El potencial oculto de los granos de café verde
Cuando piensa en café, probablemente se imagina una taza humeante de su infusión matutina favorita. Pero ¿sabía que granos de café verde tienen un inmenso potencial más allá de ser precursores de café tostado? Desde alimentos y cosméticos hasta productos farmacéuticos y biocombustibles, los granos de café verde impulsan la innovación en aplicaciones industriales.
En los últimos años, las industrias han estado explorando métodos de extracción ecológicos para aprovechar los ricos compuestos bioactivos de los granos de café verde. Estos granos están repletos de ácidos clorogénicos, ácidos grasos y antioxidantespor lo que resultan valiosos para diversos sectores, como el industrias cosmética, alimentaria y farmacéutica.
En este artículo, profundizaremos en cómo los granos de café verde están revolucionando las industrias y por qué se están convirtiendo en la opción preferida para los procesos de extracción sostenibles.
¿Qué hace que los granos de café verde sean ideales para uso industrial?
Los granos de café verde (granos de café sin tostar) son una fuente de compuestos beneficiosos. A diferencia de los granos tostados, conservan una alta concentración de ácidos clorogénicos, cafeína, lípidos y moléculas bioactivas. Estos compuestos las hacen ideales para múltiples industrias:
| Componente | Arábica | Robusta | Componentes |
|---|---|---|---|
| Hidratos de carbono solubles | 9-12.5 | 6-11.5 | Fructosa, glucosa, galactosa, arabinosa (trazas) |
| Monosacáridos | 0.2-0.5 | – | – |
| Oligosacáridos | 6-9 | 3-7 | Sacarosa (>90%), rafinosa (0-0,9%), estaquiosa (0-0,13%) |
| Polisacáridos | 3-4 | – | Polímeros de galactosa (55-65%), manosa (10-20%), arabinosa (20-35%), glucosa (0-2%) |
| Polisacáridos insolubles | 46-53 | 34-44 | – |
| Hemicelulosas | 5-10 | 3-4 | Polímeros de galactosa (65-75%), arabinosa (25-30%), manosa (0-10%) |
| Celulosa, β(1-4)manano | 41-43 | 32-40 | – |
| Ácidos y fenoles | – | – | – |
| Ácidos volátiles | 0.1 | – | – |
| Ácidos alifáticos no volátiles | 2-2.9 | 1.3-2.2 | Ácido cítrico, ácido málico, ácido quínico |
| Ácido clorogénico | 6.7-9.2 | 7.1-12.1 | Ácido mono-, dicafoil- y feruloilquínico |
| Lignina | 1-3 | – | – |
| Lípidos | 15-18 | 8-12 | – |
| Cera | 0.2-0.3 | – | – |
| Aceite | 7.7-17.7 | – | Principales ácidos grasos: 16:0 y 18:2 (9,12) |
| N compuestos | 11-15 | – | – |
| Aminoácidos libres | 0.2-0.8 | – | Principales aminoácidos: Glu, Asp, Asp-NH₂. |
| Proteínas | 8.5-12 | – | – |
| Cafeína | 0.8-1.4 | 1.7-4.0 | – |
| Trigonelline | 0.6-1.2 | 0.3-0.9 | – |
| Minerales | 3-5.4 | – | Trazas de teobromina y teofilina |
1. Industria alimentaria y de bebidas
- Los extractos de grano de café verde se utilizan en bebidas funcionales, suplementos dietéticos y productos de control de peso debido a su elevado ácido clorogénico contenido.
- La elevada actividad antioxidante de estos granos ayuda a aumentar la vida útil en los alimentos procesados.
2. Cosmética y cuidado personal
- La presencia de ácidos linoleico y palmítico hace del aceite de grano de café verde un ingrediente valioso en cremas hidratantes, sueros antiedad y productos capilares.
- El contenido de cafeína ayuda a reducir las bolsas y la celulitispor lo que es muy popular en las fórmulas para el cuidado de la piel.
