Universidade do Vale do Paraíba
Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento
Programa de Pós-graduação em Bioengenharia

EIJI NITTA MATSUURA

ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO COMO FERRAMENTA PARA DIFERENCIAÇÃO DE CHÁ VERDE DE AGRICULTURA ORGÂNICA E CONVENCIONAL

São José dos Campos, SP
2017

EIJI NITTA MATSUURA

ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO COMO FERRAMENTA PARA DIFERENCIAÇÃO DE CHÁ VERDE DE AGRICULTURA ORGÂNICA E CONVENCIONAL.

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós Graduação em Bioengenharia, do Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento - IP&D, da
Universidade do Vale do Paraíba, UNIVAP, como complementação aos créditos necessários para obtenção do grau de Mestre em Bioengenharia.
Orientador: Profª. Drª. Kumiko Koibuchi Sakane
Coorientador: Profª. Drª. Andreza Ribeiro Simioni

São José dos Campos, SP
2017

FICHA CATALOGRAFICA

BANCA

DEDICATÓRIA

Aos meus pais, a minha esposa, a minha avó, ao meu
irmão e amigos, que sempre me apoiaram e à professora Doutora Kumiko Koibuchi Sakane que sempre me
incentivou e me acolheu em todos os momentos.

AGRADECIMENTOS

A todos que colaboraram para que este trabalho fosse concretizado.

À Fundação Valeparaíbana de Ensino, mantenedora da Universidade do Vale do Paraíba pela
bolsa de estudos concedida.

Às professoras Kumiko Koibuchi Sakane e Andreza Ribeiro Simioni

À direção da Faculdade de Ciências Sociais Aplicadas e Comunicação.

Ao corpo docente do programa de Mestrado em Bioengenharia.

À coordenação do programa de Mestrado em Bioengenharia

E à equipe do curso Superior de Tecnologia em Gastronomia da UNIVAP.

ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO COMO FERRAMENTA PARA DIFERENCIAÇÃO DE CHÁ VERDE DE AGRICULTURA ORGÂNICA E CONVENCIONAL.
RESUMO

O consumo de produtos orgânicos no Brasil vem aumentando nos últimos anos, assim como o
consumo de chá verde. No mercado brasileiro são encontrados chás com selos orgânicos e chá
sem este tipo de selo, sendo que a diferenciação para o consumidor se dá apenas pelo valor do
produto e pelo selo estampado. O objetivo deste trabalho foi pelo uso da espectroscopia no
infravermelho, juntamente com a análise estatística multivariada e análise organoléptica, diferenciar as quantidades de componentes químicos presentes em chás verdes de agricultura
convencional e agricultura orgânica, observando as diferentes concentrações químicas presentes em cada amostra. Para a análise foram separados dois grupos, o grupo composto por amostras de mesmo produtor que possuía chá de agricultura convencional e orgânica em seu portfólio e o grupo de produtores aleatórios de chá convencional e chá orgânico. Com os resultados de espectroscopia no infravermelho obtidos das amostras, foram feitas análises quimiométricas e organolépticas. A diferenciação nas concentrações dos componentes químicos dos
chás resulta em colorações, aromas e sabores distintos entre os chás de agricultura convencional e orgânica. Com os resultados obtidos, além de descobrir diferenças químicas entres os
tipos de chás de agriculturas convencional e orgânica, foi possível apontar falhas no processamento das ervas, a ausência de herbicidas e inseticidas e como as diferentes temperaturas da
água para infusão influenciam no sabor final do chá. O uso das técnicas de espectroscopia no
infravermelho e análise estatística multivariada combinadas são rápidas, baratas e eficazes,
possibilitando um resultado seguro, em conjunto com a gastronomia, favorecem a compreensão e estudo acadêmico gastronômico mais aprofundado para o desenvolvimento e entendimento de produtos.
Palavras-chave: Espectro infravermelho. Análise multivariada. Componente principal. Agricultura orgânica. Camellia sinensis.

INFRARED SPECTROSCOPY AS A TOOL FOR THE DIFFERENTIATION OF
GREEN TEA FROM ORGANIC AND CONVENTIONAL AGRICULTURE.
ABSTRACT

The consumption of organic products in Brazil has been increasing in recent years, as has the
consumption of green tea. In the Brazilian market teas are found with organic seals and tea
without this type of seal, and the differentiation for the consumer is only due to the value of
the product and the stamp. The objective of this work was to use the infrared spectroscopy,
along with the multivariate statistical analysis and organoleptic analysis, to differentiate the
amounts of chemical components present in green teas from conventional agriculture and organic agriculture, observing the different chemical concentrations present in each sample. For
the analysis were separated two groups, the group composed of samples from the same producer who had conventional and organic agriculture tea in their portfolio and the group of
random producers of conventional tea and organic tea. With the results of infrared spectroscopy obtained from the samples, chemiometric and organoleptic analyzes were performed.
The differentiation in the concentrations of the chemical components of the teas results in
distinctive colorations, aromas and flavors between conventional and organic farming teas.
With the results obtained, in addition to discovering chemical differences between the types
of conventional and organic farming teas, it was possible to point out faults in the herbs processing, the absence of herbicides and insecticides and how the different temperatures of the
infusion water influence the flavor of tea. The use of infrared spectroscopy and combined
multivariate statistical analysis are fast, cheap and efficient, allowing a safe result, together
with the gastronomy, support the understanding and in-depth gastronomic academic study for
the development and understanding of products.
Keywords: Infrared spectrum. Multivariate analysis. Principal componente. Organic agriculture. Camellia sinensis

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Rota comercial da Companhia Holandesa das índias Orientais. ............................. 17
Figura 2 - Arbusto e folha da Camellia sinensis ....................................................................... 20
Figura 3 - Foto da flor da Camellia sinensis ............................................................................ 20
Figura 4 - Desenho da Camellia sinensis................................................................................. 21
Figura 5 - Da esquerda para direita folha Sinensis e Assamica ................................................ 22
Figura 6 - Estrutura de catequinas ............................................................................................ 24
Figura 7 - Estrutura de teaflavinas ............................................................................................ 24
Figura 8 - Estrutura de tearubigina (A) e teaflavina (B) .......................................................... 25
Figura 9 - Selos concedidos por certificadoras credenciadas ................................................... 32
Figura 10 - Selos de certificação orgânica................................................................................ 33
Figura 11 - Espectro eletromagnético, destacando componentes da região visível. ................ 35
Figura 12 - Modos de vibração das moléculas de água. A-Estiramento assimétrico; BDeformação angula; C-Estiramento simétrico. ........................................................................ 37
Figura 13 - Modos de vibração de deformação no plano tesoura (A) e rocking (B) ................ 37
Figura 14 - Deformação angular fora do plano (wagging) (A) e torção (B). ........................... 38
Figura 15 - Linha de base associado às duas asas da banda ..................................................... 39
Figura 16 - Amostras de chá verde provenientes de agricultura convencional (I-A) e orgânica
(II-A)......................................................................................................................................... 47
Figura 17 - Amostras de chá verde provenientes de agricultura convencional (I-B) e orgânica
(II-B). ........................................................................................................................................ 47
Figura 18 - Almofariz e pistilo com amostra de chá. ............................................................... 48
Figura 19 - Vista geral do equipamento utilizado no trabalho. ................................................ 49
Figura 20 - Espectro obtido no infravermelho para amostras provenientes de agricultura
convencional (I-A) e orgânica (II-A) do fabricante "A". ......................................................... 51
Figura 21 - Espectro obtido no infravermelho para amostras provenientes de agricultura
convencional (I-B) e orgânica (II-B) do fabricante "B". .......................................................... 52
Figura 22 - Fórmula estrutural dos principais componentes do chá verde ............................... 54
Figura 23 - Espectro obtido no infravermelho para amostras provenientes de agricultura
convencional (I-A) e orgânica (II-A) do fabricante "A" e suas atribuições aproximadas. ...... 59
Figura 24 - Espectro obtido no infravermelho para amostras provenientes de agricultura
convencional (I-B) e orgânica (II-B) do fabricante "B" e suas atribuições aproximadas. ....... 60
Figura 25 - Área das bandas em absorbância da amostra padrão. ............................................ 61
Figura 26 - Intensidade relativa dos principais comprimentos de ondas da amostra padrão. .. 62
Figura 27 - Dendrograma obtido para da marca "A", das amostras de agricultura convencional
(I-A), 1, 2, e 3; orgânica (II-A), 4, 5 e 6. .................................................................................. 63
Figura 28 - Dendrograma obtido para a marca "B", das amostras de agricultura convencional
(I-B), 1, 2, e 3; orgânicas (II-B), 4, 5 e 6. ................................................................................. 64
Figura 29 - Infusão das marcas "A"- Amostra I-A convencional e amostra II-A orgânico;
Marca "B" ­ Amostra I-B convencional e amostra II-B orgânico. .......................................... 65
Figura 30 - Amostras dos chás em pó e infusão, de cima para baixo, amostras: I-A, II-A, I-B e
II-B. .......................................................................................................................................... 66

Figura 31 - Espectros do grupo aleatório obtidos das amostras de agricultura convencional e
orgânica contrapostos para análise visual. ................................................................................ 68
Figura 32 - Área das bandas em absorbância do grupo aleatório das amostras convencionais e
orgânicas. .................................................................................................................................. 69
Figura 33 - Intensidade relativa dos espectros do grupo aleatório das amostras de chá de
cultivo convencional e cultivo orgânico. .................................................................................. 70
Figura 34 - Dendrograma do grupo aleatório, amostras de agricultura convencional e
orgânicas. As amostras de agricultura convencional estão identificadas do número 1 a 9 e
amostras orgânicas de 10 a 15. ................................................................................................. 71
Figura 35 - Dendrograma do grupo aleatório na região de impressão digital, 1770 cm-1 a 680
cm-1, amostras de agricultura convencional e orgânicas. As amostras de agricultura
convencional estão identificadas do número 1 a 9 e amostras orgânicas de 10 a 15. .............. 72
Figura 36 - Amostras V, VI e VII chás de cultivo convencional em pó e sua infusão. ........... 73
Figura 37 - Amostras VIII, IX e X chás de cultivo orgânico em pó e sua infusão................... 74
Figura 38 - Infusões das amostras convencional (superior) e orgânicos (inferior). ................. 74
Figura 39 - Área das bandas em absorbância de todas as amostras ......................................... 75
Figura 40 - Intensidade relativa de todos os espectros das amostras de chá de cultivo
convencional e cultivo orgânico ............................................................................................... 76
Figura 41 - Espectro médio obtido de amostras convencionais e orgânicas do grupo aleatório
.................................................................................................................................................. 77
Figura 42 - Área da banda em absorbância referente à presença de tearubigina...................... 78
Figura 43 - Intensidade relativa referente a presença de tearubigina ....................................... 78
Figura 44 - Área da banda em absorbância referente à presença de teaflavina ........................ 79
Figura 45 - Intensidade relativa referente à presença de teaflavina ......................................... 79

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Concentração (mg/100g) de flavonoides presentes na infusão de chá verde. ......... 25
Tabela 2 - Composição do chá verde (por 100g)...................................................................... 26
Tabela 3 - Componentes que contribuem para a coloração do chá. ......................................... 27
Tabela 4 - Componentes que influenciam no aroma do chá..................................................... 27
Tabela 5 - Componentes que influenciam no sabor do chá. ..................................................... 29
Tabela 6 - Modos vibracionais e suas atribuições aproximadas ............................................... 53
Tabela 7 - Valor para o consumidor final dos tipos de chás. ................................................... 80

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 12
2 OBJETIVOS ........................................................................................................................ 15
2.1 Objetivos Gerais: .............................................................................................................. 15
2.2 Objetivos Específicos:....................................................................................................... 15
3 REVISÃO DE LITERATURA ........................................................................................... 16
3.1 A História do chá .............................................................................................................. 16
3.2 Composição química do chá ............................................................................................ 19
3.2.1 Propriedades organolépticas .......................................................................................... 26
3.2.2 Cor .................................................................................................................................. 26
3.2.3 Aroma .............................................................................................................................. 27
3.2.4 Sabor ............................................................................................................................... 28
3.3 Agricultura orgânica ........................................................................................................ 29
3.4 Espectroscopia Vibracional no Infravermelho .............................................................. 34
3.5 Análise Estatística Multivariada ..................................................................................... 41
4 MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................................ 45
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................................ 51
5.1 Obtenção dos espectros no infravermelho para o grupo padrão ................................. 51
5.1.1 Atribuição aproximada dos modos vibracionais dos espectros obtidos ........................ 52
5.1.2 Discussão do grupo padrão ............................................................................................ 58
5.2 Análise quantitativa dos espectros do grupo padrão .................................................... 60
5.3 Análise estatística multivariada do grupo padrão ......................................................... 63
5.4 Análise organoléptica do grupo padrão ......................................................................... 64
5.5 Análise do grupo aleatório ............................................................................................... 68
5.6 Análise quantitativa do grupo aleatório ......................................................................... 69
5.7 Análise estatística do grupo aleatório ............................................................................. 70
5.8 Análise organoléptica do grupo aleatório....................................................................... 73
5.9 Análise comparativa entre grupo padrão e aleatório .................................................... 75
6 CONCLUSÕES.................................................................................................................... 81
REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 83

