Caracterização e potenciais estratégias para o aproveitamento da borra industrial do café solúvel

Abstract

Resumo: Nas indústrias de café solúvel mais de 50 % dos sólidos processados são descartados como resíduos. Dentre esses resíduos, encontra-se a borra do café. O aproveitamento desse resíduo está atrelado ao conceito de economia circular. Pesquisas no assunto mostram grande potencial de aplicação e desenvolvimento de novos produtos. O presente trabalho teve como objetivo o uso integral da borra do café através da separação de seus constituintes (fibra, óleo e compostos antioxidantes) e proposição de alternativas de aplicação. O trabalho foi divido em três partes, na primeira foram realizados caracterização química e testes de citotoxicidade da borra industrial de café. Na segunda etapa do trabalho propôs-se uma extração sequencial com hexano e água e posterior avaliação de suas frações por antioxidantes e cromatografia em fase gasosa acoplada ao detector de massas. Após essa extração, foi testada a borra exaurida de óleo em preparos alimentícios (cookies e barras de cereal). A caracterização do resíduo confirmou elevadas quantidades de fibras (65,05 %) e óleo (25,47 %), componentes estes escolhidos como foco desta pesquisa. Verificou-se maior atividade antioxidante (ABTS, DPPH e compostos fenólicos) para as amostras liofilizadas e in natura em extratos hidroalcóolicos se comparada à amostra seca e a extratos aquosos e alcoólicos. A extração sequencial com ultrassom mostrou rendimentos similares de óleos tanto na extração direta com hexano (13,07 %) quanto após uma pré-extração em água (14,40 %). Na análise qualitativa das frações oleosas por cromatografia destacou-se os ácidos graxos. As amostras de borra de café não mostraram ainda toxicidades celular. A incorporação dos resíduos das extrações em produtos alimentícios farináceos, resultou em uma alternativa promissora para a elaboração de alimentos enriquecidos com elevado teor de fibras e propriedades antioxidantes, especialmente nos cookies

Abstract: In the soluble coffee industries, more than 50 % of the processed solids are discarded as waste. Among these residues is coffee grounds. The use of this residue is linked to the concept of circular economy. Research on the subject shows great potential for application and development of new products. The present work aimed to fully utilize coffee grounds by separating their constituents (fiber, oil, and antioxidant compounds) and proposing alternative applications. The work was divided into three parts. In the first, chemical characterization and cytotoxicity tests of industrial coffee grounds were performed. In the second stage of the work, a sequential extraction with hexane and water was proposed, followed by evaluation of its fractions by antioxidants and gas chromatography coupled to a mass detector. After this extraction, the depleted oil grounds were tested in food preparations (cookies and cereal bars). The characterization of the residue confirmed high amounts of fiber (65,05 %) and oil (25,47%), components chosen as the focus of this research. Higher antioxidant activity (ABTS, DPPH and phenolic compounds) was observed for the freeze-dried and in natura samples in hydroalcoholic extracts when compared to the dry sample and to the aqueous and alcoholic extracts. Sequential extraction with ultrasound showed similar oil yields both in direct extraction with hexane (13,07%) and after a preextraction in water (14,40%). In the qualitative analysis of the oily fractions by chromatography, fatty acids stood out. The coffee grounds samples did not show cellular toxicity. The incorporation of the extraction residues in floury food products resulted in a promising alternative for the preparation of enriched foods with high fiber content and antioxidant properties, especially in cookies