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Previous issue date: 2017-03-30 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / The caffeine extraction process of yerba mate presents itself as an
economically attractive activity, capable of generating two products with high market
value, decaffeinated yerba mate, a differentiated product and natural caffeine, a
compound with a growing demand in the current market. The purpose of this study
was to evaluate the effect of the properties of plant material and the effect of process
operating conditions in the caffeine removal from mate through supercritical
extraction. To this objective, supercritical carbon dioxide extraction technology was
used. The studied characteristics of the plant material were particle size, density and
moisture content. After the optimum parameters were defined, the effect of the
processing to which yerba mate is submitted was also evaluated, in three different
stages: harvesting, zapecado and cancheamento. As for the operating conditions, it
was assessed the influence of the porosity and the cosolvent content (ethanol) during
the extraction process, with the pressure and operating temperature were set at
optimum values for the removal of caffeine. Still, the effect of the mass ratio plant /
solvent weight used was also studied. The extracts were analyzed by highperformance
liquid chromatography. It was observed that increasing water content
present in plant favored removal of caffeine, reaching a final concentration of 0.30%
of caffeine (g / 100g), while the use of ethanol as cosolvent during the extraction
process yielded in a final concentration of 0.03% (g / 100g) caffeine. For the
processing, the zapecada sample presented the best results overall, both in yield of
extract obtained and caffeine removal. Regarding the biological activity of the
decaffeinated product, it was verified that the infusions of yerba mate decreased the
cell viability of different cell lines of esophageal cancer and that this effect was
independent of the concentration of caffeine present in the plant. Finally, the mathematical modeling of the extraction curve was performed in order to correlate
the variables of the process with the experimental data. / O processo de extra??o de cafe?na da erva-mate apresenta-se como uma
atividade economicamente atrativa, capaz de gerar dois produtos com alto valor de
mercado, a erva-mate descafeinada, um produto diferenciado e a cafe?na natural,
composto com uma crescente demanda no mercado atual. A proposta deste trabalho
foi avaliar o efeito das propriedades do material vegetal e das condi??es
operacionais de processo de extra??o na remo??o da cafe?na da erva-mate. Para
isto, utilizou-se a tecnologia de extra??o supercr?tica. As propriedades do material
vegetal estudadas foram granulometria, densidade e teor de umidade. Ap?s
definirem-se os par?metros ?timos, avaliou-se o efeito do processamento da ervamate
em tr?s diferentes etapas na melhor condi??o: fresca, sapecada e cancheada.
Quanto ?s condi??es de opera??o, avaliou-se a influ?ncia da porosidade e do teor
de cossolvente (etanol) durante o processo de extra??o, com a press?o e a
temperatura de opera??o sendo fixadas em valores ?timos para a remo??o de
cafe?na. Ainda, verificou-se o efeito da raz?o massa de planta/massa de solvente
utilizado. Os extratos foram analisados por cromatografia l?quida de alta efici?ncia.
Como resultado deste estudo observou-se que o aumento do teor de umidade
presente na planta favoreceu a remo??o de cafe?na, atingindo uma concentra??o
final de 0,30% de cafe?na (g/100g), enquanto que a utiliza??o de etanol como
cossolvente durante o processo de extra??o resultou em uma concentra??o final de
0,03% (g/100g) de cafe?na. Para o processamento, a amostra sapecada apresentou
os melhores resultados, tanto em rela??o ao rendimento de extrato obtido como em
rela??o ? remo??o de cafe?na. Quanto ? atividade biol?gica do produto
descafeinado, verificou-se que as infus?es de erva-mate diminuem a viabilidade
celular de diferentes linhagens celulares de c?ncer de es?fago e que este efeito ?
independente da concentra??o de cafe?na na planta. Por fim, procedeu-se a modelagem matem?tica da curva de extra??o a fim de correlacionar as vari?veis de
processo com os dados experimentais.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.pucrs.br:tede/7392 |
| Date | 30 March 2017 |
| Creators | Franceschini, Gustavo do Nascimento |
| Contributors | Cassel, Eduardo, Vargas, Rubem M?rio Figueir? |
| Publisher | Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul, Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia e Tecnologia de Materiais, PUCRS, Brasil, Faculdade de Engenharia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -7432719344215120122, 600, 600, 600, 600, 600, -655770572761439785, 4518971056484826825, 2075167498588264571, -2555911436985713659 |
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