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1 INTRODUÇÃO

Nos últimos anos a agricultura orgânica vem ganhado espaço no mercado brasileiro,
sendo que vários produtos são atualmente produzidos e comercializados com a certificação
orgânica. Gastronomicamente muito se fala sobre os sabores destes alimentos, mas pouco são
os estudos sobre o porquê da diferença no sabor e se há realmente uma diferença química destes tipos de alimentos se comparados aos que são cultivados por meio da agricultura convencional, com o uso de defensivos agrícolas e produtos químicos para aumentar o desempenho
da lavoura.
Assim como os produtos orgânicos, o consumo de chá no Brasil passou a ter um aumento, seja por questões de marketing nutricional ou tendências gastronômicas. O aumento
do interesse do público brasileiro pelo chá verde fez com que a sua produção fosse ampliada
(NISHIYAMA et al., 2010), e com isso inúmeras marcas e tipos entraram no mercado nacional. Os chás passaram a ter representantes orgânicos e pouco se fala na diferenciação da bebida derivada destes tipos distintos de infusão.
Nos últimos anos o consumo de chá, Camellia sinensis, vem aumentando em todo o
mundo, sendo que o consumo mundial de chá aumentou 5,6% em 2010, o ano mais recente
para o qual existem dados disponíveis, para 4 milhões de toneladas, impulsionado pelo aumento rápido nos níveis de rendimentos per capita, especialmente na China, Índia e outras
economias emergentes (FAO, 2012).
Na China, o consumo total aumentou 8,2% em 2009 e mais 1,4% em 2010 para chegar
a 1,6 milhões de toneladas, o maior do mundo. Na Índia, o consumo subiu 2,4% em 2009 e
mais 1% em 2010, atingindo as 828.890 toneladas (FAO, 2012).
O chá verde vem ganhando atenção de vários estudos científico, que reportam que o
chá e seu extrato têm um excelente efeito benéfico para a saúde humana (HIGDON; FREI,
2003; MENDEL; YOUDIM, 2004; BUNKOVA; MAROVA; NEMEC, 2005), incluindo anticarcinogênico (FARABEGOLI et al., 2007), anticariogenico (LINKE; LEGEROS, 2003),
hipocolesterolêmico (KIM et al., 2012) e atividades antioxidantes (MORAIS et al., 2009;
SKRZYDLEWSKA et al., 2002; CHENG, 2006; IKEDA et al., 2003; SAITO; MIYATA,
2000; SOARES, 2002; WANG et al., 2000).
O Grupo Intergovernamental sobre Chá (GIC) da Organização das Nações Unidas para a alimentação e a agricultura (FAO), em seu relatório descreveu que a produção global de
chá verde deverá atingir os 2,6 milhões de toneladas em 2021, crescendo mais rapidamente do

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que o chá preto. A taxa de crescimento de chá verde, calculada em 7,2%, reflete o forte crescimento esperado para a China, onde a produção deverá atingir os 2,3 milhões de toneladas.
Os participantes na reunião pediram também uma maior diversificação de outros segmentos
de mercado, como o chá orgânico (FAO, 2012).
No Brasil, a questão do marketing nutricional aumentou a exposição do chá verde nos
últimos anos no país. Este aumento é auxiliado pela a mídia, que vem explorando o seu consumo. Revistas de fácil acesso à população têm publicado notícias que sempre se referem ao
chá verde como uma alternativa para o auxílio de perda de peso e vida saudável como nestes
títulos de matérias: 6 benefícios de beber chá para sua saúde e beleza (6 BENEFÍCIOS, 2015),
Dieta do chá verde: perca 5 quilos em 15 dias (CAVALHEIRO, 2014), Pesquisa comprova
que chá verde é aliado contra obesidade (PESQUISA, 2011), Chá verde ou de hibisco: qual o
melhor para emagrecer? (CHÁ VERDE, 2016a), Chá-verde ajuda a compensar os exageros do
fim de semana (CHÁ VERDE, 2016b), Chá verde pode ajudar na prevenção do Alzheimer e
do câncer (CHÁ VERDE, 2011), Os benefícios do chá verde (MORAIS, 2012), Mais uma boa
notícia relacionada ao chá-verde (ARANTES, 2016), Os benefícios do poderoso chá-verde
(MEDRADO, 2016).
Assim como na maioria dos países ocidentais, no Brasil, o chá verde é comercializado
principalmente acondicionado em saquinhos de papel de filtro (sachê) (NISHIYAMA et al.,
2010), e são comuns nas prateleiras dos supermercados tipos de chá verde com denominações
como: tradicional e orgânico.
Com relação ao consumo de produtos orgânicos, prática que vem ganhando espaço no
mercado brasileiro nos últimos anos é importante saber que, na agricultura orgânica não é
permitido o uso de substâncias que coloquem em risco a saúde humana e o meio ambiente.
Não são utilizados fertilizantes sintéticos solúveis, agrotóxicos e transgênicos. O Brasil, em
função de possuir diferentes tipos de solo e clima, uma biodiversidade incrível aliada a uma
grande diversidade cultural, é sem dúvida um dos países com maior potencial para o crescimento da produção orgânica. Para ser considerado orgânico, o produto tem que ser produzido
em um ambiente de produção orgânica, onde se utiliza como base do processo produtivo os
princípios agroecológicos que contemplam o uso responsável do solo, da água, do ar e dos
demais recursos naturais, respeitando as relações sociais e culturais (BRASIL, 2003).
Apesar de denominações e selos impressos nas embalagens dos chás como: tradicional
e orgânico, o consumidor não sabe de fato qual a diferenciação em termos de composição dos
produtos com selos orgânicos e não orgânicos. Nestas embalagens existem apenas informa-

14

ções como família da erva: Camellia sinensis e local de produção, os demais itens como selo
orgânico e denominação não são explicados, apenas o valor comercial é distinto.
O mestrado profissional tem como um de seus objetivos avaliar, cientificamente, um
determinado tema de interesse na prática profissional, cuja rotina do dia a dia não permite tal
informação, impedindo assim, em alguns casos, melhoria no processo produtivo. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo analisar as diferenças existentes entre os tipos de chá
verde por métodos científicos, possibilitando a aplicação do estudo deste mestrado profissional no contexto do ensino de gastronomia e a difusão da possibilidade da espectroscopia no
infravermelho atuar em conjunto com esta profissão para melhor entendimento e desenvolvimento de produtos.
Para compreender melhor sobre a distinção entre as tipologias dos chás verdes foi escolhida a técnica da espectroscopia na região do infravermelho médio para fazer a análise
comparativa dos espectros de cada tipo de chá verde, de agricultura orgânica e convencional,
juntamente com a análise estatística multivariada.

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2 OBJETIVOS

2.1 Objetivos Gerais:

- Analisar e quantificar se existem ou não diferenças na composição, cor, aroma e sabor entre
as amostras de chá verde e suas propriedades organolépticas.

2.2 Objetivos Específicos:

- Obter e analisar os espectros no infravermelho das amostras de chá verde de cultivo convencional e orgânico;
- Identificar as bandas que caracterizam o chá verde;
- Identificar e quantificar as diferenças existentes entre as amostras de chá orgânico e de agricultura convencional.

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3 REVISÃO DE LITERATURA

3.1 A História do chá

Inicialmente é importante explicar a diferença entre chá e infusão. Chá é a planta, folha ou bebida originária da Camellia sinensis (GRAHAM, 1992), basicamente existem cinco
derivações da Camellia sinensis: chá branco, chá verde, chá amarelo, chá preto e chá vermelho. Para bebidas derivadas de outras ervas, dentro do ensino de gastronomia, a classificação é
infusão, como exemplo, infusão de erva cidreira, infusão de camomila e infusão de hortelã.
Originário da China, o chá verde é cultivado e consumido pelas suas características de
aroma, sabor e propriedades medicinais em mais de 160 países, especialmente asiáticos
(KUMUDAVALLY et al., 2008; SAITO; MIYATA, 2000). O chá produzido a partir das folhas da planta Camellia sinensis é depois da água a bebida não alcoólica mais consumida no
mundo. Durante séculos, o chá tem sido considerado pelos orientais como uma bebida saudável, sendo utilizado na China há aproximadamente 3.000 anos, sendo este país o seu principal
produtor (SENGER; SCHWANKE; GOTTLIEB, 2010).
Um dos primeiros relatos sobre o consumo de chá data de 2737 a.C. pelo imperador
chinês Shen Nung, que introduziu o chá em sua corte (TREVISANATO; KIM, 2000). Segundo a lenda, Shen só bebia água fervida por medida de higiene. Em um de seus passeios, parou
para descansar à sombra de uma árvore, quando algumas folhas de chá caíram no recipiente
em que ele havia colocado água para ferver. Ele não as retirou, observou-as e notou que a
água ficou colorida. Impressionado, decidiu provar e achou a bebida saborosa e revitalizante
(BRAIBANTE et al., 2014).
O cultivo de chá, segundo registros, passou a ganhar força devido as suas propriedades
medicinais, onde são mencionadas efeitos desintoxicantes das folhas de chá (VALENZUELA,
2004). Nos séculos IV e V as inúmeras plantações espalhadas ao longo do vale do rio Yangtze, localizado na China, ofereciam grande variedade de chás que iam desde os refinados, oferecidos aos imperadores, até os populares, consumidos por todos (PETTIGREW, 1999). Por
conta das influências chinesas na região do sudeste asiático, o chá foi adotado pelos coreanos
e pelos japoneses no século VII (LEMPS, 1998).
A Europa ocidental, via rotas comerciais, consumia diversos tipos de especiarias oriundas da Ásia, no século XVI, as expedições portuguesas ao Extremo Oriente tiveram contato
com o chá (LEMPS, 1998; BRAIBANTE et al., 2014), mas apenas por volta do ano de 1600

17

que os comerciantes holandeses introduziram o chá na Europa ocidental (TREVISANATO;
KIM, 2000), (figura 1). Via portos marítimos holandeses e britânicos, o interesse pelo chá
cresceu por toda a região com influência comercial destes navegantes, sendo que a pronuncia
usada na região de origem, sul da China, do produto foi mantida, assim o "tê" da região de
Fujian virou o "thé" francês, o "te" italiano, o "tea" inglês e o "tee" alemão. Os portugueses
adquiriram o chá em Macau, colônia portuguesa na China, onde o dialeto falado era o cantonês, o "tchá" falado por eles chegou ao Brasil e ficou conhecido como chá (RHOMER,
2002).

Figura 1 - Rota comercial da Companhia Holandesa das índias Orientais.

Fonte: Expansion of tea (2016)

Na França o chá teria sido introduzido em meados do século XVII, no final do reinado
de Luís XIII, igualmente na Saxônia, e na Inglaterra o hábito de consumir chá na Europa deve-se a Catarina de Bragança, portuguesa que se casou com Carlos II, rei da Inglaterra, Escócia e Irlanda, em 1662. Catarina era uma grande apreciadora dessa bebida em Portugal e fez
com que este costume ganhasse importância e fosse considerado elegante pela nobreza
(COSTA; SILVA, 2011).
No inicio do século XVIII, o consumo de chá se generalizou na Inglaterra. Em 1703,
os diretores da East India Company assinalavam que "o chá está ganhando reputação em to-

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dos os segmentos da sociedade" e, em 1718, ordenavam que "os navios trouxessem o maior
carregamento possível de chá" (LEMPS, 1998).
O surpreendente sucesso do chá na Inglaterra foi devido, segundo parece, à conjunção
de vários fatores favoráveis: o dinamismo da East India Company, que realizava verdadeiras
campanhas publicitárias em favor do chá; o costume já antigo de consumir bebidas adoçadas,
tais como café e os vinhos licorosos; o desejo de limitar o uso do álcool e, a queda dos preços,
acelerada pela diminuição dos direitos alfandegários em 1784. O costume de beber chá passou
rapidamente da aristocracia para a população das cidades e, em seguida, para a população das
zonas rurais (LEMPS, 1998).
A Rússia adotou o uso do chá devido as relações comerciais desenvolvidas com o continente asiático. A primeira menção feita ao chá na Rússia data de 1618. Apenas no século
XIX que o chá se popularizou e acabou ganhando as zonas rurais (LEMPS, 1998).
No decorrer do século XIX e início do XX, o chá verde tornou-se a bebida essencial
das populações muçulmanas da África do Norte, com dois núcleos de difusão: a leste a Líbia e
a oeste o Marrocos. Neste último país a aceitação da população teria sido estimulada pelo
importante papel desempenhado pelos negociantes ingleses (LEMPS, 1998).
Durante muito tempo, a China foi o único produtor de chá no mundo. Os holandeses
conseguiram aclimatar em 1827 mudas de chá em Java. Os ingleses conseguiram na região de
Assam, Índia, em 1834, no Sri Lanka em 1842, e antes do final do século XIX as duas regiões
se firmaram como maiores fornecedoras da Inglaterra (LEMPS, 1998).
A tradição de se consumir chá das cinco na Inglaterra foi iniciada por Anna Russel,
duquesa de Bedford, em meados de 1800, favorecendo ainda mais a difusão da bebida
(BRAIBANTE et al., 2014).
O cultivo do chá verde é hoje realizado em diversos países, em praticamente todos os
continentes (CHAN; LIM; CHEW, 2007; YAO et al., 2005). Os maiores produtores de Camellia sinensis são a China e a Índia e os chás provenientes desses países já foram objeto de
muitos estudos (ASTILL et al., 2001; FERNANDEZ et al., 2002; LIN et al., 2003; PERVAUZUNALIC et al., 2006).
No Brasil, a cultura do chá foi introduzida no Rio de Janeiro por D. João VI e espalhou-se para Minas Gerais, São Paulo e Paraná (OSAWA, 1990). Atualmente, a principal região produtora do chá no Brasil é o Vale do Ribeira, em São Paulo, principalmente os municípios de Registro, Pariquera-Açu e Cajati, sendo a colonização japonesa a grande responsável pela expansão dessa cultura na região (LIMA et al., 2009).

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A atividade de beber chá nos diversos países do mundo não está apenas referido ao
consumo da infusão, mas sim a um ato social. No Brasil, os chás possuem um importante papel social. Com expressiva popularidade em todas as regiões do país, essa bebida é pretexto
para reunir pessoas como, por exemplo, nos chamados chá de panela e chá de fraldas que tem
o costume de ocorrer antes do casamento e da maternidade, e também com o intuito de auxiliar instituições de caridade como o chá beneficente (BRAIBANTE et al., 2014).

3.2 Composição química do chá

Segundo a definição da agência nacional de vigilância sanitária (ANVISA) o chá é o
produto constituído de uma ou mais partes de espécie(s) vegetal(is) inteira(s), fragmentada(s)
ou moída(s), com ou sem fermentação, tostada(s) ou não, constantes de Regulamento Técnico
de Espécies Vegetais para o Preparo de Chás. O produto pode ser adicionado de aroma e ou
especiaria para conferir aroma e ou sabor. Ele deve ser designado de "chá", seguido do nome
comum da espécie vegetal utilizada, podendo ser acrescido do processo de obtenção e ou característica específica. Podem ser utilizadas denominações consagradas pelo uso (AGÊNCIA..., 2005).
O chá é um produto derivado da folha e do broto da planta Camellia sinensis, é descrito como a segunda bebida mais consumida no mundo, depois da água e possui grande participação na agricultura (CHEN et al., 2007; FERRUZZI; GREEN, 2006; NIE; XIE, 2011). É
obtida através da infusão em água quente das partes descritas desta planta e tem sido consumida a milhares de anos na China (FRASER et al, 2013).
A sua classificação científica é: Chá Verde (Camellia sinensis) - Família: Theaceae
(SCHMITZ et al., 2005). É um arbusto ou árvore de pequeno porte e de origem asiática.
Apresenta folhas simples, alternas, inteiras, com margem serreada e textura coriácea (LOREANZI; MATOS, 2002), conforme a figura 2.

