Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-09-21Bitstream added on 2014-06-13T20:32:11Z : No. of bitstreams: 1 huamanimelendez_vj_me_sjrp_parcial.pdf: 569064 bytes, checksum: a421744f281164e37617b166ac6f3843 (MD5) Bitstreams deleted on 2014-10-03T16:24:34Z: huamanimelendez_vj_me_sjrp_parcial.pdf,Bitstream added on 2014-10-03T16:27:33Z : No. of bitstreams: 2 huamanimelendez_vj_me_sjrp_parcial.pdf.txt: 53713 bytes, checksum: 111b3a17f7877d22607c79773592bd40 (MD5) 000698203.pdf: 2310634 bytes, checksum: 632d409df815fe5814967be2a2659bf4 (MD5) Bitstreams deleted on 2014-10-03T16:33:11Z: 000698203.pdf,Bitstream added on 2014-10-03T16:43:25Z : No. of bitstreams: 2 huamanimelendez_vj_me_sjrp_parcial.pdf.txt: 53713 bytes, checksum: 111b3a17f7877d22607c79773592bd40 (MD5) 000698203.pdf: 2310634 bytes, checksum: 632d409df815fe5814967be2a2659bf4 (MD5) Bitstreams deleted on 2014-10-03T16:48:51Z: 000698203.pdf,Bitstream added on 2014-10-03T16:49:44Z : No. of bitstreams: 1 000698203.pdf: 2310634 bytes, checksum: 632d409df815fe5814967be2a2659bf4 (MD5) Bitstreams deleted on 2014-10-27T11:47:01Z: 000698203.pdf,Bitstream added on 2014-10-27T11:48:02Z : No. of bitstreams: 1 000698203.pdf: 2310634 bytes, checksum: 632d409df815fe5814967be2a2659bf4 (MD5) / Oea / A presente pesquisa propõe como alternativa melhorar o processo de extração da cafeína dos grãos de café de variedade arábica utilizando água como solvente com auxílio de ultrassom de alta intensidade. Na primeira etapa da pesquisa foram avaliadas propriedades físicas do grão no processo de hidratação e a proposição da solução analítica para a semiesfera da equação de Fick. Na segunda etapa foi avaliado o coeficiente de difusão da cafeína no processo de extração com água em diferentes temperaturas (30, 40, 50 e 60 °C). Na terceira etapa foi empregado um delineamento composto central rotacional para avaliar a porcentagem de recuperação e o coeficiente de difusão de cafeína nos grãos de café, para os tempos de 15, 30 e 60 minutos sob a influência do ultrassom de alta intensidade (30, 45, 65, 85 e 100% da amplitude da potência) em diferentes ciclos de aplicação (30, 45, 65, 85 e 100%) e em função da temperatura de extração (30, 36, 45, 53 e 60 °C). O modelo matemático para geometria semiesférica apresentou melhor ajuste aos dados experimentais, tanto para a difusão de água nos grãos de café no processo de hidratação, como para o processo de extração de cafeína em meio aquoso. O coeficiente de difusão de água no grão de café no processo de hidratação variou de 6,901 .10-11 m2 s-1 a 30 °C até 3,119 .10-10 m2 s-1 a 60 °C, com energia de ativação de 41,243 kJ mol-1. Para a difusão da cafeína, o modelo matemático para semiesfera também resultou ser ligeiramente superior na maioria dos casos, onde o coeficiente de difusão variou de 1,026 .10-11 m2 s-1 a 30 °C até 9,004 .10-11 m2 s-1 a 60 °C com uma energia de ativação de 59,933 kJ mol-1. Na aplicação de ultrassom de alta intensidade, os fatores de potência de ultrassom e a temperatura... / This research proposes as an alternative to improve the process of extracting caffeine from coffee beans, arabica variety, using water as solvent, assisted by high-intensity ultrasound. In the first stage of the research, physical properties of the grain were evaluated in the hydration process and the proposition of an analytical solution for the semi-sphere of the Fick equation. In the second stage, it was determined the diffusion coefficient of caffeine in the extraction process with water at different temperatures (30, 40, 50 and 60 °C). In the third stage, a central composite rotational design was used to assess the percentage of recovery and the diffusion coefficient of caffeine in coffee beans, for caffeine extraction upon different treatment times (15, 30 and 60 minutes) under the influence of high-intensity ultrasound (30, 45, 65, 85 and 100% of the power amplitude), different application cycles (30, 45, 65, 85 and 100%), as a function of the temperature (30, 36, 45, 53 and 60 °C). The mathematical model presented by the semispherical geometry showed the best fit to the experimental data, in comparison to Fick's sphere geometry approach, both for the diffusion of water in the coffee beans