3. Aplicaciones farmacéuticas
- Exposición de granos de café verdes beneficios antiinflamatorios, antidiabéticos y cardiovascularespor lo que resultan útiles en la formulación de fármacos.
- Se sabe que los ácidos clorogénicos tienen propiedades neuroprotectorasque podría ayudar en la investigación del Alzheimer y el Parkinson.
4. Producción de biocarburantes y disolventes industriales
- En tarta de prensa (biomasa residual procedente de la extracción de aceite de café) se está explorando ahora para producción de bioetanolcontribuir a soluciones energéticas sostenibles.
- Ecológico métodos de extracción con disolventesComo el etanol y la acetona, se están utilizando para extraer petróleo con eficacia y reducir el impacto ambiental.
Granos de café verde y métodos de extracción ecológicos para uso industrial
Uno de los mayores retos del procesamiento industrial del café es encontrar métodos de extracción ecológicos que sustituyen a disolventes peligrosos como el hexano. Los investigadores han descubierto que disolventes biológicos como etanol, acetona y acetato de etilo son alternativas eficaces.
| Disolvente | Temperatura (°C) | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 35°C | 39°C | 45°C | 51°C | 55°C | |
| Café en grano | |||||
| Acetona | 42,96±1,07ᵃ,ᴰ,⍺ | 52,28±0,98ᵃ,ᶜ,⍺ | 54,12±6,72ᵃ,ᶜ,⍺ | 82,46±7,47ᵃ,ᴮ,⍺ | 90,04±3,7ᵃ,ᴬ,⍺ |
| Acetato de etilo | 23,78±1,23ᶜ,ᴱ,⍺ | 37,86±2,46ᵇ,ᴰ,⍺ | 43,7±1,81ᵇ,ᶜ,⍺ | 60,0±2,06ᵇ,ᴬ,⍺ | 65,68±5,41ᵇ,ᴬ,⍺ |
| Etanol | 34,58±3,39ᵇ,ᶜ,⍺ | 36,79±2,64ᵇ,ᶜ,⍺ | 41,62±2,19ᵇ,ᴮ,⍺ | 63,39±1,78ᵇ,ᴬ,⍺ | 42,18±0,85ᶜ,ᴮ,⍺ |
| Tarta de prensa | |||||
| Acetona | 27,92±0,89ᵃ,ᶜ,β | 37,56±1,94ᵃ,ᴮ,β | 38,28±3,58ᵃ,ᴮ,β | 39,29±0,2ᵇ,ᴮ,β | 56,66±2,77ᵃ,ᴬ,β |
| Acetato de etilo | 22,68±3,88ᵃ,ᴰ,⍺ | 31,84±2,02ᵇ,ᶜ,β | 34,26±3,13ᵃ,ᴮ,β | 35,27±2,46ᵇ,ᴮ,β | 47,42±3,66ᵇ,ᴬ,β |
| Etanol | 24,63±1,67ᶜ,ᴮ,β | 26,56±1,81ᶜ,ᴮ,β | 29,64±0,89ᵇ,ᴮ,β | 44,33±1,39ᵇ,ᴬ,β | 46,54±2,21ᵇ,ᴬ,β |
Ventajas de los disolventes biológicos:
Mayor rendimiento - Eficacia de extracción de hasta 90% para los granos de café verde y 56.7% para el pastel de prensa.
Ecológico - Reduce la dependencia de disolventes derivados del petróleo.
Conserva los nutrientes - Conserva un mayor contenido de sustancias beneficiosas ácidos grasos y antioxidantes.
Los estudios termodinámicos muestran que las temperaturas más altas mejorar la eficacia de la extracciónlo que hace que el proceso sea más rentable y escalable para uso industrial.