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Figura 2 - Arbusto e folha da Camellia sinensis

Fonte: Chas brasil (2016)

Proveniente de um arbusto nativo do sudeste da China, região de Yunnan e nordeste
da Índia, região de Assam, se reproduz em zonas de alta umidade e temperaturas amenas, independente da altitude, a planta de chá vem sendo cultivada a mais de dois mil anos (HASIMOTO, 1985; DUFRESNE; FARNWORTH, 2000; DUARTE; MENARIM, 2006). O significado de seu nome científico em latim é camélia da China, já que possui flores parecidas com
as camélias, figura3.

Figura 3 - Foto da flor da Camellia sinensis

Fonte: Safari Gardem (2016)

21

As folhas mais novas são cobertas de pequenos tricomas brancos. As flores surgem
sozinhas ou aos pares entre as folhas, são pequenas com pétalas brancas, possuindo muitos
estames e um pistilo com 3 estigmas. Os frutos são cápsulas pequenas e globosas, com 1 a 3
sementes também globosas, que possuem um óleo que pode ser utilizado para o consumo humano (DUARTE; MENARIM, 2006), como apresentado no desenho da Camellia sinensis da
figura 4.
Figura 4 - Desenho da Camellia sinensis

Fonte: Plantillustrations (2016)

Existem diferenças consideráveis nas características das plantas originárias da região
de Assam na Índia com as da China. Na região leste e sudeste da China as folhas da planta de
chá são pequenas, enquanto nas regiões de Yunnan e na Índia as folhas são grandes (STUART, 1919). Assim, em regiões de clima temperado a planta de chá possui folhas pequenas, já
em regiões de clima tropical as plantas possuem folhas grandes (HASIMOTO, 1985), figura
5.

22

Figura 5 - Da esquerda para direita folha Sinensis e Assamica

Fonte Chá verde e saúde (2016):

Em 1933, Harler concordou com os estudos de Stuart, descrevendo que os tipos intermediários da planta de chá eram híbridos das chinesas e de Assam (HARLER, 1933). A partir
destes dois estudos, as plantas de chás são classificadas em duas variedades: var. sinensis para
regiões temperadas e var. assamica para regiões tropicais (HASIMOTO, 1985).
O chá, após a sua colheita, passa por um processamento, para cada tipo de tratamento
o produto final do chá recebe uma classificação, baseando-se no processo de auto-oxidação
catalisado pelas enzimas polifenol-oxidase (PFO) e peroxidase. Basicamente a oxidação é o
processo em que as folhas do chá, após sofrerem algum processamento (serem picadas, esmagadas ou secas, por exemplo), interagem com o oxigênio, escurecendo. Assim, os chás são
classificados em não oxidados (chá verde e branco), semi-oxidado (chá oolong), oxidado (chá
preto) e pós-fermentado (chá pu-erh) (ENGELHARDT, 2010).
Uma vez que muitas das características sensoriais dos chás fabricados decorrem das
transformações oxidativas dos fenóis da folha, grande atenção tem sido dada a esse tema.
(MATSUBARA; RODRIGUEZ-AMAYA, 2006). Com o aprofundamento dos estudos nas
técnicas de obtenção dos chás, percebeu-se que o processo não poderia ser considerado fermentativo, pois não ocorre degradação por micro-organismos e não há formação de produtos
típicos da fermentação como, por exemplo, o etanol. Entretanto, ainda hoje encontramos muitos textos que relacionam a produção dos chás aos processos de fermentação (BRAIBANTE
et al., 2014).
A qualidade do chá verde é fortemente influenciada pelos componentes orgânicos e
inorgânicos das folhas jovens e dos brotos, que funcionam como precursores e são alterados
durante a sua transformação (aquecimento) em substâncias que determinam o sabor (HARA
et al., 1995).

23

A fim de assegurar que as folhas recém-colhidas não oxidem do chá verde, elas são
expostas a vapor de água (vaporização) ou tratamento com altas temperaturas (calor seco)
para inativar as enzimas, e então são submetidas à etapa de rolagem, a qual ocorre em temperaturas elevadas, e por fim são secas mecanicamente com aquecimento (OWUOR, 2003;
KARORI, et al., 2007; ENGELHARDT, 2010).
A composição química das folhas de chá tem sido amplamente estudada. A composição das folhas do chá depende de uma variedade de fatores, incluindo clima, estação, processo
utilizado na horticultura, além do tipo e idade da planta. (HASLER, 1998; HASLER, 2002;
HARBOWY; BALENTINE, 1997).
O chá verde é constituído por compostos tânico solúveis e insolúveis, purina, alcaloides, principalmente cafeína, lecitina, cumarina, inúmeros flavonoides glicosídeos, vitaminas
(B1, B2, B5, C, E e K) e micronutrientes (magnésio, sódio, manganês, ferro, cálcio, fosforo,
fluoreto, silício e iodo) (KAZIMIERCZAK et al., 2015). Os principais flavanóis presentes no
chá verde são os monômeros de catequinas (HARA et al., 1995).
As catequinas pertencem a um grupo de polifenóis encontrados nas folhas de Camellia
sinensis, matéria-prima para a produção de chás verde e preto. O chá verde é uma infusão de
folhas apenas secas, enquanto que o chá preto provém de folhas processadas. No processamento, as catequinas das folhas sofrem oxidação, o que é muito importante para o desenvolvimento de cor e sabor da bebida. A oxidação é enzimática por ação da polifenoloxidase presente nos vacúolos das células (MATSUBARA; RODRIGUEZ-AMAYA, 2006). Para a enzima ser liberada destes vacúolos, as folhas secas são trituradas e deixadas expostas ao oxigênio do ar (TAKEO, 1992).
As catequinas do chá verde incluem, por exemplo, a catequina (C), a galocatequina
(GC), a epicatequina (EC), a epigalocatequina (EGC), a epicatequinagalato (ECG) e a epigalocatequina galato (EGCG). A EGCG corresponde a mais abundante catequina do chá verde
(50-60%). O teor de catequinas no vegetal depende de alguns fatores externos, tais como forma do processamento das folhas antes da secagem, localização geográfica do plantio e condições de cultivo (YANAGIMOTO et al., 2003; GRAHAM, 1992; LIMA et al., 2009; HAMPTON, 1992). A oxidação da catequina resulta em compostos como a teaflavina e tearubigina
(BUYUKGOZ et al., 2016), sendo encontradas no chá preto. Na figura 6 são demonstradas as
estruturas das catequinas, na figura 7 as estruturas das teaflavinas e na figura 8 da tearubigina
e teaflavina.

24

Figura 6 - Estrutura de catequinas

Fonte: Matsubara (2006).

Figura 7 - Estrutura de teaflavinas

Fonte: Matsubara (2006).

25

Figura 8 - Estrutura de tearubigina (A) e teaflavina (B)

A
B

Fonte: Química nova interativa (2017)

A temperatura da água para a infusão do chá verde oscila entre 40°C e 100°C, esta
temperatura varia de acordo com os costumes de cada país em relação ao consumo do chá e os
sabores a serem mais evidenciados, temperaturas acima de 80°C resultam em uma bebida
mais amarga e adstringente (WANG; RUAN, 2009; LEE et al., 2009).
Uma típica infusão de chá verde preparada com 1g de folhas da erva Camellia sinensis
em 100 ml de água quente, proporciona aproximadamente 250-350 mg de material sólido,
constituído por 35-45% de catequinas e 6% de cafeína (VALENZUELA, 2004), a quantidade
de flavonoides de uma infusão é apresentada na tabela 1.

Tabela 1 - Concentração (mg/100g) de flavonoides presentes na infusão de chá verde.

Flavonóides

Chá verde (infusão)

Catequina

2,85

Epicatequina (EC)

8,66

Epicatequina gallato (ECG)

21,96

Epigallocatequina (EGC)

16,72

Epigallocatequina Gallato (EGCG)

88,32

Teaflavinas

0,07

Tearrubiginas

1,08

Fonte: Adaptado de Figueroa et al.(2004)

Na folha fresca da planta se destaca a presença de água, proteínas, glicídios, sais minerais, vitaminas (ácido ascórbico e algumas do complexo B), cafeína, teobromina e teaflavina e
derivados polifenólicos (FREITAS; NAVARRO, 2007), como apresentado na tabela 2.

26

Tabela 2 - Composição do chá verde (por 100g).

Componente

Folha in natura

Infusão*

Proteínas(g)

24

0,1

Lipídios (g)

4,6

0

Carboidratos (g)

35,2

0,1

Fibra (g)

10,6

0

Cálcio (mg)

440

2

Fósforo (mg)

280

1

Ferro (mg)

20

0,1

Sódio (mg)

3

2

Potássio (mg)

2200

18

Vitamina A (UI)

13000

0

Tiamina (mg)

0,35

0

Riboflavina (mg)

1,4

0,03

Niacina (mg)

4

0,1

Vitamina C (mg)

250

4

Cafeína (mg)

2,3

0,02

* Infusão preparada com 3g de folhas em 100ml de água fervida durante 2 minutos.

Fonte: Adaptado de Figueroa et al.(2004)

3.2.1 Propriedades organolépticas

A cor, o sabor e o aroma do chá verde estão direta ou indiretamente associados às catequinas (WANG et al., 2000), portanto, são os principais compostos que definem a qualidade
do chá verde (LIMA et al., 2009).

3.2.2 Cor

Com relação à coloração, a cor verde é a principal cor da folha da infusão de chá verde, determinado principalmente pelo teor de clorofila e quercetina (WANG et al., 2004). A
quantidade de clorofila determina uma coloração que vai de verde escuro a verde amarelado
(CHATURVEDULA; PRAKASH, 2011). A cor amarela na infusão de chá verde é determinada principalmente pelos flavonódes solúveis, que incluem kaempferol, quercetina, isoquercetina, miricetina, miricitrina, rutina, kaempferitrina e flavonas que incluem apigenina, isovi-

27

texina, vitexina, saponarina, vicenina-2, bem como os seus glicósidos, além das antocianinas
solúveis em água e caroteno (CHATURVEDULA; PRAKASH, 2011; HOJDEN, 2000), na
tabela 3 é mostrado um resumo dos componentes que influenciam na coloração.

Tabela 3 - Componentes que contribuem para a coloração do chá.

Componente

Cor

Teaflavina

Marrom amarelado

Tearubigina

Marrom avermelhado

Glicosídeos flavonóides

Amarelo claro

Feoforbídeo

Castanho

Feofitina

Escuro

Caroteno

Amarelo

Fonte: NAKAGAWA et al.(1970) e LIU, HUANG e SHI (1990)

3.2.3 Aroma

Compostos voláteis como os terpenóides e álcoois contribuem para o aroma da bebida.
Os vários compostos voláteis presentes no chá verde correspondem a vários tipos de aromas
correspondentes a nozes, frutado, floral, carnoso, pipoca, metálico, batata, verde, pepino e
feno (KUMAZAWA; MASUDA, 2002). Na tabela 4 são apresentados os componentes que
influenciam no aroma.

Tabela 4 - Componentes que influenciam no aroma do chá

Componente

Aroma

Linalol, óxido de linalol

Doce

Fenilacetaldeído, geraniol

Floral

Nerolidol, Benzaldeído, Metil Salicilato, fenil etanol

Frutado

Trans-2-Hexenal, n-Hexanal, Cis-3-Hexenol, -Ionone

Refrescante

Fonte: SCHREIER (1988), YAMANISHI (1995), TAKEO (1996) e KAWAKAMI (1997)

28

3.2.4 Sabor

O sabor do chá verde é resultante dos componentes químicos que são polifenóis, cafeína, ácidos orgânicos e terpenos voláteis (BORSE et al., 2002).
O sabor adstringente e amargo do chá verde é devido principalmente a esses polifenóis, catequinas (RUAN et al., 2007). Aminoácidos livres são responsáveis pelo frescor e pela
doçura da infusão do chá verde (WANG et al.,1988), além de contribuírem para formação de
compostos voláteis responsáveis pelo aroma por reagirem com catequinas e açúcares solúveis
durante o aquecimento (HARA; KUBOTA, 1983).
Dentre os alcalóides encontrados, destacam-se a cafeína por ser abundante
(GRAHAM, 1992) e contribuir para o efeito estimulante e sabor (HARA et al., 1995).
A característica do sabor do extrato de chá verde é composta por uma mistura de
amargo, adstringente, umami, doçura e leve acidez. Os compostos que contribuem para estas
características são os compostos polifenóicos, aminoácidos e cafeína (YAMANISHI, 1995).
O sabor umami é amplamente aceito como o quinto sabor básico, após outros quatro sabores:
doce, azedo, salgado e amargo (ZHANG et al, 2017).
A teanina, ácido galico, teogalina, serina e ácido succínico são os principais componentes responsáveis pelo sabor umami do chá verde. Ele também é chamado de carnoso, sabor
de caldo ou gosto salgado (LIOE; SELAMAT; YASUDA, 2010).
As catequinas são compostos incolores, hidrossolúveis, que contribuem para o amargor e a adstringência do chá verde (BALENTINE; WISEMAN; BOUWENS, 1997). Os diferentes tipos de catequinas presentes no chá verde, catequina, epicatequina e epigallocatequina
contribuem para um sabor amargo e um retrogosto adocicado, enquanto a epicatequina galato
e epigalocatequina galato são responsáveis pelo sabor amargo e adstringente. A cafeína e alguns aminoácidos, como arginina e alanina, também contribuem para o amargor do chá verde
(NAKAGAWA, 1970; CHATURVEDULA; PRAKASH, 2011).
Os aminoácidos contribuem para um sabor rico em doçura e umami, destes aminoácidos, 50% são teanina, presentes exclusivamente no chá (CHATURVEDULA; PRAKASH,
2011). O aminoácido teanina tem uma estrutura química similar à glutamina, no que resulta
em um sabor adocicado e intenso (KANEKO et al., 2006). A tabela 5 demonstra os principais
componentes que influenciam no sabor do chá.

