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Coffee Science, Lavras, v. 10, n. 1, p. 131 - 137, jan./mar. 2015

Celestino, S. M. C. et al.131 NOTA PRVIA

AGRUPAMENTO DE ACESSOS DE CAF IRRIGADO COM MELHORES ATRIBUTOSPARA BEBIDA

Sonia Maria Costa Celestino1, Juaci Vitria Malaquias2, Manaira Ferreira Franco Xavier3

(Recebido: 18 de novembro de 2013; aceito: 04 de junho de 2014)

RESUMO: A Embrapa Cerrados possui um Banco Ativo de Germoplasma de Coffea arabicaL. com 900 acessos cultivadoscom a tecnologia do Estresse Hdrico Controlado com piv central, sendo 30 deles considerados produtivos. Objetivou-se,neste trabalho, proceder ao agrupamento desses acessos produtivos de cafeeiro e posterior identicao de grupo(s) de acessoscom os melhores atributos para bebida, alm de determinar a contribuio relativa das propriedades fsico-qumicas e qumicaspara a divergncia gentica relacionada com a qualidade da bebida. Os frutos cereja das 30 cultivares foram processados porvia seca. Parte dos gros de caf das 30 cultivares foi submetida torrao clara e parte permaneceu como matria crua. Omtodo de Singh foi utilizado para vericar o quanto as caractersticas pH, acidez total titulvel, slidos solveis, protenae polifenis contribuem para a divergncia gentica observada entre os 30 acessos de caf avaliados. A anlise de Clusterpermitiu a organizao das cultivares de caf homogneas em quatro grupos (Clusters), sendo tal homogeneidade referenteaos valores de variao das propriedades qumicas e fsico-qumicas antes e aps a torrao, responsveis pelo corpo e dourada bebida (slidos solveis), pela acidez (acidez total titulvel e pH), pelo sabor (polifenis) e pelo aroma (protena), sendo amenor reduo de slidos solveis, o maior aumento de acidez, o menor aumento de polifenis e a maior reduo de protenadesejveis para a escolha de cafs de qualidade. A varivel polifenis apresentou a maior contribuio para a diversidadegentica com 28,84%, seguida de pH, protena, slidos solveis e acidez com contribuies expressivas de 19,23%, 19,11%,

17,79% e 15,03%, respectivamente. O grupo 4, constitudo pelos acessos Icatu 2944, MG0188, MG1177 e Topzio foi o maispromissor no que concerne qualidade da bebida, pois esses acessos se caracterizaram pelo maior acrscimo na acidez totaltitulvel e maiores redues do teor de protena aps a torrao. Esse grupo tambm apresentou valores de reduo de slidossolveis e aumento de polifenis aps a torrao mais apropriados ao consumo que os apresentados pelos demais grupos.

Termos para indexao:Composio qumica, Coffea arabica, torrao do caf, estresse hdrico controlado.

CLUSTERING OF IRRIGATED COFFEEACCESS WITH BEST ATTRIBUTESTO BEVERAGE

ABSTRACT:Embrapa Cerrados has an Active Germoplasm Bank of Coffea arabica L. compound of 900 access cultivatedwith the Controlled Water Stress technology with central pivot, 30 of theses accesses are productive. The aim of this work wasto grouping these productive coffee access and to identify group (s) of access with the best attributes to beverage, besidesto determine the relative contribution of the physical-chemical and chemical properties for the genetic divergence relatedto the beverage quality. The cherry coffee fruits of 30 cultivars were pre-processing by natural way. Part of coffee grains of

