Recuperación de compuestos con propiedades antioxidantes a partir de residuos de la industria del café

Abstract

Con la valorización de residuos de la industria alimentaria en el marco de la economía circular se busca la recuperación de compuestos de alto valor añadido como son los compuestos fenólicos, lo que conlleva buscar un menor impacto ambiental y la búsqueda de la reutilización de los residuos producidos, acrecentado por la demanda de los consumidores por ingredientes de origen natural de diferentes fuentes de compuestos bioactivos. Por ello este Trabajo de Fin de Máster, tiene como objetivo maximizar la recuperación de los compuestos fenólicos del residuo sólido del café, estudiando el efecto de diferentes parámetros en la extracción asistida por microondas. Previamente se realiza la caracterización de dicho residuo, con el fin de conocer su estructura y composición y compararla con residuos existentes en bibliografía de características similares. La determinación de los compuestos presentes en el residuo es clave para plantear una estrategia de recuperación adecuada de los compuestos fenólicos. Una vez finalizada la caracterización se realiza un diseño experimental central compuesto para optimizar el proceso de extracción de los compuestos fenólicos empleando como disolvente mezclas eutécticas (DES) constituidas por cloruro de colina (ChCl) y glicerol (Glic). Se analizará el efecto de las variables temperatura, tiempo, % de agua en DES y relación molar ChCl:Glic que permita maximizar la concentración de compuestos fenólicos en el extracto. Las condiciones óptimas de extracción fueron 120 °C, 7,27 min, 28,78% agua en DES y 1,01 relación molar ChCl:Glic, siendo la concentración de fenoles en el extracto de 1,98 mg GAE/g m.p. Finalmente, se establecieron los parámetros analíticos básicos de los diferentes métodos de análisis empleados en este trabajo, resultando adecuados todos de ellos. Entre estos parámetros se encuentran la linealidad, la repetibilidad, el sesgo, el límite de detección (LD) y límite de cuantificación (LC), habiéndose seguido de acuerdo con las directrices de la Conferencia Internacional de Armonización (ICH). Además, se ha puesto a punto un método de separación mediante HPLC para la determinación de compuestos fenólicos individuales.

With the recovery of waste from the food industry in the scope of the circular economy, the recovery of compounds with high added value, such as phenolic compounds, is sought, which implies seeking a lower environmental impact and seeking to reuse the waste produced, increased by consumer demand for naturally derived ingredients from different sources of bioactive compounds. Therefore, this Final Master's Project aims to maximize the recovery of phenolic compounds from the spend coffee grounds, studying the effect of different parameters on microwave-assisted extraction. Previously, the characterization of said residue is carried out, in order to know its structure and composition and compare it with existing residues in the bibliography with similar characteristics. The determination of the compounds present in the residue is key to proposing an adequate recovery strategy for phenolic compounds. Once the characterization is completed, a composite central experimental design is carried out to optimize the extraction process of phenolic compounds, using Dee Eutectic Solvents (DES) consisting of choline chloride (ChCl) and glycerol (Glyc) as solvent. The effect of the variables temperature, time, % of water in DES and molar ratio ChCl:Glyc that will maximize the concentration of phenolic compounds in the extract will be analyzed. The optimal extraction conditions were 120 ° C, 7,27 min, 28,78% water in DES and 1,01 ChCl:Glyc molar ratio, the concentration of phenols in the extract being 1,98 mg GAE/g m.p. Finally, the basic analytical parameters of the different analysis methods used in this work were established, all of them being adequate. These parameters include linearity, repeatability, bias, detection limit (LD) and limit of quantification (LC), having been followed in accordance with the guidelines of the International Conference on Harmonization (ICH). In addition, an HPLC separation method has been developed for the determination of individual phenolic compounds.