in the hydration process, and for the extraction process of caffeine in aqueous media. The diffusion coefficient of water in the coffee bean in the hydration process ranged from 6.901 ×10-11 m2 s-1 at 30°C to 3.119 ×10-10 m2 s-1 at 60°C, with and activation energy of 41.243 kJ mol-1. For the diffusion of caffeine in the grain, the semi-sphere mathematical model also resulted slightly better fitting in most cases, with a diffusion coefficient ranged from 1.026 ×10-11 m2 s-1 at 30°C to 9.004 10-11 m2 s-1 at 60°C, and an activation energy of 59.933 kJ mol-1. In the high-intensity ultrasound assisted extraction process, the ultrasound... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Roger Darros Barbosa / Banca: Marta de Toledo Benassi / Banca: Natalia Soares Janzantti / Resumo: O mercado do café descafeinado encontra-se em expansão, embora, a extração da cafeína possa, eventualmente, resultar em perdas de compostos químicos tais como ácidos clorogênicos, açúcares, trigonelína, lipídios e proteínas, compostos importantes para a formação do sabor, aroma e fragrância que determinam a qualidade final da bebida de café, assim como também podem-se perder compostos associados com os efeitos saudáveis como os antioxidantes presentes no café. A pesquisa teve como objetivos avaliar o impacto do processo alternativo de descafeinação usando água como solvente auxiliado por ultrassom de alta intensidade nas características físicas (dimensões, granulometria, esfericidade e densidade) e nos teores de cafeína, ácidos clorogênicos (ACG), açúcares e lipídios totais em grãos de café da variedade arábica, e, adicionalmente, avaliar o perfil sensorial da bebida do café descafeinado pelo método denominado Perfil Descritivo Otimizado. Os resultados foram comparados com os obtidos para café descafeinado com solvente orgânico (diclorometano) e para o café descafeinado com água em ausência de ultrassom. Para atingir tais objetivos foi realizada a seleção de julgadores com habilidades para análise sensorial, os quais foram treinados para a avaliação de café e foi avaliada a repetibilidade e consenso, sendo satisfatórios seus resultados para serem utilizados como julgadores na avaliação da bebida dos diferentes cafés. Foram desenvolvidas e testadas metodologias para analisar o café matéria prima e café descafeinado, visando à quantificação da cafeína e ácidos clorogênicos por protocolo em HPLC-MS, e, por espectrometria de massas (MS) foi possível identificar os isômeros majoritários dos ACG como 3-CQA, 4-CQA e 5-CQA. Os resultados mostraram que o café descafeinado com água e auxílio de ultrassom apresentou perdas não significativas nos teores... / Abstract: Decaffeinated coffee market has achieved significance and relevance, nevertheless, methods of caffeine extraction may eventually result in loss of chemical compounds, like chlorogenic acids, carbohydrates, trigonelline and proteins, which are important for taste formation, fragrance and aroma and which are determinant for the coffee beverage quality, as well as, loss of antioxidants compounds in coffee, which may be associated to healthy benefits. The purpose of this study was to evaluate the impact of an alternative decaffeination process, using water as solvent, and assisted with high intensity ultrasound applied to coffee beans Arabica variety, on the physical characteristics (dimensions, particle size distribution, sphericity and density) and on the contents of caffeine, chlorogenic acids, sugars and total lipids, as well as, to evaluate the sensory profile of decaffeinated coffee using the Optimized Descriptive Profile method. Results were compared to the decaffeinated coffee obtained from both organic solvent (dichloromethane) extraction and water extraction without using ultrasound. In order to achieve such goals, judges were selected based on their sensory analysis skills and then trained to improve repeatability and consensus, resulting in a trained group with a very satisfactory performance for coffee evaluation. For raw material and decaffeinated coffee, a HPLC-MS protocol was developed and tested aiming to quantify caffeine and chlorogenic acids; in addition, a mass spectrometry protocol was developed in order to identify main isomers of chlorogenic acids (3-CQA, 4-CQA and 5-CQA). The results showed that water ultrasound-assisted decaffeinated coffee had no significant losses for the contents of sugars, lipids, 3-CQA and 4-CQA, and the physical dimensions of the coffee beans (width and thickness) were not affected. The sensory profile did not show differences in its descriptors relative to the raw material coffee, excepted for... / Mestre

