Resumo: A prensagem mecânica dos grãos de café verde para obtenção do óleo resulta em baixo rendimento de processo, o que consequentemente gera expressiva quantidade de torta, ainda pouco explorada. Nesse contexto, para contornar esses problemas e aproveitar o teor de óleo e proteína presentes nos grãos de café, foi avaliado a extração de óleo e proteína a partir da farinha de café verde por meio da extração aquosa (AEP) e extração aquosa enzimática (EAEP). Tais processos produzem três frações principais: a skim (fração desnatada rica em proteínas), a fase creme (emulsão rica em lipídios), além dos insolúveis (fase residual rica em fibras). A abordagem sequencial utilizada para o café verde na EAEP (triagem enzimática, seguida de otimização e desenvolvimento de EAEP contracorrente em dois estágios) permitiu não só uma redução de 80% na quantidade de enzima e 60% no consumo de água requeridos pelo processo, se comparado as condições iniciais testadas, mas também uma melhora significativa no rendimento de extração de proteína (de 65,7% para 72,3%) e óleo (de 46,0% para 57,9%), tal como observado para extração contracorrente em dois estágios. Embora diferentes sistemas de agitação (impulsor vs. placa de agitação) tenham sido empregados nas escalas laboratório e piloto, a capacidade de extração de óleo e proteína foram mantidas constantes (57,4% para óleo e 72,8% para proteína, respectivamente). Também, a extração EAEP gerou um creme mais fácil de ser demulsificado quando combinado a uma demulsificação química, enquanto a demulsificação enzimática maximizou a liberação de óleo retido no creme AEP. Logo, destaca-se a importância do uso de enzimas na extração ou na demulsificação para obter alta liberação de óleo das matrizes de café. Pela primeira vez na literatura é reportado o efeito das condições do processo de extração na funcionalidade das proteínas do café verde, sendo que o tratamento enzimático (em dois estágios), além de aumentar em 13% a quantidade de proteínas extraídas comparado à extração aquosa, alterou as características físico-químicas das proteínas, aumentando o grau de hidrólise e reduzindo a hidrofobicidade superficial (H0). Consequentemente, a EAEP promoveu melhor solubilidade proteica entre pH 3,0 a 5,0 se comparada às proteínas da skim AEP. Semelhantes propriedades emulsificantes foram observadas para ambas as skims AEP e EAEP, exceto para pH 3,5, em que AEP apresentou maior índice de atividade emulsificante (EAI 28,9 vs. 11,9 m²/g). As propriedades espumantes foram melhores para proteínas obtidas por extração aquosa, em geral, possivelmente devido à maior H0 das proteínas. Por fim, as skims obtidas demonstraram ser altamente digeríveis (>97%) e são boas fontes de peptídeos e compostos fenólicos com excelente capacidade antioxidante, além de serem efetivas na inibição das enzimas lipase e enzima conversora de angiotensina (ECA), indicando potencial uso no tratamento de obesidade e doenças cardiovasculares. Em síntese, foi demonstrado o uso positivo da extração aquosa e extração aquosa enzimática, aplicada em um ou dois estágios, para obter simultaneamente proteína e óleo a partir da farinha de café verde, além da obtenção de skims com boas propriedades biológicas e funcionais Ver menos

Abstract: The mechanical pressing of green coffee beans to obtain oil usually results in low process yields, which consequently generates a significant amount of cake that is still little explored. In this context, to overcome these problems and take advantage of both oil and proteins present in the coffee beans, we evaluated the simultaneous extraction of oil and protein from green coffee flour by aqueous extraction (AEP) and enzymatic aqueous extraction processes (EAEP). These processes produce three main fractions: the skim (protein-rich skimmed fraction), the cream phase (lipid-rich emulsion), in addition to the insolubles (fiber-rich residual phase). The sequential approach used for green coffee when using EAEP (enzymatic screening, followed by optimization and development of a two stage EAEP countercurrent process) not only allowed an 80% reduction in the amount of enzyme and 60% decrease in the water consumption required by the process, when compared to the initial conditions, but also pointed out to a significant improvement in both protein (from 65.7% to 72.3%) and oil (from 46.0% to 57.9%) extractability for the two-stage countercurrent process. Although different agitation systems (impeller vs. magnetic stir plate) were employed at laboratory and pilot scales, the oil and protein extraction capacities were kept constant (57.4% for oil and 72.8% for protein, respectively). Moreover, the EAEP extraction yielded a cream that was easier to demulsify when combined with a chemical demulsification, while an enzymatic demulsification showed better results to maximize oil release from the AEP cream. Thus, our study highlights the importance of using enzymes either during extraction or demulsification to obtain a high release of oil from coffee matrices. For the first time in the literature, it is reported the effects of the extraction conditions on the functionality of green coffee proteins. The enzymatic treatment in the 2-stage countercurrent extraction, besides increasing the amount of extracted protein in 13% when compared to the aqueous process, changed the physical-chemical characteristics of proteins by increasing the degree of hydrolysis and by decreasing the surface hydrophobicity (H0) of proteins. Consequently, EAEP promoted better protein solubility between pH 3.0 to 5.0 when compared to proteins from the AEP skim. Similar emulsifying properties were observed for both AEP and EAEP skim fractions, except for pH 3.5, in which AEP presented higher emulsifying activity index (EAI 28.9 vs. 11.9 m²/g). The foaming properties were better for proteins obtained by aqueous extraction, in general, possibly due to the higher H0 of the proteins. Finally, the coffee skims were highly digestible (> 97%) and are good sources of peptides and phenolic compounds with excellent antioxidant capacity, in addition to being effective in inhibiting lipase and angiotensin converting enzyme (ACE). Therefore, it is suggested a potential use in the treatment of obesity and heart diseases. In summary, our results demonstrated the positive use of aqueous extraction and aqueous enzymatic extraction applied in one or two stages for simultaneous obtaining proteins and oil from green coffee flour, besides obtaining extracts with good biological and functional properties Ver menos