30 cultivars were submeted to light roasting and another part remains raw material. The Singhs method was used to checkhow much the characteristics pH, total titratable acidity, soluble solids, protein and e polyphenols contribute for the geneticdivergence observed among the 30 coffee access avaliable. The Cluster analysis promoted the organization of homogeneouscoffee cultivars in four groups (Clusters). The homogeneity was based in the variation of values of the chemical and physical-chemical properties before and after the roasting, which compose the body and the sweetness of beverage (soluble solids),the acidity (total titratable acidity and pH), the favor (polyphenols) and the aroma (protein), lowest soluble solids reduction,the greatest acidity increase, the lowest polyphenols increase and the greatest protein reduction desirable to the choice ofquality coffees. The variable polyphenols had the highest contribution for the genetic divergence with 28,84%; pH, protein,

soluble solids and acidity presented highlighted contributions of 19,23%, 19,11%, 17,79% and 15,03%, respectively. Thegroup 4 constituted by access Icatu 2944, MG0188, MG1177 and Topzio was the most promising with respect to quality ofbeverage. These access were characterized by the greatest total titratable acidity increase and the highest protein reductionsafter roasting. This group also showed values of soluble solids reduction and polyphenols increasing more satisfactory toconsumption than the others groups.

Index terms: Chemical composition, Coffea arabica, coffee roasting, controlled water stress.

1 INTRODUO

Vrios perodos de orao podemocorrer no cafeeiro se a planta for irrigada durantetodo o ano, causando grande desuniformidade na

1,2,3Embrapa Cerrados - CPAC - BR 020 - Km 18 - Rodovia Braslia/Fortaleza - 73310-970 -Planaltina - DF [email protected], [email protected], [email protected]

maturao dos frutos. A tecnologia de Estresse

Hdrico Controlado, desenvolvida pela Embrapa

Cerrados, permite a uniformizao dos botes

orais, e consequentemente, uma maturao

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Agrupamento de acessos de caf irrigado ... 132

acessos para bebida tambm deve ser estudada pormeio das anlises de qualidade (pH, acidez titulveltotal, slidos solveis, protena e polifenis).

O estabelecimento de uma hierarquia de

importncia destas caractersticas de qualidadedo caf, segundo o grau de explicao davariabilidade dos dados que as mesmas possuem, necessrio para estabelecer um critrio devericao de quais delas devem ser consideradasprioritariamente diante de um possvel impasseentre os valores mdios e a necessidade detomada de deciso, para a denio dos gruposde cultivares (SINGH, 1981). Cada grupo deveser composto por indivduos (cultivares) quesejam entre si to semelhantes quanto possvel,em relao s caractersticas de qualidade. Diantede um grande nmero de amostras, a anlise deCluster, que designa uma srie de procedimentosestatsticos, apropriada para agrupar indivduosem funo da informao existente.

Objetivou-se, portanto, neste trabalho,proceder ao agrupamento dos 30 acessosprodutivos de cafeeiro do BAG da EmbrapaCerrados, cultivados com a tecnologia do EstresseHdrico Controlado e posterior identicao degrupo(s) de acessos com os melhores atributospara bebida, alm de determinar a contribuiorelativa das propriedades fsico-qumicas equmicas para a divergncia gentica, relacionadacom a qualidade da bebida.

2 MATERIAL E MTODOS Os frutos cereja de caf irrigado de 30

cultivares de Coffea arabica L, provenientes doBanco de Germoplasma da Embrapa Cerrados,foram colhidos por derria de pano durante o msde maio de 2012.A rea total do experimento foide 10 ha, irrigados por piv central. Foi utilizadoo espaamento de 0,7 a 1,0 m entre plantas e 3,6 a3,8 m entrelinhas, para possibilitar a expresso dopotencial produtivo das plantas. O delineamentoexperimental adotado foi o de blocos casualizadoscom quatro repeties, sendo cada parcela

representada por 5 plantas.O processo por via seca foi o escolhidopor representar o mtodo mais utilizado porcafeicultores brasileiros. Os frutos permaneceramno terreiro de concreto por duas semanas, ao mdas quais os frutos de caf apresentaram um teorde umidade de, aproximadamente, 14%. Paraacelerar o processo de secagem, os frutos foramsecos articialmente durante 20 horas em umsecador com circulao de ar forada a 40 oC, e a

dos frutos tambm uniforme (GUERRA et al.,2006), o que aumenta a produo de caf cerejae a reduo da produo de gros defeituosos.O Estresse Hdrico Controlado consiste na

interrupo das irrigaes de 15 de junho at onal de agosto, ou quando o potencial de gua nafolha atingir valores de, aproximadamente, -2,0MPa. Essa racionalizao da irrigao promove areduo das operaes e dos custos de colheita equantidades de gua e energia usadas normalmentena irrigao. Com todas essas vantagens deprodutividade e reduo dos custos de produoproporcionadas pelo Estresse Hdrico, faz-senecessria a avaliao da qualidade dos frutos decaf dos cafeeiros submetidos a essa tecnologiapara uma bebida com boa aceitabilidade.