El futuro del grano de café verde en aplicaciones industriales
Las industrias se orientan hacia recursos naturales y sosteniblesEl café verde en grano está llamado a convertirse en un ingrediente clave en diversos sectores. A medida que las empresas buscan minimizar los residuos y maximizar el valor de subproductos del caféLas innovaciones en la tecnología de extracción seguirán abriendo nuevas posibilidades.
Aplicaciones industriales de los extractos de grano de café verde
La imagen anterior ofrece una representación visual del diferencias en la composición química de varias muestras de granos de café verde. Los dos componentes principales (PC1: 42,68% y PC2: 33,22%) explican una parte significativa de la varianza total del conjunto de datos.
1. Arábica frente a robusta:
- En Arábica (Brasil, Ruanda, China y Laos Arábica) se agrupan en el cuadrante inferior derecho, lo que indica que comparten características químicas similares. Los granos Arábica son conocidos por mayor contenido de ácido clorogénico y niveles más bajos de cafeína.
- En Robusta Las muestras (Laos Robusta, India, Indonesia, Uganda y Uganda Bugishu) ocupan el cuadrante superior derecho. Estos granos tienen una composición distinta, con mayores niveles de cafeína y contenido en lípidoslo que las hace más adecuadas para aplicaciones industriales como producción de biocarburantes.
2. Robusta procesado frente a Robusta sin procesar:
- El cuadrante inferior izquierdo contiene habas Robusta procesadasEn concreto Vietnam descafeinado y Vietnam al vapor muestras. Esto indica que los métodos de transformación (vaporización y descafeinado) alteran significativamente la composición química de las habas de Robustareduciendo ciertos compuestos bioactivos, como los ácidos clorogénicos, pero manteniendo otros nutrientes clave.
- Sin procesar Judías Robusta (cuadrante superior derecho) siguen siendo químicamente distintos de sus homólogos procesados, lo que pone de relieve el impacto de las diferentes técnicas de extracción y procesamiento.
Principales conclusiones
- El Arábica y el Robusta tienen perfiles químicos distintoslo que las hace adecuadas para diferentes aplicaciones industriales.
- Las habas Robusta procesadas (por ejemplo, descafeinadas y cocidas al vapor) forman un grupo apartelo que sugiere que el tratamiento posterior a la cosecha altera su composición bioactiva.
- El mayor contenido de cafeína y lípidos del Robusta lo hacen más adecuado para aplicaciones no alimentarias como biocombustibles y cosméticosmientras que El rico perfil antioxidante del Arábica es ideal para complementos alimenticios y alimentos funcionales.
Conclusión
En potencial industrial del grano de café verde va mucho más allá del consumo tradicional. Su rica composición de compuestos bioactivos, ácidos grasos y antioxidantes los hace valiosos para industrias alimentaria, cosmética, farmacéutica y de biocombustibles.
Con los avances en extracción ecológica con disolventesAhora las industrias pueden aprovechar estas ventajas de forma más sostenible y eficiente. A medida que avanza la investigación, los granos de café verde pueden desempeñar un papel aún más importante en el futuro de la industria del café. alimentos funcionales, energía verde y fabricación sostenible.
Por aprovechar al máximo los subproductos del café y reducir los residuos industrialesLas empresas pueden contribuir a economía circular al tiempo que se abren nuevas oportunidades de innovación.
Reflexión final:
¿Serán los granos de café verde un cambio radical en industrias sostenibles? Según la investigación ¡Sí!
Fuentes:
- Oliveira et al. (2019). Effect of Eco-Friendly Bio-Based Solvents on Oil Extraction from Green Coffee Bean and Its Industrial Press Cake. Revista Brasileña de Ingeniería Química.
- Mussatto et al. (2011). Producción, composición y aplicación del café y sus residuos industriales. Tecnología de bioprocesos alimentarios.
- Jeszka-Skowron et al. (2016). Ácidos clorogénicos, contenido de cafeína y propiedades antioxidantes de los extractos de café verde: Influencia de la preparación del grano de café verde. Investigación y Tecnología Alimentarias Europeas.
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