O café é uma das bebidas mais populares no mundo. As melanoidinas do café são os compostos responsáveis pela cor e por parte do aroma característicos do produto. Além disso, são compostos nitrogenados e de alto peso molecular formados durante Reação de Maillard. O objetivo do presente estudo foi foi investigar o efeito da torrefação sobre a composição química das melanoidinas do café por CLAE-DAD-EM e RMN e sua relação com a atividade antioxidante da bebida. As bebidas de café apresentaram 19,5 mg/mL de sólidos solúveis, onde 32,2% correspondiam às melanoidinas. Todas as amostras apresentaram maiores teores de FPME (fração de peso molecular elevado) em relação à FPMI (fração de peso molecular intermediário). As amostras de café arábica apresentaram, em média, 67,5% de FPME e 32,5% de FPMI, enquanto a amostra de café conillon apresentou 80% de FPME e 20% de FPMI. Observou-se, em média, um decréscimo de 31,5 a 13,7 mmols Fe2+/100g e de 47,3 a 17,6 µmols Trolox/L para a atividade antioxidante bebidas de café arábica, pelos ensaios de FRAP e TEAC, respectivamente. Para a amostra de café conillon observou-se um decréscimo de 46,6 a 14,6 mmols Fe2+/100g e de 47,6 a 12,5 µmols Trolox/L, respectivamente. As FPME e FPMI apresentaram variações da AA (atividade antioxidante) ao decorrer da torrefação, atingindo a 332,5 mmols Fe2+/100g e 211,6 µmols Trolox/L para FPMI e 183,8 mmols Fe2+/100g e 211,4 µmols Trolox/L para FPME. Em todas as amostras, os teores de compostos fenólicos ligados covalentemente às melanoidinas foi maior do que aqueles ligados ionicamente. O ácido caféico foi o composto fenólico incorporado mais abundante, em média 69% do teor total, seguido pelo ácido ferúlico (22%) e ácido p-cumárico (9%). Em geral, os teores relativos de ácido caféico incorporado às melanoidinas diminuíram entre 28% e 98% ao longo do processo de torra, enquanto que os teores relativos dos ácido ferúlico e p-cumárico aumentaram. Observou-se correlação entre os teores de compostos fenólicos ligados covalentemente e a atividade antioxidante medida por FRAP (r > 0,80, p < 0,001, n=19) e TEAC (r > 0,88, p < 0,001, n=19). Esses resultados demonstram que a atividade antioxidante de melanoidinas deve-se aos compostos fenólicos incorporados em sua estrutura. Nos espectros de RMN de 1H foram observados dois grupos de dubletos com uma constante de acoplamento elevada (J=16,4 Hz) em 6,5 e 7,7 ppm. Esses grupos de sinais correspondem aos prótons olefínicos em configuração trans da porção cinâmica dos ácidos clorogênicos. No entando, a região espectral entre 5,0 ppm e 7,9 ppm mudou dramaticamente durante o processo de torra. As FPME de torras escuras e muito escuras apresentaram sinais fracos correspondentes ao anomérico, olefínicos e prótons aromáticos. Observou-se correlação intensa entre a área dos sinais relativos aos ácidos clorogênicos no espectro de RMN de 1H e o teor de compostos fenólicos incorporados às melanoidinas (r > 0,87, p < 0,0001, n = 19).