Os atributos sensoriais da bebida so

conferidos por compostos volteis e novolteis produzidos durante a torrao, sendoesse processo considerado uma das etapas maisimportantes para o desenvolvimento do sabor edo aroma do caf (NEBESNY; BUDRYN, 2006).Quanto aos constituintes qumicos presentes nocaf, uma maior quantidade de slidos solveis desejada para assegurar o corpo da bebida. Noentanto, durante a torrao, os teores de slidossolveis diminuem, como consequncia da perdade cidos orgnicos e da volatilizao de algunscompostos no processo piroltico (MENDONA;PEREIRA; MENDES, 2005). O pH do caf tem

sido correlacionado com a acidez perceptvel, porisso tem sido estudado como forma de avaliaodesse importante atributo sensorial. Ao mesmotempo, pesquisadores sugerem que a acidez totaltitulvel a que apresenta melhor correlao paradeterminar a acidez do caf (VOILLEY et al.,1981). O atributo sensorial aroma do caf devido, em grande parte, quebra das protenasdurante a torrao (SCHOLZ et al., 2011).Assim, os valores de protena dos gros torradosso inferiores aos dos gros crus, e uma maiorreduo desejvel para propiciar a formao doscompostos aromticos. Os polifenis encontrados

no caf so considerados responsveis pelaadstringncia dos gros, o que diminui a qualidadeda bebida em maiores concentraes. O teor depolifenis, normalmente, tem seu valor aumentadodo caf cru para o caf torrado.

A Embrapa Cerrados possui um Bancode Germoplasma de Coffea arabica L. com 30acessos altamente produtivos cultivados com atecnologia do Estresse Hdrico Controlado. Almda avaliao da produtividade, a qualidade desses

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umidade nal, apresentada pelo caf em coco, foide 10 a 11%. O beneciamento para a obtenodos gros envolveu as etapas mecnicas dedescascamento e remoo do pergaminho do fruto

caf em coco. Os gros crus foram armazenadosem embalagens opacas.Parte dos gros de caf das 30 cultivares foi

torrada e parte permaneceu como matria crua. Atorrao dos gros crus foi realizada em torradoraquecido a gs e com rotao contnua. Aps 40minutos de aquecimento, a temperatura no interiordo torrador atingiu, aproximadamente, 230 oC euma poro de 300 g de caf cru foi torrada durantequatro minutos. A torrao obtida foi a clara, tipoamericana. Aps esse tempo, os gros torradosforam imediatamente resfriados em corrente de are armazenados em embalagens opacas. Os groscrus e torrados foram modos e passados atravsde uma peneira de 20 mesh. Os peneirados obtidosforam armazenados em vidros cobertos com papelalumnio para a proteo contra a luz.

Os atributos de qualidade avaliados nosgros crus e torrados foram pH, acidez totaltitulvel, protena, slidos solveis e polifenis.As anlises foram realizadas para trs repetiescom sub-repeties em triplicata (ASSOCIATIONOF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS -AOAC, 2005).

O mtodo proposto por Singh (1981) foiempregado, a m de determinar a contribuiorelativa de cada atributo de qualidade para adivergncia gentica observada entre os 30 acessosde caf avaliados. Esse procedimento estatsticofoi realizado usando o aplicativo computacionalGENES (CRUZ, 2006).

Para proceder anlise de Cluster, os valoresdos atributos de qualidade mensurados forampreviamente padronizados para escala Z (normalpadro), de modo que as diferentes unidades demedida dos atributos no interferissem nos clculos.O mtodo de agrupamento adotado foi o mtododa mnima varincia (Wards) e como medida dedissimilaridade optou-se pela distncia euclidianaquadrtica. Ao nal da anlise de agrupamento foifeita a representao grca num dendograma. Adelimitao do ponto de corte no dendrograma foifeita mediante anlise visual, ou seja, como sendoo ponto de alta mudana de nvel. Essas anlisesde agrupamento foram realizadas com o auxlio dosoftware SPSS - Statistical Package for the SocialSciences, verso19.0 (SPSS, 2010).

