tese
Extração aquosa enzimática de compostos bioativos do grão de café verde e torta residual da extração por prensagem mecânica
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Universidade Federal de Lavras
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Departamento de Ciência dos Alimentos
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-graduação em Ciência dos Alimentos
Agência de fomento
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
A agroindústria gera grandes quantidades de resíduos que muitas vezes são descartados ou não são aproveitados de modo conveniente e sustentável. Durante a extração mecânica do óleo de café verde é gerada uma biomassa, na qual ainda apresenta compostos bioativos e óleo. Para a extração de compostos desejáveis, o processo aquoso se mostra como uma alternativa que visa a saúde dos manipuladores e consumidores diminuindo o uso de solventes orgânicos. O presente trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o processo de extração aquosa enzimático por carboidrases em grão de café verde e sua torta residual advinda da extração mecânica do seu óleo. Otimizou-se os fatores tempo, pH e temperatura, na extração de sólidos solúveis com delineamento composto central rotacional (DCCR). Após a otimização, o extrato produzido nessas condições foi caracterizado com análises físico-químicas e comparado com extração aquosa nas mesmas condições, exceto o uso das carboidrases. Verificou-se a correlação entre as análises físico-químicas utilizando o coeficiente de Pearson. Os resultados da otimização da extração enzimática de sólidos solúveis para o grão de café foram de 75 minutos, pH 4,5 e temperatura de 49°C, e para a torta residual de 51 minutos, pH 5 e temperatura de 46°C. A comparação com o grupo controle (extração aquosa sem uso de enzimas) mostrou que a adição de enzimas favoreceu a extração de cafeína, compostos fenólicos, óleo e as atividades antioxidantes ABTS e DPPH e com potencial de uso da torta residual frente a resultados similares e até superiores quando comparada com o grão de café. O coeficiente de correlação linear de Pearson identificou as variáveis que se correlacionam no processo enzimático e mostrou que a extração de compostos fenólicos está correlacionada com a presença de cafeína, açúcares redutores e antioxidante pela metodologia DPPH, já a turbidez está correlacionada com a presença de óleo e cafeína na fase extrato, as metodologias ABTS e DPPH para antioxidante não apresentaram correlação estatisticamente significante entre si. O uso de enzimas aumentou a extração de compostos de interesse do grão de café e da torta, e a utilização da torta como aproveitamento de resíduos agroindustriais no mercado cafeeiro apresentou eficácia, uma vez que sua aplicação como matriz diminui desperdícios e consequentemente o custo com material, com resultados inclusive superiores em cafeína, compostos fenólicos e atividade antioxidante por DPPH em relação ao grão de café.
Abstract
Agribusiness generates large amounts of waste that are often discarded or not used conveniently and sustainably. During the mechanical extraction of the green coffee oil, biomass is generated, which still contains bioactive compounds and oil. For the extraction of desirable compounds, the aqueous process is shown as an alternative that aims at the health of the manipulators and consumers, reducing the use of organic solvents. The present work was carried out with the objective of evaluating the aqueous enzymatic extraction process by carbohydrases in the green coffee bean and its residual cake resulting from the mechanical extraction of its oil. The time, pH and temperature factors were optimized in the extraction of soluble solids with a central rotational composite design (CRCD). After the optimization, the extract produced under these conditions was characterized by physical-chemical analysis and compared with aqueous extraction under the same conditions, except for the use of enzymes. The correlation between physical-chemical analyzes was verified using Pearson's coefficient. The results of the optimization of the enzymatic extraction of the soluble solids for the coffee bean were 75 minutes, pH 4.5 and temperature of 49 °C, and for the residual cake of 51 minutes, pH 5 and temperature of 46 °C. The comparison with the control group (aqueous extraction without the use of enzymes) showed that the addition of enzymes favored the extraction of caffeine, phenolic compounds, oil and the antioxidant activities ABTS and DPPH, and with the potential to use residual cake in view of similar results and even superior when compared to the coffee bean. The Pearson's linear correlation coefficient identified the parameters that correlate in the enzymatic process and showed that the extraction of phenolic compounds is correlated with the presence of caffeine, reducing sugars and antioxidants by the DPPH methodology, whereas turbidity is correlated with the presence of oil and caffeine in the extract phase. ABTS and DPPH methodologies for antioxidants did not present a statistically significant correlation between them. The use of enzymes increased the extraction of compounds of interest and cake, as a use of agro-industrial residues in the coffee market, proved effective, since its application as a matrix reduces waste and consequently the cost of material, with results even superior in caffeine, phenolic compounds and antioxidant activity by DPPH concerning the coffee bean.
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CARVALHO, G. R. Extração aquosa enzimática de compostos bioativos do grão de café verde e torta residual da extração por prensagem mecânica. 2020. 65 p. Tese (Doutorado em Ciência dos Alimentos) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2020.