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| Celular acoplado em caixa fabricada com impressão 3D para captura de imagens de amostras de café foto: Michel Rocha Baqueta |
O Brasil é o segundo maior
produtor mundial de cafés da espécie canéfora (Coffea canephora) e
também um dos maiores produtores de conhecimento sobre o tema. Durante o
doutorado de Michel Rocha Baqueta na
Faculdade de Engenharia de Alimentos da Universidade Estadual de Campinas
(FEA-Unicamp), por exemplo, foram publicados dez artigos em diferentes revistas
científicas internacionais.
Em um deles, Baqueta e seus
colegas usam imagens digitais, obtidas com um celular comum, para autenticar a
origem geográfica dos cafés canéforas produzidos por indígenas em Rondônia, bem
como para capturar adulterações no produto.
“Nosso método é baseado no
sistema RGB [red, green and blue], que permite a obtenção de coordenadas
de cores em dispositivos eletrônicos como celulares por meio de uma imagem, por
exemplo. A foto é feita colocando-se a amostra [o café moído] em um dispositivo
projetado com tecnologia de impressão 3D acoplado a um celular. O projeto do
dispositivo foi criado para manter a análise sob condições de iluminação
controladas e padronizar a distância e outras variáveis que são importantes
nesse tipo de ensaio. As fotos carregam informações físicas sobre as amostras
envolvendo medidas de colorimetria. Extraímos essas coordenadas de cor no
programa de ciência de dados que utilizamos e criamos um modelo preditivo. A
partir disso, conseguimos criar um sinal que fornece informação sobre aquela
amostra e conseguimos treinar o modelo. É o que se chama de machine
learning. Temos um grupo enorme de amostras autênticas e não autênticas e
criamos um banco de dados. Quando estávamos com o modelo pronto e ‘treinado’,
testamos as amostras restantes – já sabíamos previamente quais estavam
adulteradas, e com o quê. As características do café apareceram na imagem e os
nossos softwares conseguiram capturá-la. O modelo acertou em 95% das vezes”,
afirma Baqueta.
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| Imagem de amostra de café capturada pelo celular para análise foto: Michel Rocha Baqueta |
A professora Juliana Azevedo Lima Pallone,
da Unicamp, explica que esse modelo específico foi criado para essas amostras
de café canéfora e para adulterantes como o café arábica (Coffea arabica),
a borra de café, o café canéfora de baixa qualidade, a casca de café, a semente
de açaí, o milho e a soja, mas pode ser adaptado. “Com base em informações
sobre adulterações em cafés, produzimos amostras adulteradas em laboratório e
desenvolvemos as técnicas. O modelo pode ser adaptado para detectar
‘cafés fake’, basta que seja ajustado e ‘treinado’ com outras
amostras e outros adulterantes”, conta.
Os demais estudos de Baqueta e
colegas se baseiam em análises químicas, lastreadas em diferentes técnicas
analíticas instrumentais e características sensoriais de cafés canéforas
produzidos por cafeicultores de Rondônia (indígenas e não indígenas), Espírito
Santo e Bahia. Sua tese de doutorado traz informações sobre como metabólitos,
minerais essenciais, propriedades sensoriais e propriedades espectrais
contribuem para identificar a origem e as características particulares dos
cafés canéforas do Brasil.
O café da espécie canéfora, que
possui as variedades robusta e conilon, é tradicionalmente usado em blends ou
para a produção de café solúvel, sendo até pouco tempo considerado de menor
qualidade. Trata-se de uma espécie resistente, que tem alta produtividade em
regiões tropicais, e vem ganhando um novo protagonismo especialmente no Brasil,
tornando o país, que já é o primeiro produtor mundial de arábica, uma
referência também no segmento de canéfora de qualidade.
Os cafés especiais são
classificados com base em suas características sensoriais. Porém, no caso de
indicação geográfica ou de procedência do produto, a aplicação de testes
sensoriais não é eficaz, pois não fornece informações sobre a origem do café.
Os estudos de Baqueta e equipe procuraram transpor as dificuldades associadas à
autenticação de cafés canéforas especiais, com destaque para os que apresentam
indicação geográfica ou denominação de origem, uma vez que esses cafés começam
a aparecer no mercado.
