Βελτιστοποίηση εκχύλισης πολυφαινολικών ουσιών από υπολείμματα οικιακής επεξεργασίας καφέ με χρήση διαλυμάτων νερού/γλυκερόλης

Abstract

Οικιακά υπολείμματα καφέ φίλτρου χρησιμοποιήθηκαν ως πρώτη ύλη, με σκοπό την ανάκτηση λειτουργικών πολυφαινολικών συστατικών. Η εκχύλιση διεξήχθη με τη βοήθεια υπερήχων χρησιμοποιώντας υδατικά διαλύματα γλυκερόλης, και για το λόγο αυτό η μέθοδος αρχικά πραγματοποιήθηκε βελτιστοποίηση της συγκέντρωσης της γλυκερόλης (Cgl) και του χρόνου εκχύλισης (t), με εφαρμογή μεθοδολογίας αποκριτικής επιφάνειας, μέσω ενός κεντρικού σύνθετου πειραματικού σχεδιασμού. Υπό τις βελτιστοποιημένες συνθήκες (Cgl = 4% (w/v), t = 175 min), η απόδοση σε ολικές πολυφαινόλες (YTP) ήταν 21.92 ± 2.20 mg ισοδυνάμων καφεϊκού οξέος ανά g ξηρού βάρους. Η επίδραση της θερμοκρασίας εκτιμήθηκε χρησιμοποιώντας κινητική μελέτη, μέσα σε ένα εύρος από 45 έως 65 °C και με τον προσδιορισμό ορισμένων βασικών κινητικών παραμέτρων βρέθηκε ότι η απόδοση εκχύλισης μπορεί να αυξηθεί σημαντικά στους 65 °C. Ο προσδιορισμός της αναγωγικής ισχύος των εκχυλισμάτων που παρήχθησαν, έδειξε ότι όσο υψηλότερη είναι η συνολική συγκέντρωση των πολυφαινολών, τόσο υψηλότερη είναι η αντιοξειδωτική δράση.

Culinary filter coffee residues were utilised as raw material, with the aim of recovering functional polyphenolic components. The extraction was performed under ultrasonicationusing aqueous glycerol, and for this reason the process was initially optimised with regard to glycerol concentration (Cgl) and extraction time (t), by implementing response surface methodology via a central composite experimental design. Under the optimised conditions (Cgl = 4% (w/v),t = 175 min), the yield in total polyphenols(YTP) was 21.92±2.20 mg caffeic acid equivalents per g of dry weight.The effect of temperature was also assessed using kinetics, within a range of 45 – 65 °C and the determination of some basic kinetic parameters suggested that extraction yield can be significantly increased at 65 °C. The determination of the reducing power of the extracts generated suggested that the higher the total polyphenol concentration, the higher the antioxidant activity.