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http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/46855
Full metadata record
DC Field | Value | Language |
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dc.creator | Araújo, Cintia da Silva | - |
dc.date.accessioned | 2021-08-16T20:58:02Z | - |
dc.date.available | 2021-08-16T20:58:02Z | - |
dc.date.issued | 2021-08-13 | - |
dc.date.submitted | 2021-08-04 | - |
dc.identifier.citation | ARAÚJO, C. da S. Optimization of extraction and microencapsulation of bioactive compounds from spent coffee grounds. 2021. 98 p. Tese (Mestrado em Ciência dos Alimentos)–Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/46855 | - |
dc.description.abstract | Coffee grounds consist of a by-product produced at the time of beverage preparation. This by-product has several extractable compounds with high antioxidant action, which can be recovered and added to food and beverage formulations. In this context, this study aimed to optimize the extraction of bioactive compounds from coffee grounds and, subsequently, promote the microencapsulation of these compounds. For the extractions, the influence of different methods (extraction at room temperature, shaking incubator and soxhlet) and solvents (water, ethanol, acetone and isopropanol) was evaluated. Subsequently, using a central composite rotational design (CCRD), the effect of the water/ethanol mixture and the extraction temperature on the extraction yields were evaluated. A phenolic compounds extraction curve was built to define the ideal process time. Response surfaces were elaborated and the desirability function was applied to determine the optimal point. For the microencapsulation of the extracted bioactive compounds, drying by foam mat, spray-drying and freeze-drying of the extract and foam were used. The wall materials used were albumin, maltodextrin and gum arabic. A mixture design was used to study the concentrations of the wall materials and the desirability function was used to determine the ideal concentration. The foams were dried in a convective dryer using temperatures of 50, 60 and 70 °C and two air velocities, 1 and 2 m/s. The dried product was characterized and compared with powders produced by spray-drying and freeze-drying methods. Subsequently, a new experiment using only spray-drying and lyophilization drying was carried out. In this case, new concentrations of the wall materials were tested and the dried product was characterized and compared. The results obtained during the extraction stage indicated that the most efficient bioactive compounds extraction was achieved by using a shaker incubator and the best pure extracting agents were water and ethanol. Furthermore, according to the results of the DCCR and the extraction curve, the maximum recovery of compounds was obtained with the use of ethanol at a concentration of 45% and a temperature of 63.3 °C, for 90 min. In the microencapsulation study, the concentration of wall materials was set at 20%, consisting of 4, 6 and 10% of albumin, maltodextrin and gum arabic, respectively. The foam drying time ranged from 200 to 450 min. All drying methods resulted in products with good physicochemical properties and satisfactory encapsulation efficiency values, above 60%. In microencapsulation using spray-drying and freeze-drying the powders obtained by freeze-drying had lower moisture and water activity values and were more hygroscopic. However, the content of bioactive compounds and the encapsulation efficiency values were similar between the two methods. Among the wall materials, the use of albumin resulted in a dried product with lower bioactive content and encapsulation efficiency for both drying methods. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) | pt_BR |
dc.language | eng | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Lavras | pt_BR |
dc.rights | restrictAccess | pt_BR |
dc.subject | Spent coffee grounds | pt_BR |
dc.subject | Bioactive extraction | pt_BR |
dc.subject | Foam mat drying | pt_BR |
dc.subject | Encapsulation | pt_BR |
dc.subject | Encapsulation efficiency | pt_BR |
dc.subject | Borra de café | pt_BR |
dc.subject | Extração de bioativos | pt_BR |
dc.subject | Secagem em leito de espuma | pt_BR |
dc.subject | Encapsulação | pt_BR |
dc.subject | Eficiência da encapsulação | pt_BR |
dc.title | Optimization of extraction and microencapsulation of bioactive compounds from spent coffee grounds | pt_BR |
dc.type | tese | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-graduação em Ciência dos Alimentos | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFLA | pt_BR |
dc.publisher.country | brasil | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Pimenta, Carlos José | - |
dc.contributor.referee1 | Pimenta, Carlos José | - |
dc.contributor.referee2 | Corrêa, Jefferson Luiz Gomes | - |
dc.contributor.referee3 | Teixeira, Luciano José Quintão | - |
dc.contributor.referee4 | Saraiva, Sérgio Henriques | - |
dc.contributor.referee5 | Petri Júnior, Irineu | - |
dc.description.resumo | A borra de café consiste em um coproduto produzido no momento de preparo da bebida. Esse coproduto apresenta diversos compostos extraíveis de elevada ação antioxidante, que podem ser recuperados e adicionados em formulações de alimentos e bebidas. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo otimizar a extração de compostos bioativos de borra de café e, posteriormente, promover a microencapsulação desses compostos. Para as extrações, a influência de diferentes métodos (extração em temperatura ambiente, incubadora com agitação e soxhlet) e solventes (água, etanol, acetona e isopropanol) foi avaliada. Posteriormente, por meio de um delineamento composto central rotacional (DCCR), foram avaliados os efeitos da mistura de água/etanol e da temperatura de extração sobre os rendimentos de extração. Uma curva de extração de compostos fenólicos foi construída para definição do tempo ideal do processo. Superfícies de resposta foram elaboradas e a função desejabilidade foi aplicada para determinação do ponto ótimo. Para a microencapsulação dos compostos bioativos extraídos, foram empregadas as secagens por leito de espuma, atomização e liofilização do extrato e da espuma. Os materiais de parede utilizados foram a albumina, maltodextrina e goma arábica. Um delineamento de mistura foi usado para estudar as concentrações dos materiais de parede e a função desejabilidade foi usada para determinação da concentração ideal. As espumas foram secas em secador convectivo utilizando temperaturas de 50, 60 e 70 °C e duas velocidades do ar, 1 e 2 m/s. O produto seco foi caracterizado e comparado com os pós produzidos pelos métodos de atomização e liofilização. Posteriormente, um novo experimento empregando apenas as secagens por atomização e liofilização foi realizado. Nesse caso, foram testadas novas concentrações dos materiais de parede e o produto seco foi caracterizado e comparado. Os resultados obtidos durante a etapa de extração indicaram que a extração mais eficiente dos compostos bioativos foi alcançada pelo uso da incubadora com agitação e os melhores agentes extratores puros foram a água e o etanol. Além disso, de acordo com os resultados do DCCR e da curva de extração, foi verificado que a condição de máxima recuperação de compostos era obtida com o uso de etanol a uma concentração de 45% e temperatura de 63,3 °C, durante 90 minutos. No estudo de microencapsulação, a concentração dos materiais de parede foi fixada em 20% sendo constituída por 4, 6 e 10% de albumina, maltodextrina e goma arábica, respectivamente. O tempo de secagem das espumas variou de 200 a 450 minutos. Todos os métodos de secagem resultaram em produtos com boas propriedades físico-químicas e valores de eficiência da encapsulação satisfatórios, acima de 60%. Na microencapsulação utilizando atomização e liofilização foi verificado que os pós obtidos por liofilização tinham menor valor de umidade e atividade de água e eram mais higroscópicos. No entanto, o teor de compostos bioativos e os valores de eficiência da encapsulação eram semelhantes entre os dois métodos. Entre os materiais de parede, o uso de albumina resultou em um produto seco com menor teor de bioativos e menor eficiência de encapsulação para ambos os métodos de secagem. | pt_BR |
dc.publisher.department | Departamento de Ciência dos Alimentos | pt_BR |
dc.subject.cnpq | Ciência dos Alimentos | pt_BR |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/9207143951815461 | pt_BR |
Appears in Collections: | Ciência dos Alimentos - Doutorado (Teses) |
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