Indígenas
Segundo Baqueta, um dos pontos
a destacar é que os canéforas produzidos por indígenas em Rondônia são de
qualidade singular e têm características muito distintas dos cafés da mesma
espécie produzidos no mesmo Estado ou em outras regiões do Brasil. “O estudo
integrado dos metabólitos, da fração inorgânica, das informações
espectroquímicas e a análise do perfil sensorial evidenciaram como os terroirs amazônicos
imprimem características únicas aos cafés canéforas cultivados por indígenas, diferenciando-os
dos demais cafés produzidos na região amazônica e em outros locais. Isso está
relacionado a condições de cultivo e de ambiente, bem como de uso do solo”,
revela Baqueta.
Segundo ele, a sua tese é a
primeira no Brasil a estudar quimicamente um café cultivado por indígenas. “A
parceria da Embrapa com os indígenas de Rondônia data de 2015, mais ou menos, e
o café demora três anos para produzir. São os primeiros dados desse tipo que
temos no Brasil. E indicam que esse café tem alto potencial para o
mercado premium.”
Financiado pela FAPESP por meio
de três projetos (19/21062-0, 22/04068-8 e 22/03268-3), o
trabalho de Baqueta mostrou ainda que os canéforas do Espírito Santo, da Bahia
e de Rondônia (principais produtores da espécie no Brasil) são diferentes
quimicamente de todos os arábicas avaliados pela equipe. “Tínhamos, na
amostragem, arábicas especiais e canéforas especiais, de vários Estados.
Sensorialmente, os canéforas que avaliamos são comparáveis aos arábicas no que
tange à pontuação que define os cafés especiais. Eles podem ser vendidos como
café especial.”
Na classificação internacional
elaborada pela Specialty Coffee Association of America (SCAA), a pontuação que
a bebida atinge ao final da degustação vai de 0 a 100. Os cafés que atingem uma
nota final maior que 80 pontos são considerados especiais. Produtos entre 70 e
80 pontos são considerados cafés comerciais finos. A faixa entre 60 e 70 pontos
refere-se aos cafés comerciais e, por fim, bebidas que atingem de 60 pontos para
baixo são consideradas inferiores.
Ciência de
dados
Os cientistas utilizaram
técnicas avançadas de análise química e ciência de dados pelas quais foi
possível identificar, entre os cafés canéforas brasileiros, padrões e variáveis
importantes que os tornam distintos uns dos outros, e também distintos em
relação aos cafés arábicas. “A ideia central foi estudar, entre as diversas
técnicas analíticas, qual seria o desempenho de cada uma e a melhor para
identificar a origem, verificar autenticidade de indicação de procedência e
classificar os canéforas brasileiros, que estão começando a aparecer no mercado
de cafés especiais. As comparações foram realizadas usando ferramentas que
envolvem ciência de dados, porque a quantidade de dados para processamento é
imensa. Nós indicamos qual a melhor forma de autenticar os produtos, conectando
esse processo à composição química de orgânicos e inorgânicos dos canéforas”,
resume Pallone.
Entre as diversas técnicas
usadas está a espectroscopia na região do infravermelho (próximo e médio),
incluindo um equipamento portátil. Os cientistas também trabalharam com o
espectro ultravioleta visível, com espectrometria de absorção atômica (técnica
que provê informações sobre os minerais contidos no café), espectrometria de
massas (que informa a composição orgânica) e ressonância magnética nuclear
(geralmente para identificar metabólitos secundários). Todas as técnicas foram
aplicadas associadas a ferramentas de quimiometria (aplicação de métodos
estatísticos ou matemáticos para interpretar dados químicos).
“Em alguns casos, nós
trabalhamos com um extrato, o mais próximo possível da bebida que as pessoas
consomem. E, para outras avaliações, empregamos o pó de café torrado para
realizar uma análise química direta”, esclarece Baqueta. A equipe fez essa
abordagem de identificação de origem e procedência, bem como de detecção de
adulteração, pensando na inserção da tecnologia no processo da indústria, no
controle de qualidade interno e até mesmo para exportação. “Fizemos parte do
trabalho com o café verde, que é exportado. A ideia foi criar métodos que
possam ser usados pelos produtores e agências de certificação.”
Adulteração
O grupo deu especial atenção à
detecção de adulteração, só que invertendo os papéis, já que, até hoje, os
estudos feitos sobre o tema no Brasil enfocavam os canéforas como adulterante
dos arábicas.