Orientador: Roger Darros Barbosa / Banca: Maria Aparecida Mauro / Banca: Fernando Antonio Cabral / Resumo: A presente pesquisa propõe como alternativa melhorar o processo de extração da cafeína dos grãos de café de variedade arábica utilizando água como solvente com auxílio de ultrassom de alta intensidade. Na primeira etapa da pesquisa foram avaliadas propriedades físicas do grão no processo de hidratação e a proposição da solução analítica para a semiesfera da equação de Fick. Na segunda etapa foi avaliado o coeficiente de difusão da cafeína no processo de extração com água em diferentes temperaturas (30, 40, 50 e 60 °C). Na terceira etapa foi empregado um delineamento composto central rotacional para avaliar a porcentagem de recuperação e o coeficiente de difusão de cafeína nos grãos de café, para os tempos de 15, 30 e 60 minutos sob a influência do ultrassom de alta intensidade (30, 45, 65, 85 e 100% da amplitude da potência) em diferentes ciclos de aplicação (30, 45, 65, 85 e 100%) e em função da temperatura de extração (30, 36, 45, 53 e 60 °C). O modelo matemático para geometria semiesférica apresentou melhor ajuste aos dados experimentais, tanto para a difusão de água nos grãos de café no processo de hidratação, como para o processo de extração de cafeína em meio aquoso. O coeficiente de difusão de água no grão de café no processo de hidratação variou de 6,901 .10-11 m2 s-1 a 30 °C até 3,119 .10-10 m2 s-1 a 60 °C, com energia de ativação de 41,243 kJ mol-1. Para a difusão da cafeína, o modelo matemático para semiesfera também resultou ser ligeiramente superior na maioria dos casos, onde o coeficiente de difusão variou de 1,026 .10-11 m2 s-1 a 30 °C até 9,004 .10-11 m2 s-1 a 60 °C com uma energia de ativação de 59,933 kJ mol-1. Na aplicação de ultrassom de alta intensidade, os fatores de potência de ultrassom e a temperatura... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This research proposes as an alternative to improve the process of extracting caffeine from coffee beans, arabica variety, using water as solvent, assisted by high-intensity ultrasound. In the first stage of the research, physical properties of the grain were evaluated in the hydration process and the proposition of an analytical solution for the semi-sphere of the Fick equation. In the second stage, it was determined the diffusion coefficient of caffeine in the extraction process with water at different temperatures (30, 40, 50 and 60 °C). In the third stage, a central composite rotational design was used to assess the percentage of recovery and the diffusion coefficient of caffeine in coffee beans, for caffeine extraction upon different treatment times (15, 30 and 60 minutes) under the influence of high-intensity ultrasound (30, 45, 65, 85 and 100% of the power amplitude), different application cycles (30, 45, 65, 85 and 100%), as a function of the temperature (30, 36, 45, 53 and 60 °C). The mathematical model presented by the semispherical geometry showed the best fit to the experimental data, in comparison to Fick's sphere geometry approach, both for the diffusion of water in the coffee beans in the hydration process, and for the extraction process of caffeine in aqueous media. The diffusion coefficient of water in the coffee bean in the hydration process ranged from 6.901 ×10-11 m2 s-1 at 30°C to 3.119 ×10-10 m2 s-1 at 60°C, with and activation energy of 41.243 kJ mol-1. For the diffusion of caffeine in the grain, the semi-sphere mathematical model also resulted slightly better fitting in most cases, with a diffusion coefficient ranged from 1.026 ×10-11 m2 s-1 at 30°C to 9.004 10-11 m2 s-1 at 60°C, and an activation energy of 59.933 kJ mol-1. In the high-intensity ultrasound assisted extraction process, the ultrasound... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre