Otimiza??o dos par?metros de extra??o a frio (Cold brew) de caf? ar?bica da regi?o de Minas Gerais para produ??o de caf?s sol?veis liofilizados
Ano de defesa: | 2020 |
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Barroso, L?via AlvesAmaral, Tatiana NunesSchmiele, MarcioFonte, Pedro Ricardo Martins Lopes daSilveira, Jo?o Vin?cius Wirbitzi daUniversidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM)Amaral, Tatiana Nunes2020-03-24T15:33:55Z2020-03-24T15:33:55Z20202020-02-06BARROSO, L?via Alves. Otimiza??o dos par?metros de extra??o a frio (Cold brew) de caf? ar?bica da regi?o de Minas Gerais para produ??o de caf?s sol?veis liofilizados. 2020. 94 p. Disserta??o (Mestrado em Ci?ncia e Tecnologia de Alimentos) ? Programa de P?s-gradua??o em Ci?ncia e Tecnologia de Alimentos, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Diamantina, 2020.http://acervo.ufvjm.edu.br/jspui/handle/1/2199O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - Brasil (CAPES) - C?digo de Financiamento 001.A extra??o a frio ? um m?todo que pode ser aplicado ao caf? sem o uso de altas temperaturas e, assim, consegue preservar os compostos vol?teis do caf?. Entretanto, esse n?o ? o m?todo padr?o para a extra??o do caf? e, portanto, ? necess?rio um processo de otimiza??o das condi??es de processo. Neste estudo, os par?metros para obten??o do caf? extra?do a frio (Coffea arabica), foram otimizados para obter um extrato de caf? rico em cafe?na e s?lidos sol?veis. A otimiza??o dos par?metros do processo foram realizadas utilizando a Metodologia de Superf?cie de Resposta atrav?s de um Delineamento Compostos Central Rotacional. Foram estudados os efeitos do tempo de extra??o, tamanho de part?cula do gr?o de caf?, temperatura de extra??o, raz?o caf?/?gua, agita??o para a concentra??o de cafe?na, s?lidos sol?veis e o rendimento sobre a concentra??o de cafe?na. De acordo com os resultados obtidos neste trabalho foi poss?vel verificar uma redu??o no tempo de extra??o a frio convencional, exigindo apenas 45 minutos para realiza??o da extra??o a frio, resultados diferentes de estudos anteriores que exigiram pelo menos 6 horas de processo. Os resultados obtidos no extrato otimizado demonstraram que a temperatura de extra??o entre 4 ?C e 24 ?C n?o apresentou diferen?a significativa (p<0,05) no processo de extra??o. A valida??o foi realizada com 24 ?C, 30% de raz?o caf?/?gua e 400 rpm, e essas condi??es apresentaram extratos com 3,98 mg/mL de cafe?na, 11,20 ?Brix de s?lidos sol?veis e 90% de rendimento. O objetivo do trabalho ap?s a otimiza??o foi realizar uma liofiliza??o do extrato para obten??o de um caf? sol?vel, portanto foram adicionados crioprotetores (manitol e frutose) no caf? e realizada a extra??o e posterior caracteriza??o do extrato quanto a concentra??o de cafe?na, capacidade antioxidante (m?todo DPPH), compostos fen?licos totais, s?lidos sol?veis, pH e atividade antimicrobiana. Os extratos n?o apresentaram atividade antimicrobiana, mas apresentaram alto teor de s?lidos sol?veis para caf?s ar?bica, concentra??o de cafe?na, capacidade antioxidante e compostos fen?lico totais demonstrando que o m?todo de extra??o a frio foi eficiente. Com rela??o ao caf? liofilizado foi realizada uma caracteriza??o do liofilizado com os crioprotetores em rela??o a atividade de ?gua, umidade, atividade antimicrobiana, atividade antioxidante, compostos fen?licos totais, solubilidade, molhabilidade e morfologia das part?culas. Os caf?s liofilizados tamb?m n?o apresentaram atividade antimicrobiana, se mantiveram nos padr?es de atividade de ?gua e umidade definidos pela Ag?ncia Nacional de Vigil?ncia Sanit?ria por?m a amostra de frutose apresentou umidade superior ao valor limite pela legisla??o brasileira (<5%). Em geral, nas an?lises realizadas observou-se uma influ?ncia ruim dos crioprotetores no extrato e no caf? liofilizado, onde o extrato do caf? sem crioprotetor apresentou maior capacidade antioxidante (88,12%) e maior conte?do de compostos fen?licos (7,74 mgAG/mL do extrato), apenas para a an?lise de s?lidos sol?veis os crioprotetores manitol e frutose apresentaram bons resultados em rela??o ao extrato sem crioprotetor (14,03 ?Brix, 14,40 ?Brix, 11,33 ?Brix, respectivamente). O elevado resultado com rela??o a capacidade antioxidante e concentra??o de cafe?na do caf? extra?do a frio demonstraram boa qualidade e efici?ncia do processo e para as an?lises realizadas os crioprotetores n?o apresentaram vantagem na utiliza??o.Submitted by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2020-03-24T15:33:40Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) livia_alves_barroso.pdf: 1880053 bytes, checksum: 14172e49e63ce3d603b19d4551e23874 (MD5)Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2020-03-24T15:33:55Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) livia_alves_barroso.pdf: 1880053 bytes, checksum: 14172e49e63ce3d603b19d4551e23874 (MD5)Made available in DSpace on 2020-03-24T15:33:55Z (GMT). 