Alternativas de uso da borra de café através de hidrólise ácida, enzimática, ou como substrato para a produção das enzimas: lacase e celulase

In the industrial production of soluble coffee, huge amounts of extracted coffee residues are generated; onaverage, for eachtonne of green coffee extracted, 480 kg of coffee ground waste is produced. This is a solid residue currently used to generate energy at the steam boilers from the soluble coffee industry. Some is also used or as fertilizer on agriculture fields. Seeking a better end use, the work reported here aimed to study the viability of hydrolyzing the coffee ground residue for the production of carbohydrates. Hydrolysis was undertaken with hydrochloric acid at different temperatures and pressures, using a water bath or autoclave.An enzymatic hydrolysis with Viscozyme Lwas developed using Whatman filter paper No1 and the optimal conditions were determined using a rotational central composite experimental design (DCCR).The best conditions to hydrolyze filter paper cellulose were 50 FBG (Fungal β-glucanase) of Viscozyme L at pH 4.0 for 1.0 h and 45 ºC. The ground coffee was hydrolyzed under the same conditions as described above for filter paper, however this enzymatic hydrolysis was not efficient. A combination of enzymatic hydrolysis as a pre-treatment for the ground coffee followed by acid hydrolysis using HCl conducted in an autoclave (120 C for 2.0 h) resulted in higher production of glucose as analyzed by HPLC. Another end use of the ground coffee evaluated was as source of substrate in the culture medium to grow Botryosphaeria rhodina MAMB-05 to produce the enzymes laccase and cellulase. Highest enzyme titres obtained were with 8% (w/v) coffee grounds to which was added a minimum salts medium(Vogel), under agitation conditions (180 rpm) at 28ºC. The phenolic compounds present in the coffee grounds appear to have induced laccase by Botryosphaeria rhodina.

Na produção industrial de café solúvel, grandes quantidades de resíduo de borra de café são geradas. Em média, para cada tonelada de café verde, 480kg de borra é produzida. Este um resíduo sólido, usado atualmente para gerar energia nas caldeiras da indústria de café solúvel, ou também como adubo na agricultura. Buscando um melhor aproveitamento, este trabalho objetivou estudar a viabilidade de hidrolisar a borra de café para a produção de carboidratos. A hidrólise foi promovida com ácido clorídrico em diferentes temperaturas e pressões, usando banho-maria ou autoclave. Uma hidrólise enzimática com Viscozyme L foi desenvolvida utilizando-se papel Whatman no1 e as condições ótimas foram determinadas usando-se, delineamento composto central rotacional (DCCR). As melhores condições para hidrolisar a celulose do papel de filtro foram 50 FBG (Fungal β-glucanase) da enzima Viscozyme L em pH 4,0, por uma hora de reação à 45ºC. A borra de café foi hidrolisada sob as mesmas condições acima descritas para o papel de filtro, entretanto esta hidrólise não foi eficiente. A combinação da hidrolise enzimática como um pré-tratamento da borra de café, seguida da hidrólise ácida usando ácido clorídrico conduzida, em autoclave,(120 ºC por 2 h) resultou em uma maior produção de glucose analisada por HPLC. Uma outra forma de aproveitamento da borra foi avaliada utilizando-a como fonte de substrato no meio de cultura para o crescimento do Botryosphaeria rhodina MAMB-05 e concomitante produção das enzimas lacase e celulase. Os melhores resultados obtidos foram em empregando-se 8% de borra de café com adição do meio mínimo de Vogel, sob agitação(180 rpm) a 28ºC. Os compostos fenólicos presentes na borra de café parece ter induzido lacase para o Botryosphaeria rhodina MAMB-05.