Extração assistida por microondas de compostos bioativos do café verde (Coffea arabica) utilizando solventes eutéticos

Abstract

O café é amplamente valorizado nos setores comercial, industrial, econômico e possui propriedades benéficas à saúde. Os ácidos clorogênicos (ACG), encontrados no grão de café, são conhecidos por suas propriedades antioxidantes, proteção hepática e regulação dos níveis de glicose. Uma abordagem moderna para a extração de compostos naturais é o uso de Solventes Eutéticos Profundos Naturais (NADES), que possuem baixa toxicidade, biodegradabilidade e capacidade de extrair compostos de diferentes polaridades. O objetivo deste estudo foi otimizar e avaliar a extração de compostos bioativos do grão de café verde, como fenólicos totais (FT), ACG e atividade antioxidante (AA). Utilizou a combinação de NADES com a técnica de extração assistida por microondas. A eficiência da extração usando NADES foi comparada com a de solventes orgânicos convencionais. Três combinações de NADES foram testadas: cloreto de colina com ácido oxálico [Ch]Cl:AO, cloreto de colina com ácido cítrico [Ch]Cl:AC e cloreto de colina com ácido lático [Ch]Cl:AL. Foi aplicada uma metodologia estatística de superfície de resposta para avaliar o efeito da temperatura, concentração de biomassa e fração de água adicionada ao solvente na extração dos fenólicos totais. Os extratos obtidos usando NADES e solventes convencionais (etanol e acetato de etila) foram analisados por Espectrofotometria UV-Vis para determinar o teor de fenólicos, ACG e AA. Os resultados mostraram que o ponto ótimo para maior rendimento de FT foi a uma temperatura de 86,75 ºC, com 30% de biomassa no solvente e 58,42% de adição de água ao NADES. Os NADES demonstraram eficiência na extração de fenólicos totais. O NADES [Ch]Cl:AO foi selecionado para determinar a concentração de ACG, apresentando um teor de 12,48%. Os extratos obtidos com NADES e com solventes convencionais exibiram AA significativa e valores próximos. O estudo evidenciou que o uso de NADES é uma alternativa promissora para a extração de compostos bioativos presentes no grão de café verde. Palavras-chave: Compostos fenólicos. Café. Química verde. NADES. Atividade antioxidante. Ácidos clorogênicos. Metodologia de superfície de resposta.

Coffee is widely valued in commercial, industrial, economic sectors and has beneficial health properties. Chlorogenic acids (CGA), found in the coffee bean, are known for their antioxidant properties, liver protection and regulation of glucose levels. A modern approach for the extraction of natural compounds is the use of Natural Deep Eutectic Solvents (NADES), which have low toxicity, biodegradability and the ability to extract compounds of different polarities. The aim of this study was to optimize and evaluate the extraction of bioactive compounds from green coffee bean such as total phenolics (FT), ACG and antioxidant activity (AA). It used the combination of NADES with microwave-assisted extraction technique. The extraction efficiency using NADES was compared with that of conventional organic solvents. Three combinations of NADES were tested: choline chloride with oxalic acid [Ch]Cl:AO, choline chloride with citric acid [Ch]Cl:AC and choline chloride with lactic acid [Ch]Cl:AL. A statistical response surface methodology was applied to evaluate the effect of temperature, biomass concentration and water fraction added to the solvent on the extraction of total phenolics. The extracts obtained using NADES and conventional solvents (ethanol and ethyl acetate) were analyzed by UV-Vis spectrophotometry to determine the content of phenolics, ACG and AA. The results showed that the optimum point for highest FT yield was at a temperature of 86.75 ºC, with 30% biomass in the solvent and 58.42% water addition to NADES. The NADES showed efficiency in the extraction of total phenolics. The NADES [Ch]Cl:AO was selected to determine the concentration of ACG, showing a content of 12.48%. The extracts obtained with NADES and with conventional solvents exhibited significant AA and close values. The study evidenced that the use of NADES is a promising alternative for the extraction of bioactive compounds present in green coffee beans. Keywords: Phenolic compounds. Coffee. Green chemistry. NADES. Antioxidant activity. Chlorogenic acids. Response surface methodology.