Determinazione del profilo compositivo della frazione insaponificabile del caffè mediante GC/MS

Abstract

Riassunto
Lo studio della frazione lipidica del caffè verde e di quello torrefatto rappresenta un valido mezzo per caratterizzare le varietà di caffè (1, 2). In particolare, il profilo dei componenti insaponificabili delle polveri di caffé gioca un ruolo chiave nell’ambito della caratterizzazione delle varietà di caffé verde e quindi delle diverse miscele di polveri reperibili in commercio. Considerando che il profilo lipidico delle polveri di caffé può essere profondamente influenzato dalla temperatura e dal tempo di tostatura, il presente lavoro si pone come obiettivo lo studio della frazione insaponificabile del caffé verde e del corrispettivo tostato a temperature differenti, e di alcune miscele di polvere di caffé al fine di individuare eventuali modificazioni provocate dai processi di torrefazione e i componenti chimici caratteristici delle diverse varietà da utilizzare come marker nella caratterizzazione delle miscele commerciali. A tale scopo sono stati presi in esame otto campioni di caffè verde, quattro di varietà arabica e quattro di robusta, i corrispondenti campioni di caffè tostato a diverse temperature, e quattro miscele di polvere di caffè. La determinazione della composizione della frazione insaponificabile è stata effettuata mediante analisi GC/FID (Gaschromatography/Flame ionization detector) e GC/MS (Gaschromatography/Mass spectrometry). I risultati mostrano che la frazione insaponificabile dei campioni di caffè verde, sia di arabica che di robusta, è costituita da diterpeni (caveolo, cafestolo, 16-O-metilcaveolo, 16-O-metilcafestolo), γ-tocoferolo, steroli (colesterolo, campesterolo, sigmasterolo), alcoli triterpenici (cicloartenolo, 24-metilencicloartanolo) e da 4-metilsteroli (citrostadienolo). Dal confronto di tali tracciati con quelli dei corrispondenti campioni di caffè tostato, emerge che il profilo compositivo della frazione insaponificabile varia passando dal caffè verde a quello tostato, sia nel caso della varietà arabica che nel caso della robusta. Infatti, la tostatura, comporta la formazione di nuovi composti derivanti dalla disidratazione del caveolo e del cafestolo in entrambi i casi e, solo nell’Arabica la formazione di un nuovo diterpene (diterpene E).

Characterization of the unsaponifiable matter of coffee by means of GC/MS
Summary
The lipid fraction of green and roasted coffee beans can be considered as a fingerprint in order to characterize coffee varieties. In particular, the analysis of the unsaponifiable fraction plays a key role to characterize different varieties of green coffee and different commercial blends. Moreover, during the roasting process several components disappear while others are generated; the roasting temperature and time, as well as the blend characteristics can affect the unsaponifiable profile. The aim of this work was the study of the unsaponifiable fraction of green and roasted coffee obtained using two different roasting temperatures. Eight samples of green coffee, four arabica and four robusta coffee beans and their roasted derivatives obtained at different roasting temperatures, and four different coffee blends were studied. The analysis of the unsaponifiable fraction was performed with GC/FID (Gas chromatography/Flame ionization detection) and GC/MS (Gaschromatography/Mass spectrometry). The unsaponifiable lipid fractions of green, arabica and robusta coffee was characterised by the presence of several diterpenes such as kahweol, cafestol, 16-O-methylkahweol, and 16-O-methylcafestol. γ-Tocopherol, cholesterol, campesterol, 24-methylencholesterol, stigmasterol, β-sitosterol and cicloartenol were also identified. The roasting process generated the dehydrated kahweol, and cafestol derived products. In arabica coffee a neoformation diterpene called diterpene E was identified.