Aps a identicao dos grupos foirealizada a anlise de varincia para vericar a

existncia de divergncia entre grupos para cadavarivel estudada. Para a comparao dos gruposde acessos foram utilizados contrastes ortogonais,da forma proposta pela funo contrast

do procedimento GLM, do software SAS,verso 9.2(STATISTICAL ANALYSIS SYSTEMINSTITUTE - SAS INSTITUTE, 2009).

3 RESULTADOS E DISCUSSO

A partir dos resultados das contribuiesrelativas das caractersticas de qualidade debebida de caf, de acordo com a utilizao dametodologia de Singh (Tabela 1), foi possvelidenticar que a varivel polifenis apresentoua maior contribuio para a dissimilaridade total(28,84%). Destacam-se tambm, as outras quatrovariveis pH, protena, slidos solveis e acidez,

apresentando autovalores prximos, mostrandoque apesar da maior contribuio da varivelpolifenis, as demais variveis tambm devem serconsideradas na seleo do (s) grupo (s) formadospela anlise de Cluster (Tabela 2).

A anlise de Cluster teve como principalobjetivo formar grupos das 30 cultivares de cafcom caractersticas semelhantes, em relao aosresultados dos atributos de qualidade. Na Figura 1,apresenta-se o dendograma que ilustra como estoposicionados cada grupo de cultivares em relaoao conjunto total.

Pela interpretao grca do dendrogama(Figura 1) e observando-se o ponto de corte (linhavertical em negrito) tem-se formados quatrogrupos de cultivares de caf:

Grupo 1: ARAPONGA MG, CATINGUAMG3PL4(B), CATUAI62, MG0189, MG0190,MG0201, MG1120, MG1158, MG1181, MG1474e PAU BRASIL42;

Grupo 2: CATINGUA MG2, CATINGUAMG3PI3(B), CATINGUA MG3PL19(B),CATINGUA MG3PL5(BOR), CATUAI IAC99,MG0187, MG0194, MG0203, MG0225, NOVOMUNDO379/19 e PAU BRASIL52;

Grupo 3: CATINGUA MG3PL12(B),MG0198, MG0204 e MG1109;

Grupo 4: ICATU2944, MG0188, MG1177e TOPAZIO.

O estudo da composio qumica docaf antes e aps a torrao de seus gros fez-se importante pela possibilidade de vericaoda manuteno ou perda das caractersticasresponsveis pelo corpo e doura da bebida(slidos solveis), acidez (acidez totaltitulvel e pH), sabor (polifenis) e formaode aroma (protena).

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TABELA 1- Contribuio relativa (%) das variveis relacionadas com a qualidade de bebida das cultivares de

caf, baseada na estatstica de Singh (1981).

Varivel Autovalores (S.j) Contribuio Relativa (%)

pH 42,34 19,23Acidez 33,09 15,03

Protena 42,08 19,11

Slidos Solveis 39,16 17,79

Polifenis 63,52 28,84

FIGURA 1 - Dendograma obtido pelo mtodo da mnima varincia (Ward), com base na distncia euclidianaquadrtica entre 30 acessos do Banco de Germoplasma da Embrapa Cerrados. A linha vertical em negrito representa

o ponto de corte.

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TABELA 2 - Valor absoluto da reduo mdia de pH, aumento mdio de acidez, reduo mdia de protena,

reduo mdia de slidos solveis e aumento mdio de polifenis entre gros crus e gros torrados, por grupo.