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The optimization of the process parameters were performed using the Response Surface Methodology through a Central Rotational Composite Design. The effects of the extraction time, particle size of the coffee bean, extraction temperature, coffee / water ratio, agitation for the concentration of caffeine, soluble solids and the yield on the concentration of caffeine were studied. According to the results obtained in this work, it was possible to verify a reduction in the conventional cold extraction time, requiring only 45 minutes to perform the cold extraction, different results from previous studies that required at least 6 hours of process. The results obtained in the optimized extract showed that the extraction temperature between 4 ?C and 24 ?C did not show any significant difference (p <0.05) in the extraction process. The validation was performed with 24 ?C, 30% coffee / water ratio and 400 rpm, and these conditions presented extracts with 3.98 mg / mL of caffeine, 11.20 ?Brix of soluble solids and 90% of yield. The objective of the work after optimization was to lyophilize the extract to obtain a soluble coffee, therefore cryoprotectants (mannitol and fructose) were added to the coffee and the extraction and further characterization of the extract was performed in terms of caffeine concentration, antioxidant capacity (method DPPH), total phenolic compounds, soluble solids, pH and antimicrobial activity. The extracts did not show antimicrobial activity, but they did have a high content of soluble solids for arabica coffee, caffeine concentration, antioxidant capacity and total phenolic compounds, demonstrating that the cold extraction method was efficient. Regarding lyophilized coffee, a characterization of the lyophilized coffee was performed with cryoprotectants in relation to water, humidity, antimicrobial activity, antioxidant activity, total phenolic compounds, solubility, wettability and particle morphology. Freeze-dried coffees also did not show antimicrobial activity, they maintained the water and humidity activity standards defined by the National Health Surveillance Agency, but the fructose sample showed humidity higher than the limit value by Brazilian legislation (<5%). In general, in the analyzes performed, there was a bad influence of cryoprotectants on the extract and on freeze-dried coffee, where the coffee extract without cryoprotectant had a higher antioxidant capacity (88.12%) and a higher content of phenolic compounds (7.74 mgAG / mL of the extract), only for the analysis of solublesolids the cryoprotectants mannitol and fructose showed good results in relation to the extract without cryoprotectant (14.03 ?Brix, 14.40 ?Brix, 11.33 ?Brix, respectively). The high result in relation to the antioxidant capacity and caffeine concentration of cold extracted coffee demonstrated good quality and efficiency of the process and for the analyzes carried out, the cryoprotectants did not present an advantage in the use.porUFVJMA concess?o da licen?a deste item refere-se ao ? termo de autoriza??o impresso assinado pelo autor, assim como na licen?a Creative Commons, com as seguintes condi??es: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publica??o, autorizo a Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri e o IBICT a disponibilizar por meio de seus reposit?rios, sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei n? 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permiss?es assinaladas, para fins de leitura, impress?o e/ou download, a t?tulo de divulga??o da produ??o cient?fica brasileira, e preserva??o, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessOtimiza??o dos par?metros de extra??o a frio (Cold brew) de caf? ar?bica da regi?o de Minas Gerais para produ??o de caf?s sol?veis liofilizadosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisAtividade antioxidanteCaf? ar?bicaCaf? instant?neoCafe?naCrioprotetorHPLCAntioxidant activityArabica coffeeInstant coffeeCaffeineCryoprotectorreponame:Repositório Institucional da UFVJMinstname:Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM)instacron:UFVJMTEXTlivia_alves_barroso.pdf.txtlivia_alves_barroso.pdf.txtExtracted texttext/plain171247http://acervo.ufvjm.edu.br/jspui/bitstream/1/2199/6/livia_alves_barroso.pdf.txt0c63fd3f80b3a6c014ef203a90dba059MD56LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82157http://acervo.ufvjm.edu.br/jspui/bitstream/1/2199/5/license.txtc0fe10782d3e2994b7c028f47c86ff9eMD55CC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; charset=utf-849http://acervo.ufvjm.edu.br/jspui/bitstream/1/2199/2/license_url4afdbb8c545fd630ea7db775da747b2fMD52license_textlicense_texttext/html; charset=utf-80http://acervo.ufvjm.edu.br/jspui/bitstream/1/2199/3/license_textd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD53license_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-80http://acervo.ufvjm.edu.br/jspui/bitstream/1/2199/4/license_rdfd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD54ORIGINALlivia_alves_barroso.pdflivia_alves_barroso.pdfapplication/pdf1880053http://acervo.ufvjm.edu.br/jspui/bitstream/1/2199/1/livia_alves_barroso.pdf14172e49e63ce3d603b19d4551e23874MD511/21992020-03-25 03:00:40.279oai:acervo.ufvjm.edu.br/jspui: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ório InstitucionalPUBhttp://acervo.ufvjm.edu.br/oai/requestrepositorio@ufvjm.edu.bropendoar:21452020-03-25T06:00:40Repositório Institucional da UFVJM - Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM)false |
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