29

Tabela 5 - Componentes que influenciam no sabor do chá.

Componente

Sabor

Polifenol

Adstringente

Aminoácido

Caldo/encorpado

Cafeina

Amargo

Teaflavina

Adstringente

Tearubigina

Levemente amargo

Fonte: YAMANISHI (1995)

3.3 Agricultura orgânica

Os alimentos produzidos de acordo com os princípios e práticas da agricultura convencional, normalmente apresentam resíduos dos compostos químicos utilizados, seja pela
intensidade da aplicação, seja pelo não cumprimento dos prazos de carência (SANTOS;
MONTEIRO, 2004).
O aumento da demanda de produtos orgânicos e sua aceitação decorrem de uma tomada de consciência por parte de consumidores quanto aos malefícios que os resíduos de agrotóxicos e adubos químicos podem causar à saúde (SANTOS; MONTEIRO, 2004).
Alguns estudos mostram que há um maior nível de nutrientes presentes em frutas e
vegetais que foram cultivados de forma orgânica comparados aos cultivados na forma convencional (BOURN; PRESCOTT, 2002)
Na atualidade, o consumo de produtos orgânicos tem se caracterizado como um segmento diferenciado de mercado, no qual a segurança alimentar, aliada ao não uso de agrotóxicos constituem fatores que influenciam na decisão do consumidor, de forma que se vem crescendo a conscientização da sociedade em relação à importância dos produtos oriundos da
agricultora orgânica (SANTOS et al., 2012).
Apesar das diferentes definições e dos critérios definidos na lei, quando se fala de
agricultura orgânica, faz-se menção à produção agrícola que está em acordo com a legislação
e que é regulamentada por uma certificadora. Dessa forma, a agricultura orgânica atual se
distancia cada vez mais dos conceitos propostos por seus idealizadores. No princípio não existiam padrões e regulamentos a serem seguidos, interesses em questões ambientais e de segurança alimentar, apenas buscavam o retorno do contato com a terra como alternativa em contraposição aos preceitos consumistas da sociedade moderna, diferentemente, hoje está sendo

30

direcionada muito mais pelas necessidades do mercado do que por aspectos ideológicos e filosóficos (TELES, 2007; TAMISO, 2005; ORMOND et al., 2002).
Para ser considerado orgânico, o produto tem que ser produzido em um ambiente de
produção orgânica, onde se utiliza como base do processo produtivo os princípios agroecológicos que contemplam o uso responsável do solo, da água, do ar e dos demais recursos naturais, respeitando as relações sociais e culturais (MINISTÉRIO..., 2010).
O método orgânico surgiu na Inglaterra em 1930 como uma corrente denominada Organic Agriculture criada pelo agrônomo Albert Howard, a partir da observação da eficácia do
desenvolvimento das plantas sobre o esterco bovino, que diferentemente da adubação química, resultava em rendimentos menores, mas constantes (IYAMA, 2005).
No Brasil, o sistema de cultivo orgânico em bases tecnológicas teve início em pequena
escala, no final da década de 1970 (SANTOS et al., 2012).
De acordo com Kathounian (2010, p. 32), no Brasil, na década de 1980 e especialmente na de 1990, as organizações ligadas à produção orgânica, multiplicaram-se e ocorreu o
crescimento do número de produtores e a produção se expandiu em quantidade, diversidade e
qualidade.
Somente em 1990 que ocorre o registro da primeira ação importante por parte do governo federal voltada para a agricultura orgânica. Trata-se da criação do Instituto Biodinâmico
de Desenvolvimento Rural (IBD). Após essa iniciativa a agricultura orgânica começou realmente a se expandir no país (COELHO, 2001).
Até 1995, o desenvolvimento da agricultura orgânica no Brasil aconteceu em ritmo
lento, mesmo com a criação de fundações e institutos direcionados ao estudo do sistema orgânico (Instituto Biodinâmico, Instituto VerdeVida de Desenvolvimento Rural e Associação de
Agricultura Orgânica, dentre outros). Após este período é que se observa o aumento de adeptos ao cultivo orgânico, impulsionados pela demanda por seus produtos gerada por consumidores conscientes da importância nutricional da alimentação orgânica (DAROLT, 2001).
No Brasil, a agricultura orgânica começou a ser regida pela Lei nº 10.831, promulgada
em 23 de dezembro de 2003. É um marco histórico para a agricultura orgânica brasileira, pois,
até aquele momento, o setor produtivo orgânico era orientado somente por normas e diretrizes
internacionais.
A referida lei é regulamentada pelo Decreto n° 6.323, de 27 de dezembro de 2007, que
contém normas disciplinares para a produção, comercialização, identificação, certificação,
entre outras disposições (BRASIL, 2007).

31

Uma vez que a característica principal desse sistema refere-se à eliminação do emprego de agrotóxicos, na tentativa de manter as propriedades nutricionais e sensoriais dos produtos (SILVA et al., 2005) para que um alimento seja certificado como orgânico, todos os requisitos devem ser atendidos por parte dos agricultores.
O termo orgânico na rotulagem indica que os produtos foram produzidos em conciliação às normas da produção, e assim recebem o certificado por um órgão credenciado (BORGUINI, 2002). Desta forma, a certificação de um produto é um processo que tem por finalidade garantir ao consumidor que o produto adquirido está em conformidade com a regulamentação na qual o mesmo esteja integrado (SEBRAE, 2010).
A finalidade primeira da certificação é fornecer aos consumidores a segurança que os
produtos que compram são realmente produzidos organicamente. Ao mesmo tempo, a certificação é um requisito processual utilizado para identificar os produtos orgânicos que cumprem
as normas de importação aplicáveis ao setor. O comércio de produtos orgânicos no Brasil é
regido pela obrigatoriedade da certificação orgânica dos itens comercializados, exceto para os
agricultores familiares que vendem os seus produtos diretamente aos consumidores finais. Até
o final de 2013, oito organizações eram credenciadas pelo Ministério da Agricultura, Pecuária
e Abastecimento (ANACLETO; PALADINI, 2015).
Mesmo os produtores estrangeiros, para que possam comercializar seus produtos no
Brasil como "Orgânicos", devem ser certificados por uma certificadora credenciada junto ao
Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, e atender às normativas específicas brasileiras, exemplos na figura 9. Produtos certificados por normas internacionais (como NOP,
EU, JAS) não são reconhecidos automaticamente como orgânicos, devendo ser certificados
para a norma BR (MINISTÉRIO..., 2017).

32

Figura 9 - Selos concedidos por certificadoras credenciadas

Fonte: Bio é orgânico (2016)

Os movimentos de certificação são originários de países desenvolvidos, sendo a Europa o continente onde as principais iniciativas surgiram. O primeiro e mais importante organismo mundial desse movimento é a International Federation of Organic Agriculture Movements (IFOAM), que elaborou as normas básicas a serem seguidas por todas as associações
filiadas mundialmente (OLIVEIRA, 2007).
No Brasil, inicialmente, a normatização era estabelecida pelas organizações de agricultores e consumidores (OLIVEIRA, 2007). Somente em maio de 1999, o Ministério da Agricultura publicou a Instrução Normativa n° 07, definindo e regulamentando a produção orgânica no país, incluindo a identificação e certificação, criando um selo de qualidade para os produtos orgânicos, sejam de origem animal ou vegetal (BRASIL, 1999). Esta instrução foi alterada pela Instrução Normativa n° 16 de 11/06/2004 (BRASIL, 2004) e revogada pela Instrução Normativa n° 64 de 18/12/2008 (BRASIL, 2008).
Segundo o ministério da agricultura o produtor orgânico deve fazer parte do Cadastro
Nacional de Produtores Orgânicos, o que é possível somente se estiver certificado por um dos
três mecanismos descritos a seguir:


Certificação por Auditoria ­ A concessão do selo SisOrg é feita por uma certificadora pública ou privada credenciada no Ministério da Agricultura. O organismo de avaliação da conformidade obedece a procedimentos e critérios reconhecidos internacionalmente, além dos requisitos técnicos estabelecidos pela legislação brasileira;

33



Sistema Participativo de Garantia ­ Caracteriza-se pela responsabilidade coletiva
dos membros do sistema, que podem ser produtores, consumidores, técnicos e demais
interessados. Para estar legal, um sistema participativo de garantia tem que possuir um
Organismo Participativo de Avaliação da Conformidade (Opac) legalmente constituído, que responde pela emissão do SisOrg (Figura 10);



Controle Social na Venda Direta ­ A legislação brasileira abriu uma exceção na
obrigatoriedade de certificação dos produtos orgânicos para a agricultura familiar.
Exige-se, porém, o credenciamento numa organização de controle social cadastrado
em órgão fiscalizador oficial. Com isso, os agricultores familiares passam a fazer parte
do Cadastro Nacional de Produtores Orgânicos.

Figura 10 - Selos de certificação orgânica

Fonte: Bio é orgânico (2016).

De acordo com o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), para
que possam comercializar seus produtos no Brasil como "Orgânicos", os produtores devem se
regularizar de uma das formas a seguir:
Obter certificação por um Organismo da Avaliação da Conformidade Orgânica (OAC)
credenciado junto ao Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento - MAPA;
ou;
Organizar-se em grupo e cadastrar-se junto ao MAPA para realizar a venda direta sem
certificação.
Quando o produtor se cadastrou apenas para venda direta sem certificação, não pode
vender para terceiros, só na feira (ou direto ao consumidor) e para as compras do governo
(merenda e Companhia Nacional de Abastecimento-CONAB).
Quando o produto é certificado, pode vender seu produto em feiras, mas, também, para supermercados, lojas, restaurantes, hotéis, indústrias e internet.
O Brasil apresenta um mercado consumidor de produtos orgânicos em franca ascensão, que, junto à demanda internacional por gêneros agrícolas ecologicamente produzidos,

34

estimulam a adesão de agricultores de várias regiões brasileiras a converter o sistema convencional para orgânico (ASSIS; AREZZO; POLLI et al., 1995; CERVEIRA; CASTRO, 1999).
O mercado brasileiro para os produtos orgânicos encontra-se em crescente ascensão,
sendo que os maiores centros consumidores se encontram no sudeste do país. No entanto, nos
últimos anos, seguindo uma tendência natural, esse mercado vem se expandido por todo o
território brasileiro (SANTOS et al., 2012). Assim como a agricultura orgânica é um setor que
está crescendo rapidamente atualmente, a demanda por chás orgânicos aumentaram na última
década desde que a agricultura orgânica ganhou popularidade. Índia e China são os pioneiros
na produção de chá orgânico e sua exportação.
Em 2009 a China produziu 67500 toneladas de chá verde orgânico tanto para consumo
interno quanto para o mercado externo. E esta agricultura vem se expandindo para outros países (FAO, 2012).

3.4 Espectroscopia Vibracional no Infravermelho

A espectroscopia no infravermelho vem sendo utilizado com sucesso como técnica
analítica de compostos orgânicos desde 1940 (LIU; YU, 2016).
A espectroscopia no infravermelho aparece como ferramenta de primeira importância,
permitindo o estabelecimento de inúmeras metodologias analíticas orientadas ao controle de
qualidade de produtos alimentícios (DUBOIS et al., 1996; DEMIATE et al., 2000; KAVANAGH; CLARK; ROSS-MURPHY, 2000; MORENO et al., 2002). É uma técnica baseada na
vibração de átomos das moléculas, além de versátil, permitindo a análise de uma grande diversidade de matrizes de interesse, a técnica apresenta-se precisa, rápida e segura (MORENO
et al., 2002; WOJCIECHOWSKI et al., 1998; SANSAL; SOMER, 1999; CHEN et al., 2008),
uma das grandes vantagens da espectroscopia no infravermelho é que é possível estudar qualquer estado físico (KASIM et al., 2014), o que favorece a sua utilização na implementação de
rotinas de trabalho (ADHIKARI; BALASUBRAMANIAM; ABBOTT, 2003).
Ao conjunto de radiações eletromagnéticas se denomina espectro eletromagnético. O
espectro eletromagnético pode ser dividido em várias regiões de acordo com características da
radiação, abrangendo um intervalo muito amplo de comprimentos de ondas e de frequências.
Esse intervalo é empregado para estabelecer as divisões dos métodos espectroscópicos (MOREIRA; SANTOS; COSTA JUNIOR, 2016). A figura 11 representa o espectro eletromagnético.

35

Figura 11 - Espectro eletromagnético, destacando componentes da região visível.

Fonte: Harris (2008)

As bandas no espectro vibracional indicam modos vibracionais de ligações químicas
das moléculas e revelam diretamente informações sobre a composição bioquímica (SIVAKUMAR et al., 2014).
A radiação infravermelha (IR) corresponde aproximadamente à parte do espectro eletromagnético situada entre as regiões do visível e das micro-ondas, a porção de maior utilidade para o químico orgânico está situada entre 4000 cm¹ e 400 cm¹ (SIVERTEIN; WEBSTER; KIEMLE, 2015). É importante observar que os modos semelhantes absorvem a luz infravermelha de regiões semelhantes do espectro (BALL, 2003).
Certos grupos de átomos dão origem a bandas que ocorrem mais ou menos na mesma
frequência, independentemente da estrutura da molécula. É justamente a presença dessas bandas características que permite fazer a identificação de estruturas (SIVERTEIN; WEBSTER;
KIEMLE, 2015).
A espectroscopia vibracional surge das vibrações dos átomos em moléculas. A radiação infravermelha na faixa de 10 000 cm¹ a 100 cm¹do espectro eletromagnético convertese, quando absorvida, em energia de vibração molecular. Somente as vibrações que levam à
alteração do momento dipolar da molécula são observadas nos espectros infravermelhos. O
espectro vibracional aparece como uma série de bandas que representam os diferentes níveis
de energia vibracional (SILVERTEIN, WEBSTER, KIEMLE, 2015).

