Total

35

11,34 81,79 a

13,3580,67ab

14,59 78,79 b

4015,89 81,74a

21,22 79,00ab

23,14 78,83 b

4523,19 78,66 ab

29,82 81,41 a

53,12 77,50 b

Apos armazenamento de 7 meses – Efeito Latente

Efeito da Taxa de secagem na Qualidade do CAFÉ

Processamento

& Qualidade

É possível produzir café Natural Especial com Baixas Temperaturas e elevados Fluxos de Ar?

Após a secagem foi realizado

• Análise sensorial (SCAA);• Análises germinação, condutividade elétrica e lixiviação de potássio.

(Alves, 2013)

• Coffea arabica L. cv. Bourbon Amarelo;• Colhidos manualmente - Estádio cereja de maturação;• Separação hidráulica -> Porção natural e despolpado;

45°C (24 e 96 m3 min-1 m2)11%(bu)

40°C (24 e 96 m3 min-1 m2)

Qualidade fdo café arábica submetido a diferentes temperaturas e fluxos de ar de secagem

Via seca e úmida

O café foi armazenado em ambiente controlado (10 °C e 50% de UR).

Conclusões:• O fluxo de ar não interfere na qualidade fisiológica do café

despolpado e natural;

• A elevação da temperatura de 40 para 45 °C resulta em queda da qualidade fisiológica para o café despolpado;

• O aumento do fluxo de ar para a temperatura de 40 °C tem correlação negativa com a qualidade sensorial do café despolpado.

Qual café é mais sensível aos danos da secagem?

Processamento

& Qualidade

NATURAL OU CD

Peroxidase Polifenoloxidasee

Desempenho Fisiológico de Sementes de Café Natural e Despolpado

O café NATURAL apresenta MENOR tolerância à secagem do que o processado por VIA ÚMIDA

revelada pela menor atividade de enzimas antioxidantes e pelo BAIXO desempenho fisiológico.

Terreiro 50/40ºC 40/60ºC 60/40ºC

92.882.8

54.8

25.8

61.2

0 0 0

Protrusão Radicular (%)

Despolpado Natural


9683.3

57

31

66.3

0 0 0

Germinação(%)

Despolpado Natural


39

32.429

6.4

25.4

0 0 0

Folhas Cotiledonares(%)

Despolpado Natural


49.01

73.74

90.31 96.41

32.06

51.7758.63

72.35

Lixiviação de Potássio(mg/Kg)

Natural Despolpado

• Secagem Custo + Qualidade (Equilíbrio)

• Foco do Produtor Larga escala x Cafés especiais

• Extensas áreas de terreiro e longos períodos de secagem

• Necessidade de novas tecnologias ou metodologias de secagem que reduzem o tempo de secagem sem alterar a qualidade da bebida

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Secagem => Grande GARGALO da cafeicultura empresarial brasileira

FUTURO da SECAGEM

+

Especiais Commodities

Revisando......

Qual a temperatura para secagem do café Natural?

Café natural é mais tolerante a altas temperaturas?

O que é melhor para o café natural especial: secar mais rápido ou mais devagar?


Qual café é mais sensível: o Natural ou CD?

Qual o principal Gargalo para a produção de cafés especiais?

OBRIGADO [email protected]

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http://www.postharvestcoffee.com

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