Grupos pH Acidez(mL NaOH/

100g de matria seca)

Protena(% matria seca)

Slidos Solveis(% matria seca)

Polifenis

(mg /100g dematria seca)

1 0,384C+0,040 34,092B

+5,9990,233B

+0,0494,243B

+0,73247,136A

+4,883

2 0,503B+0,028 13,087B

+7,5930,048B

+0,0638,258A

+0,83016,982BC

+5,847

3 0,360C+0,060 12,812B

+11,1320,625A

+0,1059,373A

+0,6250,722C

+1,825

4 0,732A+0,076 71,671A

+26,9730,505A

+0,1656,667AB

+0,34126,468B

+12,555

Dados seguidos de mesma letra na mesma coluna no diferem entre si, ao nvel de 5% de signicncia pelo

O grupo 4 (Tabela 2) representou ascultivares que mais diminuram o pH (0,732) eas que mais aumentaram a acidez (71,671), entregros crus e torrados, diferindo signicativamentedos outros grupos. Como todas as 30 cultivaresapresentaram, para os gros crus, valores de acideztotal titulvel inferiores (dados no mostrados)aos encontrados por Mendona, Pereira e Mendes(2005), para cultivares Coffea arabica do Sul de

Minas Gerais, e como a acidez pode ser desejvelem cafs, o grupo 4 se mostrou, para esses critriosde qualidade, o mais apropriado.

Pela Tabela 2, observa-se que ogrupo 3 apresentou a maior reduo do teor deprotena (0,625 % de matria seca), mas no foiestatisticamente diferente da apresentada pelogrupo 4 de 0,505 % de matria seca, sendo os doisgrupos que apresentaram cultivares com maiorespossibilidades de produo de aromticos.

Cafs de qualidade apresentam altosvalores de slidos solveis e aps a torrao essesvalores diminuem. O aumento de temperatura

provoca, principalmente, a decomposiodos acares e a descarboxilao de cidoscarboxlicos (ARRUDA et al., 2012). As cultivaresque ainda permanecem com os maiores valores deslidos solveis para os seus gros torrados, ouseja, apresentam as menores redues entre cru etorrado, sobressaem-se como cafs que produzirouma bebida de qualidade superior. Pela Tabela 2,o grupo 1 foi o que apresentou a menor reduode slidos solveis, caracterstica desejvel, mas

tambm esse grupo apresentou o maior aumentode polifenis, o que indesejvel, por seremresponsveis pela adstringncia do caf. Os grupos2 e 3 apresentaram os menores aumentos depolifenis, no entanto maiores redues de slidossolveis tambm foram vericadas (Tabela 02). Jo grupo 4 apresentou valores de reduo de slidossolveis e aumento de polifenis, respectivamente,de 6,667% de matria seca e 26,468 mg/100g

de matria seca, sendo valores intermediriosaos dos grupos 1, 2 e 3, o que equilibrou essascaractersticas desejveis e indesejveis do caf.Portanto, o grupo 4 destacou-se em todos oscritrios de qualidade do caf como bebida.

Pela Tabela 3, evidenciou-se que os valoresde pH dos gros torrados para as cultivares do

grupo 4 no situaram-se na faixa considerada ideal(5,08 a 5,22) (MANZOCCO; LAGAZIO, 2009).

No entanto, essas cultivares apresentaram valoresde acidez total titulvel inferiores aos encontradospor Mendona, Pereira e Mendes (2005), para

cultivares de Coffea arabica do Sul de Minas Geraissubmetidas torrao americana. As cultivares

Icatu amarelo (LGC3282) e Icatu amarelo (H2944)cultivadas nessa regio apresentaram valores

de acidez total titulvel, respectivamente, de314,05 e 283,15 mL NaOH/100g de matria seca.Siqueira e Abreu (2006) encontraram um valor deacidez total titulvel de 400,30 mL NaOH/100gde matria seca para a variedade Rubi (Coffea arabicaL), cultivada sob irrigao.

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TABELA 3- Valores de pH, acidez total titulvel, protena, slidos solveis e polifenis para os gros das cultivaresdo grupo 4 submetidas torrao clara.