36

Quando a radiação eletromagnética atinge uma amostra, parte de sua energia pode ser
absorvida, promovendo a excitação de espécies químicas (OHWEILER, 1976; VOGEL et al,
2002; HARRIS, 2008). A absorção da radiação depende da estrutura das espécies atômicas,
ou moleculares envolvidas. Quando a radiação no comprimento de onda na região do infravermelho interage com uma molécula ocorrem mudanças no seu momento dipolar devido a
vibrações e rotações (STUART, 2004).
O comprimento de onda () na região do infravermelho é maior do que a luz visível.
Em uma molécula os átomos vibram com uma certa frequência. As ligações químicas não
estão completamente isoladas, podem ser afetadas por outras partes da molécula, especialmente de grupos vizinhos. Ao mesmo tempo, nesta interação, a molécula por si só vibra em
modos diferentes (MESSERSCHMIDT; HARTHCOCK, 1998). Matematicamente, as vibrações moleculares são descritas pelos chamados modos normais de vibração da molécula
(WILSON; DECIUS; CROSS, 1980; COLTHUP; DALY; WIBERLEY, 1990), geralmente
existem dois tipos principais de modos: estiramento e deformação (LIU; YU, 2016).
Considerando uma molécula com N átomos ela terá 3N graus de liberdade. Como três
deles são referentes à translação e três à rotação para moléculas não lineares, o número de
graus de liberdade da molécula referente a vibrações será de (3N ­ 6). Nas moléculas lineares
os graus de liberdade referentes a rotações são dois, resultando em número de graus de liberdade correspondente a vibrações de (3N-5) (SAKANE et al., 2011). Tomando como exemplo
a molécula de água (H2O) que é não-linear e possui três átomos o seu número de graus de
liberdade será igual a três: estiramento simétrico, estiramento assimétrico e deformação angular, indicados pela figura 12.

37

Figura 12 - Modos de vibração das moléculas de água. A-Estiramento assimétrico; B-Deformação angula; CEstiramento simétrico.

A

B

C

Fonte: Sakane et al. (2011)

Para a molécula que contém ­CH2, são encontrados os modos de estiramento simétrico
(s) e estiramento assimétrico (as). Para a deformação têm-se: deformação no plano (), que
pode ser dividido em tesoura (SCIS), e rocking (balançar)(r) conforme ilustrados na figura 13
e deformação para fora do plano (), dividido em wagging (abanar)(w) e torção (tw) mostrados na figura 14 (MESSERSCHMIDT; HARTHCOCK, 1988; JACKSON; MANTSH, 2000;
STUART, 2004).

Figura 13 - Modos de vibração de deformação no plano tesoura (A) e rocking (B)

Fonte: Twardowski; Anzenbacker (1994)

38

Figura 14 - Deformação angular fora do plano (wagging) (A) e torção (B).

Fonte: Twardowski; Anzenbacker (1994)

Para a molécula de água, as vibrações dos estiramentos simétrico e assimétrico são devidas as alterações no comprimento da ligação O­H. A deformação angular é o resultado da
variação no ângulo das ligações H­O­H (BARBOSA et al., 2006).
Outros modos de vibração ocorrem em moléculas mais complexas. Tomando como
exemplo um hidrocarboneto em que o grupo CH2 é uma parte da molécula, somente ele apresenta dois modos de estiramento (simétrico e assimétrico) e quatro deformações angulares que
podem ser simétricas e assimétricas, no plano e fora dele (BARBOSA et al, 2006).
Para qualquer radiação infravermelha transmitida na amostra a energia é captada pela
molécula, resultando na transição entre diferentes níveis de energia (STUART, 2004;
BARTH, 2007).
Quando a molécula encontra energia com a mesma frequência da vibração de seu modo normal de vibração, ela pode absorver a energia desta frequência. A energia não absorvida
passará pela amostra e pode ser medida (LIU; YU, 2016).
Diferentes compostos podem exibir suas características padrão na absorção do infravermelho (MESSERSCHMIDT; HARTHCOCK, 1988; JACKSON; MANTSH, 2000; STUART, 2004).
Vários padrões de espectros infravermelhos resultam da vibração correspondente em
um tipo de movimento interno das moléculas. Por conta disto, é possível identificar compostos orgânicos desconhecidos e determinar a composição da mistura de acordo com a frequência, intensidade e padrões característicos dos picos (MESSERSCHMIDT; HARTHCOCK,
1988; JACKSON; MANTSH, 2000; STUART, 2004). O padrão de absorbância do infravermelho não muda (LIU; YU, 2016).

39

Todos os tipos de grupos químicos funcionais possuem sua própria frequência de absorção associada com a energia. Quando a frequência da radiação infravermelha coincide com
qualquer frequência vibracional das moléculas da amostra ocorre a absorção. Um detector
pode gravar a absorção para determinar o grupo químico funcional e examinar a composição
química da amostra (BUDEVSKA, 2002).
Para medidas quantitativas da proporção de absorbância é feito o cálculo usando a lei
de Beer-Lambert. A absorbância é a usada como método de medida de linha de base onde a
distância vertical representa a absorção máxima em relação a linha de base associado às duas
"asas" da banda (KASIM et al. 2014), figura 15.

Figura 15 - Linha de base associado às duas asas da banda

Fonte: Kasim et al (2014)

A lei de Beer-Lambert estipula que, quando uma luz com comprimento de onda conhecido atravessa uma solução com uma substância de concentração desconhecida, é possível
determinar a concentração dessa substância com base no coeficiente de extinção e na distância
que a luz percorre na amostra. Assim, o coeficiente de extinção (que varia, dependendo da
substância) estabelece as características ópticas de absorbância de determinado componente
para um comprimento de onda particular (LIMA; BAKKER, 2011), sendo expressa pela
equação(1) e explicada na tabela 6:

=

log()


= . .

(1)

40

Legenda da equação (1)
Onde:
A = a absorbância medida
I0 = a intensidade da luz incidente a um dado comprimento de onda
I = a intensidade transmitida pela amostra
d = o caminho óptico pela amostra (distância que a luz percorreu por ela)
= o coeficiente de extinção (também conhecido como absorbtividade molar)
c = a concentração da substância
Fonte: Lima; Bakker (2011).

Desta forma, em um espectro de absorção na região do infravermelho pode se determinar a concentração através do número de onda e a absorbância (STUART, 2004).
O espectro de absorção no infravermelho é um gráfico em que o eixo das abscissas é
apresentado por número de onda (cm-1) que é o inverso do comprimento de onda, e o eixo da
ordenada, a porcentagem de transmitância (0 a 100%) ou valores de absorbância (BARBOSA
et al., 2006).
A espectroscopia de reflexão se baseia no fato de que se uma amostra com índice de
refração menor que o do meio transmissor é colocada em contato com uma superfície refletora, a luz atravessa a amostra produzindo um espectro de absorção (SILVERTEIN; WEBSTER; KIELMLE, 2015).
Para Shepherd e Walsh (2007) é possível detectar, através dos espectros no infravermelho, alterações químicas no tecido das plantas observando o aumento ou diminuição da
intensidade de algumas bandas.
Para o cálculo da intensidade relativa, escolhe-se uma banda de maior intensidade,
avaliada pela sua altura, e determina-se a razão entre a sua intensidade e a intensidade das
demais bandas que se deseja avaliar. O cálculo da intensidade relativa possibilita também
calcular a correlação entre os espectros, definindo uma proporcionalidade.
Com o desenvolvimento da ciência moderna e da tecnologia, a análise por espectroscopia no infravermelho está sendo amplamente utilizada nos mais diversos campos, como
agricultura, alimentação, meio ambiente e biomedicina, por ser uma técnica rápida, fácil, sem
necessidade de reagentes, livre de processos poluentes e com determinação simultânea de
multicomponentes (BURNS; CIURCZAK, 2001; LU 2007).
Segundo Sanches et al. (2008), a técnica FT-IR (espectrofotômetria no infravermelho
com Transformada de Fourier, sigla inglesa utilizada também no português) de Reflexão

41

(Universal Attenuated Total Reflectance - UATR) é considerada de última geração. O alto
índice de refração do elemento ATR propicia a obtenção de espectros de boa qualidade para a
maior parte das substâncias.
A técnica de espectroscopia na região do infravermelho próximo e médio tem sido utilizada como ferramenta analítica rápida e precisa na determinação de diversos constituintes
em alimentos (MORGANO et al., 2007; PILLONEL, et al., 2003) e no seu controle de qualidade (ALESSANDRINI et al., 2008; FERRÃO; DAVANZO, 2005).
Uma correlação pico a pico é uma excelente evidência para a identidade das amostras.
É muito pouco provável que duas substâncias que não sejam enantiômeras deem o mesmo
espectro de infravermelho (SILVERTEIN; WEBSTER; KIELMLE, 2015).
Não existem regras rígidas para a interpretação de um espectro de infravermelho. Como o tratamento rigoroso e matemático das vibrações de moléculas complexas é pouco prático, costuma-se interpretar o espectro a partir de comparações empíricas com outros espectros
e da extrapolação de resultados obtidos com moléculas mais simples. Compara-se o espectro
de uma substância desconhecida ao de um composto já conhecido (SILVERTEIN; WEBSTER; KIELMLE, 2015).
O chá verde contém uma grande variedade de substâncias potencialmente bioativas,
incluindo flavonoides, amina, ácidos, vitaminas, cafeína e vários outros polissacarídeos. Tais
variedades são possíveis de serem identificadas nos espectros, sendo que se houver alguma
contaminação por pesticida ou variação na composição do chá verde, como outros tipos de
compostos será possível detectar no espectro (SIVAKUMAR et al., 2014).
A espectroscopia na região do infravermelho provou ser uma potente ferramenta analítica para as análises de amostras na agricultura (CHEN et al., 2008). É uma técnica não destrutiva de análise, com a vantagem de ser simples de operar, rápida, usa uma pequena quantidade de amostra e particularmente pelo uso de amostras sólidas (CHEN et al., 2008).

3.5 Análise Estatística Multivariada

A análise estatística multivariada vem sendo utilizada como método de análise discriminante e para rastrear diferenças entre amostras de alimentos (BØHN et al., 2014).
Recentemente, a espectroscopia no infravermelho juntamente com o método da calibração multivariada tem sido aplicada para a análise da quantidade de catequinas e polifenóis
no chá verde (CHEN; CHAITEP; GUO, 2009; CHEN et al. 2008).

42

Os métodos de análise multivariada são assim chamados, pois em caso do emprego
das técnicas espectroscópicas no infravermelho é possível manipular dados de absorbância
espectral associados a mais de uma frequência ao mesmo tempo. Estes métodos têm recentemente tornado possível modelar propriedades químicas e físicas de sistemas simples e complexos a partir de seus dados espectroscópicos (SABIN; FERRÃO; FURTADO, 2004).
A denominação "Análise Multivariada" corresponde a um grande número de métodos
que utilizam simultaneamente todas as variáveis na interpretação do conjunto de dados. Essas
variáveis podem ser as concentrações de elementos mais importantes, altura de picos em perfis cromatográficos, comprimentos de onda em perfis espectroscópicos ou até mesmo imagens
(MARÇO et al., 2014).
Segundo Demétrio, as técnicas multivariadas permitem avaliar simultaneamente um
conjunto de características levando-se em consideração as correlações entre elas (DEMÉTRIO, 2002, p. 126). Essas técnicas possibilitam inferências sobre conjuntos de dados no nível de significância conhecido, permitindo assim ampla faixa de compreensão da distribuição
geral dos resultados (PAYE; MELLO; MELO, 2012).
A análise multivariada vem sendo maciçamente utilizada na área de alimentos (SAUER-LEAL; OKADA; PERALTA-ZAMORA, 2008).
A associação entre espectroscopia no infravermelho e ferramentas de calibração multivariada permite a redução de erros humanos e o aumento da frequência de análise (ADAMOPOULOS; GOULA; PETROPAKIS, 2001).
Juntamente com estas técnicas é empregada a análise estatística de componentes principais, que tem como principal objetivo resumir a informação contida no complexo de variáveis originais, eliminando as informações redundantes (KHATTREE; NAIK, 2000).
A análise por componentes principais (PCA ­ Principal Component Analysis) é um
dos métodos mais comuns empregados na análise de informações (BROWN, 1995; FERREIRA, 2002), sendo utilizada pela sua capacidade de compressão dos dados em função da existência de correlação entre diversas variáveis medidas. Quando aplicamos um algoritmo de
PCA num conjunto de variáveis, como por exemplo, espectros no infravermelho, o conjunto
original destas variáveis é substituído por um novo conjunto de variáveis denominado de
Componentes Principais (CP - sigla em inglês: PCA) (SABIN; FERRÃO; FURTADO, 2004).
A principal característica deste novo conjunto é a ortogonalidade, porém o mesmo é facilmente reconstruído a partir da combinação linear das variáveis originais (espectros).
Na análise por componentes principais um pré-processamento nos dados é necessário
para atribuir pesos equivalentes aos dados espectrais das amostras (SABIN; FERRÃO; FUR-

43

TADO, 2004). Ela certamente está entre as mais importantes ferramentas da análise multivariada, inclusive por constituir a base onde se fundamentam a maioria dos outros métodos multivariados de análise de dados. Como uma ferramenta de análise exploratória a análise por
componente principal permite revelar a existência ou não de amostras anômalas, de relações
entre as variáveis medidas e de relações ou agrupamentos entre amostras (LYRA et al., 2010).
A PCA é aplicada para reduzir o conjunto de dados mantendo o máximo de informações originais possível. O princípio da técnica consiste na busca de similaridade entre os dados, de tal forma que estes possam ser representados pelos componentes mais representativos
do sistema, ditos componentes principais (EVERITT; DUNN, 1991; JOLLIFFE, 2002; CORREIA; FERREIRA et al, 2015; LYRA et al., 2010). O método de análise de componentes
principais a partir da matriz de correlação consiste em transformar um conjunto de variáveis
Z1, Z2,..., Zp em um novo conjunto de variáveis Y1 (CP1), Y2 (CP2),..., Yp (CPp) nãocorrelacionadas entre si e arranjadas em ordem decrescente de variância (LIBERATO; VALE;
CRUZ, 1999), em outras palavras, as n-variáveis originais geram, através de suas combinações lineares, n-componentes principais, cuja principal característica, além da ortogonalidade,
é que são obtidos em ordem decrescente de máxima variância, ou seja, o componente principal 1 detém mais informação estatística que o componente principal 2, que por sua vez tem
mais informação estatística que o componente principal 3 e assim por diante (MOITA NETO;
MOITA, 1998).
Como vantagem, o novo conjunto de variáveis (PCA), geralmente concentra a maior
parte da informação (variância) em poucas variáveis, diminuindo assim a dimensionalidade
dos dados, sem perda significativa da informação química (SABIN; FERRÃO; FURTADO,
2004; EVERITT, 1991; CORREIA, FERREIRA et al., 2015).
A ideia principal desse procedimento é que poucos dos primeiros componentes principais contenham a maior variabilidade dos dados originais. Assim, pode-se racionalmente descartar os demais componentes, reduzindo o número de variáveis (BARBOSA et al., 2006,
CRUZ; REGAZZI, 1997).
A análise do componente principal permite efetuar uma análise rigorosa dos dados de
forma a encontrar relações entre as variáveis medidas, posterior agrupamento das amostras e
detecção de anomalias (PEREIRA et al., 2014).
Alguns programas de análise multivariada estão disponíveis no mercado, tais como
Matlab® e o Minitab® e programas gratuitos como o Octave® e o React Lab® (MATLAB,
2017; MINITAB, 2017; OCTAVE, 2017, REACT, 2017).