“E se a soja, o arábica, o
milho, a casca de café, entre outros, forem usados para alterar o café canéfora
especial? Nossos métodos conseguiram identificar até 1% de adulteração, que é
um teor muito baixo, muito sutil. Conseguimos detectar impurezas que foram
adicionadas como adulterantes em cafés canéforas especiais de Rondônia e
Espírito Santo e demonstrar que o próprio canéfora do Espírito Santo poderia
ser usado para adulterar o café conilon da Amazônia. As técnicas analíticas
aplicadas permitiram identificar a alteração de conilon do Espírito Santo como
se fosse café de terra indígena da Amazônia, caso isso possa ocorrer”, ressalta
Pallone.
Ela revela que um adulterante
surgido nos últimos anos é a semente de açaí torrada. “Conseguimos detectar a
adulteração por semente de açaí, casca de café, soja, milho e canéfora de baixa
qualidade em cafés canéforas especiais. Preparamos diversas amostras
adulteradas em nosso laboratório, com diferentes proporções dos adulterantes,
testamos e verificamos que os modelos funcionaram em todos os casos.”
Café fake
Os preços do café têm subido
devido a fatores como mudanças climáticas, oscilações na produção e aumento da
demanda global. Segundo os cientistas, esse cenário favorece a proliferação de
práticas fraudulentas, como a adulteração com insumos mais baratos e que não
são café. A prática compromete a autenticidade do produto e engana
consumidores, que pagam mais por uma bebida que não corresponde ao padrão
esperado.
“Além disso, já podemos notar
nas redes sociais o compartilhamento de receitas em que matérias-primas
alternativas são torradas a ponto de carbonizar, visando a criação de uma
bebida que substitua o café. Essa prática gera preocupações para profissionais
das áreas de controle de qualidade e segurança do alimento, pois o processo
inadequado de torrefação pode levar à formação de compostos tóxicos”, alerta
Baqueta, ressaltando que o fenômeno do café fake tem se
tornado uma preocupação crescente, pois não se sabe os efeitos do seu consumo
no organismo.
Para ele, essa realidade
reforça a necessidade de avanços em métodos analíticos para detecção de fraudes
e de uma regulamentação mais rigorosa para garantir a transparência e a
qualidade na cadeia produtiva.
Os dez artigos publicados pelo
grupo podem ser acessados em:
Multiplatform
Path-ComDim study of Capixaba, indigenous and non-indigenous Amazonian
Canephora coffees. (Food Chemistry): www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0308814624031352?via%3Dihub.
Enhancing
mass spectrometry interpretability by ComDim-ICA multi-block analysis:
Geographical and varietal traceability of Brazilian Coffea canephora. (Talanta): www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0039914024013067?via%3Dihub.
Independent
components–discriminant analysis for discrimination of Brazilian Canephora
coffees based on their inorganic fraction: A preliminary chemometric study. (Microchemical Journal): www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0026265X23012225?via%3Dihub.
An
overview on the Brazilian Coffea canephora scenario and the current
chemometrics-based spectroscopic research. (Food
Research International): www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0963996924009360?via%3Dihub.
Authentication
of indigenous Brazilian specialty canephora coffees using smartphone image
analysis. (Food Research International): www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0963996924012031?via%3Dihub.
Spectroscopic
and sensory characterization of Brazilian Coffea canephora terroir and
botanical varieties produced in the Amazon and Espírito Santo implementing
multi-block approaches. (Journal of Food Composition and Analysis): www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0889157524004769?via%3Dihub.
Brazilian
Canephora coffee evaluation using NIR spectroscopy and discriminant chemometric
techniques. (Journal of Food Composition and Analysis): www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0889157522006834?via%3Dihub.
Authentication
and discrimination of new Brazilian Canephora coffees with geographical
indication using a miniaturized near-infrared spectrometer. (Food Research
International): www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996923007615?via%3Dihub.
Discrimination
of Robusta Amazônico coffee farmed by indigenous and non-indigenous people in
Amazon: comparing benchtop and portable NIR using ComDim and duplex. (Analyst): https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/an/d3an00104k.
1H NMR, FAAS, portable NIR, benchtop NIR, and ATR-FTIR-MIR spectroscopies
for characterizing and discriminating new Brazilian Canephora coffees in a
multi-block analysis perspective. (Chemometrics and Intelligent Laboratory
Systems): https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0169743923001570?via%3Dihub.
Karina Ninni
Agência FAPESP
https://agencia.fapesp.br/celular-e-usado-para-identificar-origem-e-fraudes-em-cafes-indigenas-da-amazonia/54554
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