Modificação físico-química e extração de compostos bioativos da borra de café espresso

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dc.contributor.advisorOliveira, Suzana Mali de
dc.contributor.authorSilva, Jaquellyne Bittencourt Moraes Duarte da
dc.contributor.bancaYamashita, Fábio
dc.contributor.bancaCarvalho, Fabíola Azanha de
dc.contributor.bancaVignoli, Josiane Alessandra
dc.contributor.bancaShirai, Mariane Ayumi
dc.contributor.coadvisorBenassi, Marta Toledo de
dc.coverage.extent146 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2026-08-25T16:07:04Z
dc.date.available2026-08-25T16:07:04Z
dc.date.issued2025-08-14
dc.description.abstractA borra de café espresso (BC) é um resíduo agroindustrial abundante, com grande potencial de valorização devido ao seu elevado teor de compostos bioativos e fibras alimentares, especialmente as insolúveis. Rica em ácidos clorogênicos e cafeína, a BC tem sido amplamente investigada por seu potencial antioxidante e aplicações multifuncionais. Este trabalho teve como objetivo geral empregar os processos de ultrassonicação e extrusão reativa para modificação físico-química da borra de café espresso com vistas à obtenção de ingrediente multifuncional rico em fibras alimentares e compostos bioativos. Da extração assistida por ultrassom da BC, obteve-se a recuperação de compostos bioativos no extrato líquido (cafeína:400,1 mg/100 g; polifenóis: 800,4 mg GAE/100 g; melanoidinas: 2100,2 mg/100 g) e simultaneamente a recuperação da fração sólida residual, rica em compostos bioativos e fibras alimentares (73,0 g/100 g), resultando na utilização integral do resíduo. O extrato líquido pode ser usado como ingrediente natural para bebidas ou para isolar a cafeína, enquanto a matriz sólida pode ser usada para produzir alimentos funcionais. A extrusão reativa isolada e com os diferentes tratamentos, ácido cítrico e peróxido de hidrogênio alcalino, também se apresentou como uma ferramenta promissora para a modificação estrutural da BC, com diferenças significativas em sua composição química e propriedades tecnofuncionais. O tratamento com ácido cítrico se caracterizou pelo aumento no teor de fibras totais e insolúveis, especialmente celulose, e esse material apresentou forte capacidade de adsorver glicose e colesterol em pH neutro, indicando seu potencial para uso em alimentos com alegações funcionais. O tratamento com peróxido de hidrogênio alcalino aumentou a capacidade de retenção de água, o que pode ser benéfico em aplicações tecnológicas. A extrusão isolada, sem reagentes, preservou compostos bioativos como cafeína e ácidos clorogênicos, além de aumentar as fibras solúveis e a capacidade antioxidante. Conclui-se que o emprego dos processos de ultrassonicação e extrusão reativa representa uma abordagem promissora para a valorização integral da BC, além de obtenção de um material com propriedades promissoras e multifuncional na área de alimentos. O emprego destas estratégias contribui para o aproveitamento sustentável da BC, reduzindo os impactos ambientais associados ao seu descarte inadequado e alinhando-se aos princípios da bioeconomia circular
dc.description.abstractother1Spent coffee grounds (SCG) are an abundant agro-industrial residue with great potential for recovery due to their high content of bioactive compounds and dietary fibers, especially insoluble ones. Rich in chlorogenic acids and caffeine, SCG has been widely investigated for its antioxidant potential and multifunctional applications. The general objective of this work was to use the ultrasonication and reactive extrusion processes for the physicochemical modification of spent coffee grounds to obtain a multifunctional ingredient rich in dietary fiber and bioactive compounds. The ultrasound-assisted extraction of spent coffee grounds resulted in the recovery of bioactive compounds in the liquid extract (caffeine: 400.1 mg/100 g; polyphenols: 800.4 mg GAE/100 g; melanoidins: 2100.2 mg/100 g) and simultaneously the recovery of the residual solid fraction, rich in bioactive compounds and dietary fibers (73.0 g/100 g), resulting in the full use of the residue. The liquid extract can be used as a natural ingredient for drinks or to isolate caffeine, while the solid matrix can be used to produce functional foods. Reactive extrusion in isolation and with different treatments, citric acid and alkaline hydrogen peroxide, also proved to be a promising tool for the structural modification of SCG, with significant differences in its chemical composition and techno-functional properties. Treatment with citric acid was characterized by an increase in total and insoluble fiber content, especially cellulose, and this material showed a strong ability to adsorb glucose and cholesterol at neutral pH, indicating its potential for use in foods with functional claims. Treatment with alkaline hydrogen peroxide increased the water retention capacity, which could be beneficial in technological applications. Extrusion alone, without reagents, preserved bioactive compounds such as caffeine and chlorogenic acids, as well as increasing soluble fiber and antioxidant capacity. It is concluded that the use of ultrasonication and reactive extrusion processes represents a promising approach for the integral valorization of SCG, as well as obtaining a material with promising properties as a multifunctional material in the food area. The use of these strategies contributes to the sustainable use of SCG, reducing the environmental impacts associated with its inappropriate disposal and aligning with the principles of the circular bioeconomy
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/19565
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCCA - Departamento de Ciência e Tecnologia de Alimentos
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Ciência de Alimentos
dc.subjectResíduo lignocelulósico
dc.subjectExtração assistida por ultrassom
dc.subjectExtrusão reativa
dc.subjectCafeína
dc.subjectFibras
dc.subjectBorra de café expresso
dc.subject.capesCiências Agrárias - Ciência e Tecnologia de Alimentos
dc.subject.cnpqCiências Agrárias - Ciência e Tecnologia de Alimentos
dc.subject.keywordsLignocellulosic residue
dc.subject.keywordsUltrasonic-assisted extraction
dc.subject.keywordsReactive extrusion
dc.subject.keywordsCaffeine
dc.subject.keywordsFibers
dc.subject.keywordsSpent coffee grounds
dc.titleModificação físico-química e extração de compostos bioativos da borra de café espresso
dc.title.alternativePhysicochemical modification and extraction of bioactive compounds from espresso spent coffee grounds
dc.typeTese
dcterms.educationLevelDoutorado
dcterms.provenanceCentro de Ciências Agrárias

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