44

A análise de componentes principais e de agrupamento hierárquico são técnicas de estatística multivariada complementares que têm grande aceitação na análise de dados químicos
(MOITA NETO; MOITA, 1998). A análise de agrupamento hierárquico possibilita construir
agrupamentos entre as amostras de acordo com as suas similaridades representando-as de maneira bidimensional, através dos dendrogramas, que são diagramas que representam a similaridade entre pares de amostras (MOITA NETO; MOITA,1998).
A análise de agrupamento hierárquico e a análise estatística do componente principal
são comumente aplicadas na análise de dados espectrais (JAIN; MURTY; FLYNN, 1999;
YU, 2005). A análise por agrupamento hierárquico é usada para classificar de acordo com a
similaridade (KAUFMAN; ROSEEUW, 1990).
Segundo Moita Neto e Moita (1998) amostras semelhantes segundo as variáveis escolhidas se agrupam entre si e quanto menor a distância entre os pontos, maior a semelhança
entre as amostras.
Os dendrogramas são especialmente úteis na visualização de semelhanças entre amostras ou objetos representados por pontos em espaço com dimensão maior do que três, onde a
representação de gráficos convencionais não é possível (MOITA NETO; MOITA, 1998).
Estes dois métodos estatísticos são usados para reduzir o numero de variáveis e extrair
o máximo de informações contidas nos dados do espectro. A representação gráfica da analise
por agrupamento hierárquico de grupos químicos funcionais tem se mostrado como uma ferramenta eficaz para a análise de alimentos (YU, 2005).

45

4 MATERIAL E MÉTODOS

A obtenção de dados das amostras foi realizada no Laboratório de Espectroscopia Vibracional no Infravermelho do Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento (IP&D) da Universidade do Vale do Paraíba (UNIVAP), na cidade de São José dos Campos, São Paulo.
Foi utilizada a técnica de espectroscopia óptica no infravermelho médio para obter os
espectros das amostras de chá verde, sendo que os dados foram analisados pela técnica estatística da análise multivariada, análise do componente principal e análise de agrupamento hierárquico.
Para iniciar a pesquisa foi separado um grupo denominado padrão, onde foram escolhidas duas marcas. Estas amostras, em relação a marca e fabricante, foram produzidas e cultivadas em uma mesma localidade, no entanto se diferenciam com relação ao cultivo ser convencional e orgânico.
Após a obtenção e análise dos dados do grupo padrão foi montado um novo grupo
chamado de grupo aleatório, onde as marcas mais vendidas nos mercados foram escolhidas.
Estas amostras foram inicialmente divididas entre grupo dos chás de cultivo convencional e
grupo de cultivo orgânico.
A escolha de criar um segundo grupo teve o intuito de verificar se haveria mesmo resultado com relação ao cultivo ser convencional ou orgânico de marcas aleatórias independentes de ser de um mesmo produtor, bem como observar se realmente havia diferenciação entre
chás verdes de cultivo convencional e orgânico. O fluxograma 1 representa os passos seguidos.

46

Fluxograma 1 ­ Etapas seguidas para análise comparativa entre chá de agricultura convencional e orgânica.

Fonte: Autor.

Foram compradas dez amostras de chá verde, Camellia sinensis, de marcas nacionais
expressivas em vários supermercados na cidade de São José dos Campos, na data de 28 de
Agosto de 2016.
As amostras foram divididas em dois grupos, grupos das amostras de mesma marca e
produtor, mesma região de produção, denominado grupo padrão, e grupo das amostras de
marcas e produtores distintos, denominado grupo aleatório. Todas as amostras possuíam data
de processamento e validade semelhantes umas às outras.
No grupo padrão, mesma marca e mesmo produtor, as amostras I-A e II-A correspondem ao fabricante "A" e as amostras I-B e II-B correspondem ao fabricante "B". As amostras

47

I-A e I-B são de agricultura convencional e as amostra II-A e II-B de agricultura orgânica,
figura 16 e 17.

Figura 16 - Amostras de chá verde provenientes de agricultura convencional (I-A) e orgânica (II-A).

Fonte: Autor.

Figura 17 - Amostras de chá verde provenientes de agricultura convencional (I-B) e orgânica (II-B).

Fonte: Autor.

Foram utilizados os seguintes equipamentos:

-Espectrofotômetro Spotlight 400 FT-IR da Perkin-Elmer
-Software Spectrum 5.3 da Perkin-Elmer
-Software Origin 7.5
-Pistilo de Ágata
-Almofariz de Ágata
-Software Minitab 15
-Xícara de porcelana branca
-Copo de cristal

48

- Bule
-Termômetro
-Balança de precisão

Cada amostra foi triturada em um almofariz, até obter um pó homogêneo como demonstrado
na figura 18.

Figura 18 - Almofariz e pistilo com amostra de chá.

Fonte: Autor.

Com as técnicas de FT-IR de reflexão (UATR), foram obtidos quatro espectros, n=4,
de cada amostra, no total de 40 espectros na faixa dos 400 cm¹ a 4000 cm¹ com resolução de
4 cm¹ com 12 varreduras por espectros a temperatura controlada de 20°C, o espectrofotômetro utilizado foi o Spectrum Spotlight 400 FT-IR da Perkin Elmer, figura 19.

49

Figura 19 - Vista geral do equipamento utilizado no trabalho.

Fonte: Autor.

Todas as amostras obtidas, foram pré-processadas com o software Spectrum 5.3 (Perkin Elmer) e realizadas as correções de linha de base, suavização espectral utilizando o algoritmo Savistzky Golay (9 pontos), normalização e absorbância. Após a formatação, os três
melhores espectros dos quatro espectros obtidos de cada amostra foram selecionados e destes
três espectros foi obtido o espectro médio. Os espectros foram normalizados em relação a
banda mais intensa em 1030 cm-1.
Após o pré-processamento os espectros passaram pela inspeção visual direta. Para
Barbosa et al (2006), a interpretação dos espectros pode ser feita pela observação de algumas
bandas características para a confirmação da presença de grupos funcionais. A análise visual
dos espectros obtidos das amostras de chá verde foi utilizada para a identificação de bandas de
grupos químicos presentes em folhas de plantas. Para a análise quantitativa foram feitos os
cálculos de área das bandas em absorbância e da intensidade relativa. A análise estatística
multivariada foi realizada utilizando análise por componentes principais e análise de agrupamento com o auxilio do software Minitab 15.
Para a análise organoléptica de todas as amostras foi utilizada água filtrada a 75°C na
proporção de 1g de erva para 100 ml de água. O chá verde em pó ficou dois minutos em infu-

50

são e após este período o pó foi descartado. A análise visual, coloração, foi feita em uma xícara de cerâmica branca, própria para o consumo de chá verde, e em um copo de cristal. Com a
infusão na temperatura de 40°C foi feita a análise de aroma e sabor.

51

5 RESULTADOS E DISCUSSÃO

5.1 Obtenção dos espectros no infravermelho para o grupo padrão

Os espectros de amostras dos chás verdes de mesma marca com distinção quanto à
certificação de agricultura orgânica e convencional foram comparadas entre si, com a finalidade de identificar diferenças nos contornos de banda que indicam a possível diferença entre
um cultivar e outro, amostras padrão, conforme pode ser visto nas figuras 20 e 21.

Figura 20 - Espectro obtido no infravermelho para amostras provenientes de agricultura convencional (I-A) e
orgânica (II-A) do fabricante "A".

Amostra I-A
Amostra II-A

1,5

Absorbância

1,0

0,5

0,0
4000

3500

3000

2500

2000

1500


Numero de onda (cm )

Fonte: Autor.

1000

500

52

Figura 21 - Espectro obtido no infravermelho para amostras provenientes de agricultura convencional (I-B) e
orgânica (II-B) do fabricante "B".
Amostra I-B
Amostra II-B

1,5

Absorbância

1,0

0,5

0,0
4000

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

-1

Numero de onda (cm )

Fonte: Autor.

5.1.1 Atribuição aproximada dos modos vibracionais dos espectros obtidos

A região do espectro eletromagnético correspondente ao infravermelho indica alterações no estado de energia vibracional da molécula. Cada pico num espectro de infravermelho
corresponde a um grupo funcional particular que por sua vez, podem ser formadas por diferentes combinações entre átomos ou número de elétrons compartilhados (ex. ligações simples,
dupla ou tripla) (GIL, 2008).
De acordo com as figuras 20 e 21, existem bandas das amostras de chá verde de agricultura orgânica que são mais intensas se comparadas com as das amostras de chá verde de
agricultura convencional. É importante ressaltar que a intensidade das bandas se relaciona
com a quantidade das componentes (BARBOSA, 2013).
A região do espectro eletromagnético correspondente ao infravermelho indica alterações no estado de energia vibracional da molécula. Cada pico num espectro de infravermelho
corresponde a um grupo funcional particular que por sua vez, podem ser formadas por diferentes combinações entre átomos ou número de elétrons compartilhados (ex. ligações simples,
dupla ou tripla) (GIL, 2008). A tabela 6 apresenta a atribuição aproximada dos modos vibracionais e dos compostos mais representativos no chá verde.

53

Tabela 6 - Modos vibracionais e suas atribuições aproximadas

Número de on-

Modo vibracional e atribuição aproximada

-1

da (cm )
~2920

Estiramento assimétrico do CH, cafeína e catequina.

~2850

Estiramento simétrico CH, do lipídio.

~1730

Estiramento C=O do grupo carbonila, pectina.

~1625

Amida II: deformação do N-H e estiramento do C-N de proteínas, teanina.

~1610

Estiramento simétrico CH2, lipídio.

~1450

Deformação assimétrica do CH e CH para proteína, lipídios, lignina e
catequina.

~1365

Estiramento simétrico do COO, pectina e galocatequina.

~1320

Estiramento simétrico do COO devido a proteínas, lipídios, epicatequinagalato e clorofila a e b.

~1145

Estiramento assimétrico C-O-C de celulose.

~1030

Estiramento OH e C-OH, epigalocatequina galato e amido.

~825

Deformação fora do plano, wag, de OH de epicatequina.

~760

Deformação fora do plano, wag, de OH de catequina.

Fonte: Sivakumar et al.(2014), Song et al. (2015), Gorgulus, Dogan e Servercan (2007), Quian et al.(2014),
Buyukgoz et al.(2016), Robb et al.(2002), Oberle-Kilic, Dighton e Arbuckle-Keil (2012), Tavares et al. (2012),
Timchenko et al. (2015), Tondi et al. (2015), Lammers et al. (2009), Zhou et al. (2015).

As representações das fórmulas estruturais dos principais compostos atribuídos na tabela 7, são apresentadas na figura 22:

54

Figura 22 - Fórmula estrutural dos principais componentes do chá verde

~2920 Cafeína(A) e Catequina(B)

A

B

,

~2850 Lipídio

~1730 Pectina

~1625 Teanina

~1610 Lipídio

~1450 Proteína(A), Lipídio(B), Lignina(C) e Catequina(D)

A

55

B

C

D

~1365 Pectina(A) e Galocatequina(B)
A

56

B

~1320 Proteína(A), Lipídio(B), EpicatequinagalaA

to(C) e Clorofila(D)

B

C

57

D

~1145 Celulose

~1030 Epigalocatequinagalato(A) e Amido(B)
A

B

~825 Epicatequina

58

~760 Catequina

Fonte: Santos (2000); Santos et al. (2001), Dalla-Vecchia et al. (2004), Streit at al. (2005), Gnoatto et al. (2006);
Denardin e Silva (2008); Engelhardt (2010); Mundo educação (2017); Costa e Silva (2011).

5.1.2 Discussão do grupo padrão

Segundo Tistaert, Dejaegher e Heyden (2011) a região onde é caracterizada a impressão digital do composto é a região que caracteriza os principais compostos químicos da amostra. No presente trabalha foram escolhidas as regiões de número de onda aproximada 1450
cm¹, 1365 cm¹, 1320 cm¹, 1145 cm¹, 1030cm¹, 825 cm¹, estas regiões representam principalmente os flavonoides, representados pelas catequinas. Os picos destas regiões nas amostras de chá verde de agricultura orgânica foram mais intensos do que apresentados nas amostras de chá verde de cultivar convencional.
Nas bandas aproximadas de 2920 cm¹ e 2850 cm¹ de todas as amostras é possível
observar que nas amostras de chás de agricultura orgânica possui mais lipídio e cafeína se
comparadas às amostras de agricultura convencional. Para a presença de clorofila em 1320
cm-1, o chá orgânico apresentou uma maior quantidade do que o chá de agricultura convencional.
Com relação à questão da presença de agrotóxico e herbicida foi observado que nas
quatro amostras padrão não havia tais rastros. É pouco provável que duas substâncias apresentem o mesmo espectro infravermelho, o que permite a comparação entre a substância desconhecida ao composto padrão. No entanto, é importante mencionar que certos grupos de átomos absorvem a radiação infravermelha mais ou menos na mesma região. Estas bandas são
chamadas de características de grupos e permitem informações estruturais úteis após consulta
às tabelas de correlações (SILVERTEIN, WEBSTER, KIEMLE, 2015).
Outra questão observada é que por serem da mesma espécie, Camellia sinensis, os
chás analisados apresentaram as mesmas características moleculares em seus espectros, ou
seja, independentemente do tipo de plantio e cultivo as quatro amostras apresentaram a mesma composição, diferenciando apenas nas quantidades dos compostos (figuras 23 e 24).