Cultivar pH Acidez Total Titulvel

(mL NaOH/

100g de matria seca)

Protena

(% matria seca)

Slidos Solveis

(% matria seca)

Polifenis

(mg /100g de

matria seca)

Icatu 2944 4,84

+0,03

168,17

+1,83

6,60

+2,20

29,17

+0,68

261,06

+87,03

MG 0188 4,97

+0,01

154,83

+4,27

6,45

+2,15

30,00

+1,18

267,58

+86,69

MG 1177 5,04

+0,04

135,85

+2,36

6,88

+2,30

29,17

+1,36

264,56

+88,20

Topazio 5,02

+0,02

151,25

+ 1,51

6,68

+2,23

28,33

+0,68

262,57

+87,53

Erro padro da mdia.

Carvalho et al. (1994) encontraram valoresmdios de 211,2; 235,5; 218,3; 250,4; 272,2 e284,5 mL de NaOH/100g de matria seca paracafs de bebida estritamente mole, mole, apenasmole, dura, riado e rio, respectivamente. Coradiet al. (2007) encontraram acidez de 212,50 mL deNaOH/100g e de 175,50 mL de NaOH/100g paraTopzio em processamento com secagem articiala 60 C e 40 C, respectivamente. Os grosclassicados como bebida estritamente mole,

mole, apenas mole e duro apresentam padressuperiores. As cultivares Icatu 2944, MG 0188e MG 1177 e Topzio (Tabela 03) apresentamvalores inferiores a 211,2 mL de NAOH/100g dematria seca.

A diminuio do teor de slidos solveisaps a torrao devida volatilizao de cidos eoutras molculas com a ao do calor. As menoresporcentagens de reduo de slidos solveisentre gro cru e gro torrado so desejveis paraque, nesse ltimo, mantenham-se compostosresponsveis pela palatabilidade da bebida.Barrios (2001) encontrou para cafs torrados doSul de Minas Gerais teores de slidos solveis de

27,75 a 30 %. Fernandes et al. (2003) obtiveramvalores de 26,97 e 28,17 % para caf arbicatorrado. As cultivares do grupo 4 apresentaramteor de slidos solveis prximos aos encontradospor esses autores.

As protenas do origem maioria dosaromas (volteis e no volteis) caractersticosdo caf. Os teores de protena encontrados nestetrabalho para as cultivares do grupo 4 (Tabela3) foram baixos em relao aos encontrados por

Fernandes et al. (2001) de 15,24 a 16,02%; porSilva, Ascheri e Pereira (2007) de 15,75% paracaf arbica torrado; e por Morgano et al. (2005),com a variao de 12,8% a 14,33 %.

Como a concentrao de polifenis responsvel pela adstringncia, quanto menor aporcentagem de aumento desses compostos apsa torrao, mais indicada a variedade para aobteno de uma bebida de qualidade. Siqueirae Abreu (2006) encontraram uma mdia de9220 mg/100g da cultivar Rubi (Coffea arabica)submetida torrao clara e proveniente de umcultivo irrigado. Pinto et al. (2001) encontramvalores de 5240; 4780 e 5030 e 4730 mg/100gpara gros submetidos torrao mdia-clara,sendo as bebidas classicadas, respectivamente,de estritamente mole, mole, apenas mole edura. Lima et al. (2010) encontraram um teorde 4730 mg/100g para caf arbica submetido torrao mdia. As quatro cultivares do grupo 4apresentaram porcentagens de teor de polifenis,aps a torrao, inferiores ao valor de classicaode estritamente mole (Tabela 03), o que indica opadro superior das cultivares estudadas quanto

adstringncia dos gros.4 CONCLUSES

A anlise de Cluster possibilitou oagrupamento das 30 cultivares de caf em quatrogrupos. Pelo mtodo Singh, a varivel polifenisteve a maior contribuio relativa para adivergncia gentica observada entre os 30 acessosde caf avaliados, mas as demais variveis (pH,acidez total titulvel, slidos solveis e protena)

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tambm apresentaram signicativa porcentagemde contribuio para a seleo do grupo 4. Ascultivares desse grupo, Icatu 2944, MG0188,MG1177 e Topzio, para as condies de manejo

apresentadas neste trabalho, se destacaram porapresentar valores de pH, acidez total titulvel,slidos solveis e polifenois caractersticos deuma bebida de boa qualidade.

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