Αξιοποίηση υπο- προϊόντων παραγωγής καφέ για την παραγωγή καινοτόμων ροφημάτων
Creators: name: Λούκρη, Αναστασία Πέτρου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: Πούλπα καφέ
Πράσινη εκχύλιση
Καινοτόμα ροφήματα
Coffee pulp
Green extraction
Innovative brews

description: Σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής είναι η μελέτη της παραλαβής ενώσεων με την ικανότητα απόσβεσης ρίζας DPPH και καφεΐνης από υπο-παραπροϊόντα της παραγωγής του καφέ με τη χρήση μη συμβατικών διαλυτών, όπως υδατικά διαλύματα κυκλοδεξτρινών και συστήματα βαθέως εύτηκτων διαλυτών. Η παρασκευή εκχυλισμάτων με υψηλή περιεκτικότητα βιοενεργών ενώσεων με τη χρήση διαλυτών, που μπορούν να υποκαταστήσουν τους συμβατικούς διαλύτες, αποτελεί ένα χρήσιμο εργαλείο για τη βιομηχανία τροφίμων. Ο καφές αποτελεί ένα από το πιο εμπορεύσιμα προϊόντα στο κόσμο, με αποτέλεσμα κατά τη διαδικασία της επεξεργασίας του κόκκου και παραγωγής του ροφήματος του καφέ να παράγεται μεγάλος αριθμός παραπροϊόντων. Η πούλπα του καφέ, που φέρει την εμπορική ονομασία Cascara, αποτελεί ένα υπο-προϊόν που περιέχει βιοενεργά, τα οποία περιέχονται και στο καρπό όπως είναι το χλωρογενικό οξύ και η καφεΐνη. Για τις ανάγκες της μελέτης παρασκευάστηκαν αρχικά εκχυλίσματα με τη χρήση υδατικών διαλυμάτων βαθέως εύτηκτου διαλύτη, στα οποία μετρήθηκε η ικανότητα απόσβεσης ρίζας DPPH και η περιεκτικότητα σε καφεΐνη. Οι παράμετροι που μελετήθηκαν ήταν η συγκέντρωση του διαλύτη σε υδατικό διάλυμα (CDES) με όρια από 45 μέχρι 85 % w/v, η αναλογία διαλύτη προς φυτικό υλικό (L/S) με όρια από 13 μέχρι 47 ml/g και η θερμοκρασία (Τ) με όρια από 30 μέχρι 80 °C, ενώ ο χρόνος της εκχύλισης ήτανε σταθερός 2 h. Παράλληλα έγινε και κινητική μελέτη της εκχύλισης της καφεΐνης με τη χρήση του βαθέως εύτηκτου διαλύτη με χρήση του μοντέλου του Peleg. Στα πλαίσια της χρήσης μη συμβατικών διαλυτών έγινε και μελέτη της παραλαβής συστατικών με την ικανότητα απόσβεσης ρίζας DPPH και της καφεΐνης με τη χρήση υδατικών διαλυμάτων β-κυκλοδεξτρίνης. Οι συνθήκες που εξετάστηκαν ήτανε η συγκέντρωση της β-κυκλοδεξτρίνης σε υδατικό διάλυμα (Cβcd) με όρια από 0 μέχρι 18,5 mg/ml, η αναλογία διαλύτη προς φυτικό υλικό (L/S) με όρια από 13 μέχρι 47 ml/g και η θερμοκρασία (T) με όρια από 30 μέχρι 80 °C, ενώ ο χρόνος της εκχύλισης ήτανε σταθερός 2 h. Βάσει των αποτελεσμάτων των δυο βελτιστοποιήσεων παρατηρήθηκε διαφορετική ικανότητα παραλαβής επιθυμητών ενώσεων βάσει της σύστασης των διαλυτών. Όσο αναφορά τους υπόλοιπους παράγοντες, παρατηρήθηκε θετική επίδραση των παραγόντων της θερμοκρασίας και της αναλογίας υγρού-στερεού ως προς την απόδοση της εκχύλισης. Στη συνέχεια επιλέχθηκαν οι κατάλληλες συνθήκες βάσει των αποδόσεων για τη σύγκριση των υπό μελέτη συστημάτων με συμβατικούς διαλύτες, ως προς τις αποδόσεις. Μέσω της σύγκρισης, παρατηρήθηκε ότι οι βαθέως εύτηκτοι διαλύτες λειτούργησαν καλύτερα από τους συμβατικούς διαλύτες και από την β-κυκλοδεξτρίνη με αποτέλεσμα, να κρίνεται ως ένα υποσχόμενο μέσο για τη βιομηχανία παραγωγής εκχυλισμάτων. Τέλος, μελετήθηκε το οργανοληπτικό προφίλ των ροφημάτων τόσο από την πούλπα όσο και από τον καφέ, με σκοπό να βρεθεί εάν υπάρχει συσχέτιση μεταξύ των δυο πρώτων υλών ενώ ταυτόχρονα μελετήθηκε η επίδραση της κυκλοδεξτρίνης στα ροφήματα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η πούλπα του καφέ διαμορφώνει ένα οργανοληπτικό προφίλ διαφορετικό από τον καφέ, που προσεγγίζει περισσότερο αυτό του τσαγιού ενώ η κυκλοδεξτρίνη μπορεί να επηρεάσει το τελικό προφίλ
description: The purpose of this study was the extraction of caffeine and antioxidants from by-products of coffee industry with the use of non-conventional extraction solvents such as aqua solutions of cyclodextrin and deep eutectic solvents. The production of extracts with high content of bio actives compounds with solvents with no conventional, it can be used from food industry. Coffee is one of the most consuming products in the world, and so during the production line a lot of byproducts generated. Coffee pulp, which is known with the commercial name Cascara, represents a byproduct with same bioactive with coffee ground as chlorogenic acid and caffeine. Firstly, in this study extracts were prepared with aqua solution of deep eutectic solvents and the antiradical activity and caffeine content were measured. In this study factors of concentration of DES in aqueous solution (CDES) from 45 to 85 % w/v, liquid-to-solid ratio (L/S) from 13 to 47 ml/g and the temperature of extraction (T) from 30 to 80 °C were evaluated with time of the extraction fixed to 2h. In the same time, kinetic of the extraction of caffeine with use of deep eutectic solvents was studied with the use of the Peleg’s model. In addition, it was evaluated and the use of aqua solutions of cyclodextrin for the extraction of antioxidants and caffeine. On this part, factors of concentration of cyclodextrin in aqueous solution (Cβcd) from 0 to 18.5 mg/ml, liquid-to-solid ratio (L/S) from 13 to 47 ml/g and the temperature of extraction (T) from 30 to 80 °C were evaluated with time of the extraction fixed to 2h. Based on the results, it was observed the different effect of solvent concentration in the extraction of the bioactive compounds, and also the positive effect of liquid to solid ratio and temperature in the extraction. In addition, it was compared the efficiency of non-conventional with conventional solvents based on appropriate conditions. It was observed that the deep eutectic solvent was more efficient from the other systems. So, they can be a mean for the industrial extracts production. Finally, it was studied the sensory profile of coffee pulp and coffee, with the purpose of exploring the correlation between the plant materials and the impact of cyclodextrin in the brews. The results showed, that coffee pulp developed a different sensory profile from coffee and especially closer to a tea infusion. Furthermore, cyclodextrin showed that it can contribute to the final profile