59

Figura 23 - Espectro obtido no infravermelho para amostras provenientes de agricultura convencional (I-A) e
orgânica (II-A) do fabricante "A" e suas atribuições aproximadas.

Amostra I-A
Amostra II-A

1,6
1,4

Amido e epigalocatequinagalato

Clorofina e epicatequinagalato
Cafeina, catequina e lipidio
Teanina e lipidio

1,2

Absorbância

1,0
Catequina e lipidio

0,8

Catequina e epicatequina

0,6
0,4
0,2
0,0
4000

3500

3000

2500

2000

1500
-1

Numero de onda (cm )
Fonte: Autor.

1000

500

60

Figura 24 - Espectro obtido no infravermelho para amostras provenientes de agricultura convencional (I-B) e
orgânica (II-B) do fabricante "B" e suas atribuições aproximadas.

Amostra I-B
Amostra II-B

1,6
1,4

Amido e epigalocatequinagalato

Clorofila e epicatequinagalato
Cafeina, catequina e lipidio
Teanina e lipidio

1,2

Absorbância

1,0
0,8

Catequina e lipidio

0,6
0,4

Catequina e epicatequina

0,2
0,0
4000

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

-1

Numero de onda (cm )
Fonte: Autor.

5.2 Análise quantitativa dos espectros do grupo padrão

Para a análise das medidas quantitativas foi feito o cálculo das áreas das bandas em
absorbância. Segundo a lei de Beer-Lambert, há relação direta entre o valor de absorbância de
uma banda e o número de moléculas. O valor de absorbância é obtido considerando a distância vertical da linha de base até o pico de uma determinada banda (KASIM et al., 2014), o
resultado obtido foi transformado em gráfico para melhor análise, figura 25.

61

Figura 25 - Área das bandas em absorbância da amostra padrão.
200
180
160
140
Área

120

I-A

100

II-A

80

I-B

60

II-B

40
20
0
2920 2850 1730 1625 1450 1365 1320 1145 1030 825 760
Número de onda (cm-1)
Fonte: Autor.

Além do cálculo da área das bandas em absorbância foi feita a análise pelo cálculo da
intensidade relativa, que segundo Shepherd e Walsh (2007) é possível detectar através dos
espectros no infravermelho, alterações químicas no tecido das plantas, observando o aumento
ou diminuição da intensidade de algumas bandas. Através desta análise foi feita uma comparação entre os espectros obtidos das amostras, comparando entre chás de mesma marca a presença de bandas semelhantes com diferença de intensidade.
Para o cálculo da intensidade relativa é necessário escolher a banda de maior intensidade, que no presente trabalho foi 1030 cm-1. Encontrada, sua altura é avaliada e é determinada a razão entre a sua intensidade e a intensidade das demais bandas que se deseja avaliar,
figura 26. Este cálculo possibilita analisar a correlação entre espectros, definindo uma proporcionalidade.

62

Figura 26 - Intensidade relativa dos principais comprimentos de ondas da amostra padrão.
1,6
1,4
Intensidade (%)

1,2
1
I-A

0,8

II-A

0,6

I-B

0,4

II-B

0,2
0
2920 2850 1730 1625 1450 1365 1320 1145 1030 825 760
Número de onda (cm-1)
Fonte: Autor.

Analisando os gráficos da área e de intensidade relativa, figuras 25 e 26, juntamente
com os espectros do grupo Padrão, convencional e orgânico, figuras 20 e 21, pode-se observar
diferenças nas quantidades de componentes presentes em cada grupo.
Através da área e a intensidade relativa é possível notar que há diferenças quantitativas
entre todas as amostras de chás. As amostras de chás orgânicos, II-A e II-B, apresentaram
maior área e intensidade relativa dos compostos químicos que caracterizam o chá verde, que
seriam os flavonoides, representados pelas catequinas, demonstrando que há maior quantidade
destes componentes nos chás orgânicos. Componentes estruturais como celulose, pectina e
lignina estão em maior quantidade nas amostras orgânicas.
No espectro obtido das amostras do fabricante B há muita semelhança visual entre os
espectros do chá convencional (I-B) e orgânico (II-B). Ao analisar o gráfico de área em absorbância e de intensidade relativa, as quantidades presentes dos compostos químicos são diferentes, o chá orgânico possui maior quantidade em quase todos os componentes, apenas
para teanina e catequina no número de onda 760cm-1 que há menor quantidade.

63

5.3 Análise estatística multivariada do grupo padrão

Para a análise por componentes principais um pré-processamento nos dados foi necessário para atribuir pesos equivalentes aos dados espectrais das amostras.
A análise estatística multivariada estuda simultaneamente conjunto de variáveis que
possuem ou não relação de interdependência. Dentre várias aplicações, a análise multivariada
tem sido utilizada na diferenciação e caracterização de plantas e de micro-organismos pela
espectroscopia no infravermelho FTIR (GORGULU; DOGAN; SEVERCAN, 2007; BOSCH
et al, 2008).
A análise multivariada foi realizada utilizando análise por componentes principais e
análise de agrupamento no software Minitab 15. Foram utilizados os três componentes principais, calculados a partir da matriz de covariância, formada pelos dados espectrais contidos no
intervalo de 3500 a 2450 cm-1 e 1770 a 680 cm-1.
Para a análise de agrupamento foi utilizado para medida de similaridade a distância
euclidiana, como algoritmo para o agrupamento hierárquico o Ward, e o nível de similaridade
igual a 90 % para determinação do número de clusters a serem formados. Os dendrogramas
estão representados nas figuras 27 e 28.
Figura 27 - Dendrograma obtido para da marca "A", das amostras de agricultura convencional (I-A), 1, 2, e 3;
orgânica (II-A), 4, 5 e 6.

Amostra I-A

Fonte: Autor.

Amostra II-A

64

Figura 28 - Dendrograma obtido para a marca "B", das amostras de agricultura convencional (I-B), 1, 2, e 3;
orgânicas (II-B), 4, 5 e 6.

Amostra I-B

Amostra II-B

Fonte: Autor.

No dendrograma os grupos de amostras de cultivo orgânico e convencional do grupo
Padrão se separaram em todos os gráficos, gerando um ajuntamento de origem orgânica e de
origem convencional.
Com a interpretação dos dendrogramas apresentados nas figuras 27 e 28 é possível
afirmar que as amostras de chá verde orgânico são diferentes molecularmente das amostras de
chá verde de agricultura convencional, mesmo sendo cultivadas em uma mesma região por
um mesmo produtor, o fato de possuir um manejo de solo e controle de agrotóxico distintos
resultaram em concentrações diferentes dos compostos químicos.

5.4 Análise organoléptica do grupo padrão

Na análise visual do espectro, há a evidência de maior quantidade dos compostos de
chá verde na amostra orgânica (II-A e II-B), ao analisar o cálculo da área em absorbância é
possível detectar as diferenças com mais precisão e juntamente com o cálculo da intensidade
relativa fazer a comparação entre as porcentagens das variações dos compostos químicos das

65

amostras. Com base na análise visual dos espectros e dos gráficos de área das bandas em absorbância e intensidade relativa foi possível na análise organoléptica identificar quais os compostos que influenciam na cor, aroma e sabor do chá.
A amostra I-A apresentou uma coloração mais escura se comparada à amostra II-A,
com tom alaranjado escuro e a amostra II-A um tom alaranjado claro. O aroma apresentou
toques tostados na amostra I-A enquanto na amostra II-A toques mais frescos. Gustativamente
a amostra I-A possui um maior amargor e adstringência leve, já na amostra II-A o amargor foi
mais sutil e também uma adstringência leve.
A amostra I-B apresentou coloração amarelado para o esverdeado escuro e a amostra
II-B coloração amarela para o esverdeado claro. O aroma da amostra I-B é suave e fresco, na
amostra II-B os mesmos aromas, no entanto mais sutis que o da amostra I-B. No paladar a
amostra I-B apresentou um sabor suave e com baixa adstringência, na amostra II-B o sabor é
mais fresco, delicado e adstringência menor, figura 29.
Figura 29 - Infusão das marcas "A"- Amostra I-A convencional e amostra II-A orgânico; Marca "B" ­ Amostra
I-B convencional e amostra II-B orgânico.

Fonte: Autor.

66

A coloração mais escura, tendendo para o tom alaranjado e para o marrom, é devido a
presença de maior quantidade de talos, quimicamente há maior quantidade de tearubigina e
menor quantidade de clorofila. O aroma possui um toque pungente que lembra o aroma do
chá preto, influência da tearubigina. O sabor resultante do chá convencional é mais adistringente e amargo, tendendo para o chá preto, maior quantidade de tearubigina e cafeína e menos
teanina. O seu corpo ao paladar é mais estruturado dando a sensação de preenchimento na
boca, por conta dos lipídios e pectina.
No chá orgânico a coloração é mais clara, devido a maior quantidade de clorofila e catequinas. O aroma delicado, com toques verdes, clorofila, teanina e catequina. O sabor
característico do chá verde, com toques adocicados e verde, é devido a maior quantidade de
teanina, catequina, galocatequina, epicatequinagalato, galocatequina e clorofila. O corpo da
bebida ao paladar é mais delicado, devido a menor quantidade de lipídio e pectina. A figura
30 representa o chá em pó e em infusão para a análise visual.

Figura 30 - Amostras dos chás em pó e infusão, de cima para baixo, amostras: I-A, II-A, I-B e II-B.

Fonte: Autor.

67

Analisando as fotos das amostras do fabricante "A" é possível observar que o chá convencional (I-A) possui uma maior quantidade de talos e folhas mais claras se comparado com
o chá orgânico (II-A), resultando em um sabor mais adstringente, amargo e com pouco frescor
para o chá convencional.
Na amostra B o chá convenciona (I-B) possui folhas mais verdes e pouca quantidade
de talos em sua composição se comparado ao chá orgânico (II-B), esta quantidade maior de
folhas verdes compensa em seu sabor, pois ambos possuem sabor semelhante, com pequenas
nuances de amargor e adstringência proveniente da amostra II-B. Para ambas as amostras a
coloração, aroma são semelhantes, o sabor do chá orgânico é mais suave para as características do chá verde, por possuir uma quantidade a mais de talos.

68

5.5 Análise do grupo aleatório

As demais amostras, três chás de agricultura convencional e três de agricultura orgânica, de fabricantes distintos, separadamente, passaram pelo mesmo tipo de tratamento e analise
das amostras padrão.
Os espectros dos exemplares de cultivo convencional e orgânico foram formatados e
analisados individualmente, de cada amostra foram obtidos quatro espectros dos quais, após
análise visual, os com melhores definições foram escolhidos e tirados os espectros médios das
amostras, gerando um único espectro de cada grupo de chás de agricultura convencional e
orgânica, apresentado na figura 31.

Figura 31 - Espectros do grupo aleatório obtidos das amostras de agricultura convencional e orgânica contrapostos para análise visual.

Convencional
Orgânico
1,5

Amido e epigalocatequinagalato

Clorofila, galocatequin e epicatequinagalato
Lipidio, cafeina e catequina

Teanina, lipidio
Celulose

Absorbância

1,0

Catequina
Epicatequina e catequina

Pectina

0,5

0,0
4000

3500

3000

2500

2000

1500
-1

Numero de onda (cm )
Fonte: Autor.

1000

500

0

69

Pela análise visual dos espectros contrapostos do grupo aleatório das amostras de cultivo convencional e orgânico há a diferenciação entre os espectros, no espectro das amostras
orgânicas é possível observar uma maior intensidade de determinados picos.

5.6 Análise quantitativa do grupo aleatório

Após a análise visual do espectro médio, foi feito o cálculo das áreas das bandas em
absorbância para a análise quantitativa (figura 32).

Área

Figura 32 - Área das bandas em absorbância do grupo aleatório das amostras convencionais e orgânicas.
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0

Convencional
Orgânico

Número de onda (cm-1)
Fonte: Autor.

Com o espectro médio de cada grupo foi feita a análise de intensidade de cada componente, representado na figura 33.

70

Figura 33 - Intensidade relativa dos espectros do grupo aleatório das amostras de chá de cultivo convencional e
cultivo orgânico.
1,6
1,4
Intensidade (%)

1,2
1
0,8
Convencional

0,6

Orgânico

0,4
0,2
0

Número de onda (cm-1)
Fonte: Autor.

Pela análise quantitativa foi possível provar a diferenciação entre os espectros das
amostras de chá de agricultura convencional e orgânica, para moléculas referentes à estrutura
celular, na amostra convencional existe maior quantidade de lipídio, pectina e amido. Para os
compostos que caracterizam a impressão digital do chá verde, catequinas, a amostra orgânica
possui maior quantidade.

5.7 Análise estatística do grupo aleatório

Assim como realizado para o grupo padrão, o grupo aleatório passou pela técnica do
PCA, sendo representado pelo dendrograma das figuras 34 e 35.

71

Figura 34 - Dendrograma do grupo aleatório, amostras de agricultura convencional e orgânicas. As amostras de
agricultura convencional estão identificadas do número 1 a 9 e amostras orgânicas de 10 a 15.

Amostra Convencional

Fonte: Autor.

Amostra orgânica

72

Figura 35 - Dendrograma do grupo aleatório na região de impressão digital, 1770 cm -1 a 680 cm-1, amostras de
agricultura convencional e orgânicas. As amostras de agricultura convencional estão identificadas do número 1 a
9 e amostras orgânicas de 10 a 15.

Amostra Convencional

Amostra Orgânica

Fonte: Autor.

