Separação dos compostos bioativos dos grãos crus de café arábica empregando extração líquido-líquido baseada em solventes verdes

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Antoniassi, Maria Alice
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/87252
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Marcos R. Mafra
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spelling Toci, Aline TheodoroUniversidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaMafra, Marcos Rogério, 1973-Antoniassi, Maria Alice2024-03-27T17:39:12Z2024-03-27T17:39:12Z2021https://hdl.handle.net/1884/87252Orientador: Prof. Dr. Marcos R. MafraCoorientadora: Profa. Dra. Aline T. TociDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. Defesa : Curitiba, 14/12/2021Inclui referências: p. 97-108Resumo: Os grãos de café são atrativos no âmbito científico, pois contém ativos que comprovadamente apresentam propriedades nutricionais e medicinais. Estes se encontram presentes em maiores quantidades nos grãos crus do café. Para a obtenção destes compostos, aplica-se processos de extração, estando entre os mais empregados a extração sólido-líquido (ESL), que se destaca pelo baixo custo e simples aplicação. No processo de separação e purificação destes compostos, a extração líquido-líquido (ELL) está entre os mais utilizados. No entanto, tradicionalmente, a ELL emprega solventes orgânicos que podem ser nocivos à saúde e ao meio ambiente. Neste contexto, surgem os solventes eutéticos profundos (DES) que integram a categoria dos solventes verdes como potenciais substituintes aos solventes orgânicos convencionais. Os DES apresentam as vantagens da biodegradabilidade, fácil formação e baixo custo. Inicialmente, na sua composição aplicava-se apenas compostos hidrofílicos, mas com o intuito de ampliar a área de aplicação, recentemente iniciou-se o emprego de compostos hidrofóbicos, surgindo, assim, os DES hidrofóbicos (HDES). Mas ainda são escassos os dados que permitem um completo entendimento deste solvente. Assim sendo, o presente trabalho tem como objetivo avaliar o processo de ELL empregando HDES para a separação dos compostos bioativos presentes nos extratos dos grãos crus de café arábica. Partindo de um planejamento experimental fatorial misto, avaliou-se o teor de compostos fenólicos totais (CFT) e atividade antioxidante (AA) na etapa de ESL considerando três variáveis: solvente (água, etanol 50 % e etanol 100 %), temperatura (25 e 40 °C) e razão m/v (1/50 e 1/20). Os maiores valores de CFT e AA foi alcançado pelo extrato a base de etanol 50 % a 25 °C e 1:20 (m/v). Este extrato e um segundo obtido a partir de cloreto de colina 50 % foram empregados na etapa de ELL, a qual foi avaliada da mesma forma analisando os fatores tipo de extrato (definidos pela etapa de ESL) e solvente extrator (quatro HDES a base de mentol e ácidos carboxílicos e um sistema de duas fases aquosas (SDFA) com o intuito de comparar a capacidade de extração nos diferentes meios). Os resultados apontaram maior afinidade dos CFT e antioxidantes pela fase hidrofílica dos sistemas com HDES e pela fase pobre em sal para os SDFA. Este comportamento ocorre devido aos perfis mais hidrofílicos apresentados pelos principais bioativos presentes nos extratos dos grãos crus de café arábica. Entre os HDES, não se observou resultados satisfatórios para os formados por mentol e ácido acético e lático, visto que os teores de compostos fenólicos totais e atividade antioxidante particionaram-se de forma igualitária entre as fases de topo e fundo. Por outro lado, os HDES formados por mentol e ácido caprílico e lático demonstraram elevada capacidade de agirem na remoção de compostos indesejados ou concentrar compostos desejados presentes nos extratos dos grãos crus de café arábica, apresentando resultados por vezes superiores aos SDFA. Todavia, os HDES se mostraram capazes de atuar em processos de ELL para a separação dos compostos bioativos do café, tornando-se uma opção favorável para substituição dos solventes orgânicos nestas etapas.Abstract: Coffee beans are scientifically attractive, as they contain actives that proved to have nutritional and medicinal properties. These are present in greater amounts in green coffee beans. To obtain these compounds, extraction processes are applied, being among the most used the solid-liquid extraction (SLE), which stands out for its low cost and simple application. In the process of separation and purification of these compounds, liquid-liquid extraction (LLE) is among the most used. However, traditionally, LLE employs organic solvents that can be harmful to health and the environment. In this context, deep eutectic solvents (DES) appear, which are part of the category of green solvents as potential replacements for conventional organic solvents. DES has the advantages of biodegradability, simple synthesis, and low cost. Initially, only hydrophilic compounds were applied in its composition, but to expand the area of application, the use of hydrophobic compounds in its formulation has recently started, thus giving rise to the hydrophobic DES (HDES). However, data that allow a complete understanding of this solvent are still scarce. Therefore, the present work aims to evaluate the LLE process employing HDES for the separation of bioactive compounds present in the extracts of green Arabica coffee beans. Based on a mixed factorial design of experiment, the content of total phenolic compounds (TPC) and antioxidant activity (AA) in the SLE step were evaluated by three variables: solvent (water, 50 % ethanol, and 100 % ethanol), temperature (25 °C and 40 °C), and m/v ratio (1/50 and 1/20). The best results of TPC and AA was achieved by the 50 % ethanol-based extract at 25 °C and 1:20 (m/v). This extract and a second one obtained from 50 % choline chloride were used in the LLE step, which was evaluated in the same way by analyzing the type of extract factors (defined by the SLE step) and extractant solvent (four base HDES of menthol and carboxylic acids and an aqueous biphasic system (ABS) to compare the extraction capacity in different media). The results showed a greater affinity of TPC and antioxidants for the hydrophilic phase of systems with HDES and the poor salt phase for the ABS. This behavior is due to the more hydrophilic profiles presented by the main bioactive present in the extracts of raw Arabica coffee beans. Among the HDES, no satisfactory results were observed for HDES formed by menthol and acetic and lactic acid, since the levels of total phenolic compounds and antioxidant activity were equally partitioned between the top and bottom phases. On the other hand, the HDES formed by menthol and caprylic and lactic acid demonstrated a high capacity to act in the removal of unwanted compounds or to concentrate desired compounds present in the extracts of raw Arabica coffee beans, showing results sometimes superior to the ABS. However, HDES proved capable of acting in LLE processes for the separation of bioactive compounds from coffee, becoming a favorable option for replacing organic solvents in these steps.1 recurso online : PDF.application/pdfCompostos FenólicosAntioxidantesSolventes organicosCaféEngenharia QuímicaSeparação dos compostos bioativos dos grãos crus de café arábica empregando extração líquido-líquido baseada em solventes verdesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - MARIA ALICE ANTONIASSI.pdfapplication/pdf3666387https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/87252/1/R%20-%20D%20-%20MARIA%20ALICE%20ANTONIASSI.pdffbb5947ef62324421ae1f098abd0a78fMD51open access1884/872522024-03-27 14:39:12.176open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/87252Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-03-27T17:39:12Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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