Título: APLICAÇÃO DA METODOLOGIA DOE NA EXTRAÇÃO DE PIGMENTOS E COMPOSTOS FENÓLICOS DA CASCA DO CAFÉ UM ESTUDO DE OTIMIZAÇÃO
Título alternativo: APPLICATION OF THE DOE METHODOLOGY IN THE EXTRACTION OF PIGMENTS AND PHENOLIC COMPOUNDS FROM COFFEE HUSK AN OPTIMIZATION STUDY
Autoria de: Lucas Ricardo Marciano de Jesus
Orientação de: Barbara Sayuri Bellete
Presidente da banca: Barbara Sayuri Bellete
Primeiro membro da banca: Luciana Lopes Silva Pereira
Segundo membro da banca: Tatiana Silveira Junqueira de Moraes
Palavras-chaves: Extração Verde, Design de Experimento, Superfície de Resposta, Bioativos do café, Sustentabilidade no café
Data da defesa: 31/01/2025
Semestre letivo da defesa: 2024-2
Data da versão final: 07/02/2025
Data da publicação: 07/02/2025
Referência: Jesus, L. R. M. d. APLICAÇÃO DA METODOLOGIA DOE NA EXTRAÇÃO DE PIGMENTOS E COMPOSTOS FENÓLICOS DA CASCA DO CAFÉ UM ESTUDO DE OTIMIZAÇÃO. 2025. 54 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.
Resumo: O café é uma das bebidas mais consumidas globalmente, desempenhando um papel importante tanto na rotina das pessoas quanto na economia de diversos países. Contudo, a produção de café gera resíduos, como casca, polpa, película prateada e borra, que se não forem gerenciados corretamente, podem causar impactos ambientais negativos. Esses resíduos contêm compostos bioativos com potencial para aplicações nas indústrias alimentícia, farmacêutica e cosmética, devido às suas propriedades antioxidantes, anti-inflamatórias e antimicrobianas. A extração desses compostos do material vegetal é uma etapa crítica para o aproveitamento dos resíduos, pois é influenciada por variáveis como solvente, temperatura, tempo de extração, entre outros. Neste contexto, a aplicação do Delineamento de Experimentos (DoE) e da Metodologia de Superfície de Resposta (RSM) é essencial para otimizar o processo de extração, permitindo o estudo do efeito entre as variáveis estudadas, redução de custos e tempo de análise, garantindo a máxima eficiência na obtenção dos produtos desejados. Este estudo teve como objetivo modelar e otimizar um método de extração verde de metabólitos secundários da casca do café a fim de agregar valor a esse resíduo subaproveitado. Inicialmente, foi realizada uma análise preliminar utilizando 3 diferentes técnicas para definir a melhor extração agitação magnética, shaker e ultra-turrax. Os resultados de rendimento indicaram que os melhores resultados foram obtidos utilizando o shaker. Em seguida, o delineamento foi obtido utilizado o software Minitab, em um experimento fatorial completo com 3 fatores (massa de casca de café, tempo de extração e porcentagem de água na composição do solvente) e 2 níveis. Após a execução dos experimentos, as condições ótimas de extração para Teores de Fenólicos Totais (TFT) foram de 6,9 g para massa da casca do café, 52 horas para tempo de extração e 53,8 para a porcentagem de água na composição do solvente extrator (solução etanólica). Já para o rendimento total, os resultados de otimização foram de 3,97 g para massa da casca, 56 horas para tempo de extração e 51,7 de água na composição do solvente. Este estudo alcançou resultados promissores na otimização das condições de extração de compostos de interesse da casca do café, sugerindo um potencial significativo desses resíduos para aplicações industriais, agregando valor à cadeia produtiva do café. A valorização de subprodutos como a casca do café pode contribuir para uma cafeicultura mais sustentável, reduzindo o descarte inadequado desses resíduos e promovendo o desenvolvimento de produtos com alto valor agregado.
Abstract: Coffee is one of the most widely consumed beverages globally, playing an important role in peoples daily routines and the economies of various countries. However, coffee production generates waste such as husks, pulp, silver skin, and spent coffee grounds, which if not properly managed, can cause negative environmental impacts. These residues contain bioactive compounds with potential applications in food, pharmaceutical, and cosmetic industries due to their antioxidant, anti-inflammatory, and antimicrobial properties. The extraction of these compounds from plant material is a critical step for the utilization of these residues, as it is influenced by factors as solvent, temperature, extraction time, among others. In this context, the application of Design of Experiments (DoE) and Response Surface Methodology (RSM) is essential to optimize the extraction process, allowing the study of the effects among the variables, cost and time reduction, and ensuring maximum efficiency in obtaining the desired products. This study aimed to model and optimize a green extraction method for secondary metabolites from coffee husks to add value to this underutilized residue. Initially, a preliminary analysis was conducted using three different techniques to define the best extraction method magnetic stirring, shaker, and ultra-turrax. The yield results indicated that the best datas were achieved using shaker. Subsequently, the design was obtained using Minitab software, in a full factorial experiment with three factors (coffee husk mass, extraction time, and water percentage in the solvent composition) and two levels. After conducting the experiments, the optimal extraction conditions for Total Phenolic Content (TPC) were 6.9 g for coffee husk mass, 52 hours for extraction time, and 53.8 water in the solvent composition (ethanol solution). For total yield, the optimization results were 3.97 g for husk mass, 56 hours for extraction time, and 51.7 water in the solvent composition. This study achieved promising results in optimizing the extraction conditions of interest from coffee husks, suggesting significant potential for these residues in industrial applications, adding value to the coffee production chain. The valorization of by-products like coffee husks can contribute to more sustainable coffee farming, reducing the improper disposal of these residues and promoting the development of high-value-added products.
URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.
Curso: G021 - QUÍMICA (BACHARELADO)
Nome da editora: Universidade Federal de Lavras
Sigla da editora: UFLA
País da editora: Brasil
Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso
Nome da língua do conteúdo: Português
Código da língua do conteúdo: por
Licença de acesso: Acesso aberto
Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras
URI da licença: repositorio.ufla.br
Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br
Detentores dos direitos autorais: Lucas Ricardo Marciano de Jesus e Universidade Federal de Lavras
Baixar arquivo