Foram feitos dois cálculos de componentes principais, o primeiro envolvendo todos os
valores referentes à amostra, figura 34, o segundo referente à impressão digital das amostras
de chá verde, figura 35. Nos dendrogramas dos dois grupos juntos foi possível confirmar que
realmente existe diferenciação entre chás de cultivo orgânico e convencional, as amostras se
separaram.
No dendrograma da figura 34, dentro das amostras orgânicas os números 10, 11 e 12
representam uma amostra e 16, 17 e 18 outra amostra. Estes dois grupos formaram uma chave
com distância de aproximadamente 0,30, estas amostras são semelhantes. No entanto, o grupo
13, 14 e 15 não formou o mesmo grupo com 10, 11, 12 e 16, 17, 18, portanto houve falta de
padronização. Pela análise do padrão apresentado no dendrograma das amostras aleatórias, é
possível detectar a falta de padronização.
Com relação ao dendrograma da figura 35, referente à região da impressão digital no
grupo das amostras orgânicas, a amostra referente aos números 10, 11 e 12 é mais semelhante
à amostra referente aos números 16, 17 e 18.

73

5.8 Análise organoléptica do grupo aleatório

Através da análise organoléptica foi possível observar que existe diferenciação na coloração da erva processada Camellia sinensis e de sua infusão, resultando em coloração de
intensidades distintas e presença de sabores com maior intensidade em alguns pontos e menores em outros, como exemplo a variação entre amargor, adstringência e frescor de cada amostra devido a diferenciação na quantidade dos componentes de cada amostra.
Os chás de agricultura convencional apresentaram coloração do pó mais verde e mais
homogêneo em relação a quantidade de folhas e talos. Os aromas foram mais intensos, a coloração da infusão foi semelhante às amostras orgânicas. O sabor apresentou mais corpo, presença e sutileza para o sabor característico de chá verde.
Os chás de agricultura orgânica apresentaram uma coloração do pó mais escura e falta
de padronização na quantidade de folha e talos. Os aromas foram mais delicados e o sabor
apresentou menos corpo, sensação de aguado, e sabores mais presentes de chá verde e um
leve toque de amargor. Os chás in natura e suas respectivas infusões estão representados nas
figuras 36 e 37. E a comparação de cor das infusões das amostras convencionais e orgânicas
representada na figura 38.
Figura 36 - Amostras V, VI e VII chás de cultivo convencional em pó e sua infusão.

Fonte: Autor.

74

Figura 37 - Amostras VIII, IX e X chás de cultivo orgânico em pó e sua infusão.

Fonte: Autor.

Figura 38 - Infusões das amostras convencional (superior) e orgânicos (inferior).

Fonte: Autor.

75

5.9 Análise comparativa entre grupo padrão e aleatório
A avaliação conjunta dos resultados do grupo Padrão e Aleatório para uma análise
comparativa, demonstrado nas figuras 39 e 40, foi possível identificar a diferença entre os
tipos de cultivo, orgânico e convencional, e que esta diferença é expressa nas quantidades dos
compostos presentes no chá.

Área

Figura 39 - Área das bandas em absorbância de todas as amostras
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0

Convencional
Orgânico
I-A
II-A
I-B
II-B

Número de onda (cm-1)
Fonte: Autor.

76

Figura 40 - Intensidade relativa de todos os espectros das amostras de chá de cultivo convencional e cultivo
orgânico
1,6

Intensidade (%)

1,4
1,2
1
0,8
0,6

Convencional

0,4

Orgânico

0,2

I-A

0

II-A
I-B
II-B

Número de onda (cm-1)
Fonte: Autor.

A diferenciação das amostras de agricultura convencional e orgânica ocorre principalmente na quantidade de flavonoides, catequinas, nos chás orgânicos esta presença ocorre
em maior quantidade.
Sobre a presença de inseticida e herbicida, todas as amostras de chás de agricultura orgânica e de agricultura convencional analisadas não apresentaram resquícios, baseando-se nos
mais usuais do mercado, como os que possuem como principio ativo o malathion, inseticida,
que são amplamente utilizados no controle de moscas, mosquitos, insetos doméstico, parasitas
(ectoparasitas) e piolhos, com número de banda característica de 1021cm-1 e 1734cm-1, com
estiramento da carbonila do grupo éster de O-CH2 grupo ester alinfático (QUINTAS et al.,
2004). Quanto ao diuron, herbicida, com número de banda característica em 1385 cm-1, pode
ser atribuída a vibração da deformação angular da ligação C-H dos grupos -C-H, -CH2 ou CH3 presentes na lignina (OLIVEIRA, 2014).
A banda de 1734cm-1 presente em todas as amostras é característica da presença de
pectina, estiramento do grupo éster C=O, e não apresentou uma grande diferença do padrão
para justificar a presença do inseticida.

77

Com relação à qualidade das amostras de chá orgânico e convencional foi observado a
presença de teaflavina e tearubigina. A teaflavina é o principal produto da oxidação de catequinas, epicatequina, consequentemente é encontrado principalmente em chás fermentados
como o chá preto, mas pode ser encontrado em pequenas quantidades no chá verde (ENGELHARDT, 2013), características nos números de bandas 1234cm-1 e 1320cm-1, figura 41.

Figura 41 - Espectro médio obtido de amostras convencionais e orgânicas do grupo aleatório

Convencional
Orgânico
1,5

Absorbância

Tearubigina, teaflavina

1,0

0,5

0,0
4000

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

-1

Comprimento de onda (cm )
Fonte: Autor.

As catequinas do chá são sensíveis à oxidação por enzimas, ácido e calor, na presença
da enzima polifenoloxidase, as catequinas são facilmente oxidadas na forma de teaflavina e
terubigina (VUONG et al., 2010) e são responsáveis por mudanças nas propriedades organolépticas. Por serem bandas características de compostos típicos de chá preto, resultantes da
oxidação da catequina do chá verde, pressupõe-se que exista alguma falha no manejo do chá
durante o seu processamento. Nas amostras de chá de agricultura convencional, a maioria das
marcas pertencem a empresas de grande porte com o uso de alta tecnologia, e as amostras de
chá orgânico pertencem a pequenos produtores, que possa evidenciar o uso de trabalho artesanal ou com pouca automação do processo, perdendo o controle em algumas etapas do pro-

78

cessamento, sendo que foi no grupo orgânico que se observou maior incidência destes compostos.
A presença da tearubigina e teaflavina nas amostras não descaracterizaram por completo o chá verde, pois sua presença é mínima. As demais características do chá verde estão
fortemente presentes, o que indica que durante o processamento houve alguma demora na
secagem das folhas ou alto índice de calor que provocaram o início da oxidação. Nas figuras
42, 43, 44, e 45 representam a quantidade de tearubigina e teaflavina presentes nas amostras.

Figura 42 - Área da banda em absorbância referente à presença de tearubigina.
46
44
Convencional

Área

42

Orgânico

40

I-A

38

II-A

36

I-B
II-B

34
Área 1320
Número de onda (cm-1)
Fonte: Autor.

Intensidade (%)

Figura 43 - Intensidade relativa referente a presença de tearubigina
0,67
0,66
0,65
0,64
0,63
0,62
0,61
0,6
0,59
0,58
0,57

Convencional
Orgânico
I-A
II-A
I-B
II-B
Intensidade 1320
Número de onda (cm-1)

Fonte: Autor.

79

Figura 44 - Área da banda em absorbância referente à presença de teaflavina
70
60

Área

50

Convencional

40

Orgânico

30

I-A
II-A

20

I-B

10

II-B

0
Área 1235
Número de onda (cm-1)
Fonte: Autor.

Figura 45 - Intensidade relativa referente à presença de teaflavina
0,74
0,72
Intensidade (%)

0,7
0,68

Convencional

0,66

Orgânico

0,64

I-A

0,62

II-A

0,6

I-B

0,58

II-B

0,56
0,54
Intensidade 1235
Número de onda (cm-1)
Fonte: Autor.

80

Na análise organoléptica algumas amostras possuíam aroma, coloração e sabor característicos do chá preto e ao mesmo tempo característicos do chá verde, justamente por conta
das presenças de teaflavina e tearubigina.
Em termos de valores de mercado e acessibilidade do produto, no caso do chá verde
praticamente não há diferenças entre o preço do produto com certificação e o sem certificação, apresentando uma diferença de 3% no custo para o consumidor final, apresentado na tabela 7.

Tabela 7 - Valor para o consumidor final dos tipos de chás.

Sem certificação

R$/g em 06/2016 Com certificação

R$/g em 06/2016

Amostra II

R$

0,47

Amostra I

R$

0,26

Amostra IV

R$

0,11

Amostra III

R$

0,23

Amostra V

R$

0,28

Amostra VIII

R$

0,17

Amostra VI

R$

0,45

Amostra IX

R$

0,59

Amostra VII

R$

0,41

Amostra X

R$

0,51

VALOR MÉDIO

R$

0,34

VALOR MÉDIO

R$

0,35

Fonte: Autor.

A tabela 7 demonstra que o chá verde orgânico em alguns casos é mais barato que o
chá verde de agricultura convencional, demonstrando que a acessibilidade para este tipo de
produto orgânico já é uma realidade mercadológica.

81

6 CONCLUSÕES

Baseando-se no grupo padrão, existe diferença entre chá verde de agricultura convencional e orgânica, mesmo cultivados em mesma localidade e colhidos e processados em datas
semelhantes as amostras apresentaram diferenças na quantidade de componentes químicos
presentes. Os chás de agricultura orgânica apresentaram maior quantidade de compostos moleculares que caracterizam o chá verde, representados pela catequinas.
O grupo aleatório demonstrou similaridade entre os resultados do grupo padrão, os
componentes químicos que caracterizam o chá verde nas amostras de agricultura orgânica
foram encontrados em maior quantidade. Diferentemente do grupo padrão, características
químicas que se referem à estrutura celular apresentaram maior quantidade nas amostras de
agricultura convencional no grupo aleatório.
As presenças de herbicidas e inseticidas não foram detectadas em nenhuma amostra
estudadas neste trabalho. As amostras de chás de agricultura convencional são tão seguras
quanto as amostras de chás de agricultura orgânica.
Na análise para a presença de componentes estranhos à características do chá verde foram encontradas em pequenas quantidades presença de teaflavina e tarubigina, que são componentes químicos resultantes da oxidação de catequinas. As amostras que apresentaram maior quantidade destes compostos foram as de agricultura orgânica, pela análise do padrão apresentado no dendrograma das amostras aleatórias, é possível detectar a falta de padronização
da produção do chá, provavelmente seja o resultado de um trabalho mais artesanal e, ou com
pouca automação, perdendo o controle de qualidade em alguns pontos.
Na análise organoléptica para todas as amostras a presença de maior quantidade de talos influenciou na coloração, aroma e sabor dos chás, a coloração tende a ficar mais escura, o
aroma mais pungente e o sabor mais adstringente. A presença de folhas mais verdes resulta
em um aroma mais delicado e vivo, coloração mais clara e esverdeada e sabor mais fresco e
menos adstringente.
A temperatura da água para a infusão varia para cada amostra de chá, independente de
ser de agricultura convencional ou orgânica. A temperatura influencia na coloração, aroma e
sabor. Para uma bebida de coloração mais clara, delicada e suave nos aromas e sabores, temperaturas abaixo de 65°C foram as que apresentaram resultados mais satisfatórios. Para infusões de coloração mais escura, sabor e aroma mais concentrado e adstringente, temperaturas
acima de 65°C.

82

O ensino de gastronomia em conjunto com a espectroscopia e análise estatística multivariada torna-se mais didática e de melhor compreensão pelo fato de deixar de ser subjetivo e
passar a ser científico, no caso deste trabalho, a análise organoléptica feita com o acompanhamento dos espectros das amostras e dendrogramas tornaram mais fáceis a compreensão da
composição da coloração, aroma e sabor do chá verde e quais os componentes químicos que
influenciam para esta diferenciação.
A facilidade e praticidade dos equipamentos, manipulação das amostras, interpretação
dos espectros e softwares contribuem para que seja satisfatório o trabalho em conjunto de
gastronomia e espectroscopia no infravermelho.
A acessibilidade para produtos orgânicos está crescendo, hoje é possível encontrar lojas e feiras livres especializadas nestes produtos. O preço para o consumidor final está mais
acessível, em alguns casos até mais barato que produtos de agricultura convencional.
A espectroscopia no infravermelho juntamente com a análise estatística multivariada e
análise organoléptica possibilitaram uma nova discussão sobre a questão de produtos com
certificação orgânica e de agricultura convencional, que demostra realmente quais são os
componentes que o chá verde possui a mais ou a menos quando ele é cultivado de acordo com
a legislação de agricultura orgânica. Este trabalho mostra o potencial do uso da espectroscopia
no infravermelho juntamente com análise estatística multivariada na análise de alimentos e
suas composições. A grande vantagem é a rapidez e precisão destas técnicas podendo ser utilizadas nas demais áreas da agricultura e gastronomia, diminuindo fraudes e esclarecendo
melhor o consumidor final.
Como proposta futura, sugere-se o estudo dos meios de processamento do chá verde,
para detectar quais os fatores estão interferindo na qualidade final do produto. E a análise
comparativa de alimentos orgânicos e de agriculturas convencionais mais consumidos pelos
brasileiros e como esta diferenciação influencia no sabor final do produto, tendo como ferramentas a espectroscopia no infravermelho e a análise estatística multivariada.

83

REFERÊNCIAS

6 BENEFÍCIOS de beber chá para sua saúde e beleza. Revista Marie Claire on line, São Paulo, 2015. Disponível em < http://revistamarieclaire.globo.com/Beleza/noticia/2015/02/6beneficios-de-beber-cha-para-sua-saude-e-beleza.html>. Acesso em: 1 jan. 2017.
ADAMOPOULOS, K. G.; GOULA, A.; PETROPAKIS, H. J. Quality Control During Processing of Feta Cheese--NIR Application. Journal of Food Composition and Analysis, v. 14,
n. 4, p. 431­440, 2001.
ADHIKARI C.; BALASUBRAMANIAM, V. M.; ABBOTT, U. R. A rapid FTIR method for
screening methyl sulfide and hexanal in modified atmosphere meal, ready-to-eat entrees.
LWT - Food Science and Technology, v. 36, n. 1, p. 21­27, 2003.
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