Obtenção do perfil metabólico e extração de compostos bioativos a partir da borra de café - Sabino, Naira Linhares [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2026)
A borra de café (Coffea arabica) é um resíduo agroindustrial gerado em larga escala e ainda subaproveitado, apesar de sua composição rica em compostos bioativos de interesse biotecnológico. O Capítulo 3 apresenta um estudo exploratório de triagem de solventes com diferentes polaridades, empregando maceração dinâmica em sistemas mono e bifásicos, com o objetivo de compreender a influência do sistema extrator sobre o perfil metabólico da borra de café e orientar a seleção de estratégias extrativas mais seletivas. A partir desses resultados, diferentes tecnologias verdes são investigadas de forma aprofundada. No Capítulo 4, a extração com dióxido de carbono supercrítico é avaliada como alternativa sustentável para a recuperação de frações apolares, contemplando a investigação das condições operacionais, a modelagem cinética do processo, o escalonamento e a comparação com métodos convencionais. O Capítulo 5 aborda a aplicação da extração com líquidos pressurizados utilizando solventes eutéticos profundos naturais (NADES), com foco na intensificação da extração de compostos fenólicos e antioxidantes sob diferentes condições de temperatura e composição do solvente. A relação entre composição química e funcionalidade biológica é explorada no Capítulo 6, no qual os extratos selecionados são avaliados quanto à capacidade antioxidante, atividade inibitória da acetilcolinesterase e estabilidade oxidativa, ampliando a compreensão de seu potencial de aplicação. Complementarmente, o Capítulo 7 emprega estudos de docagem molecular para investigar, em nível molecular, as possíveis interações entre compostos bioativos da borra de café e a PDE4D, contribuindo para a interpretação mecanística dos resultados experimentais e potencial anti-inflamatório. Por fim, o Capítulo 8 apresenta uma avaliação comparativa da sustentabilidade dos métodos extrativos estudados, utilizando métricas consolidadas de química verde, permitindo a análise de trade-offs entre eficiência, seletividade e impacto ambiental. De forma integrada, este trabalho demonstra que a combinação de tecnologias verdes, ferramentas analíticas avançadas e abordagens computacionais constitui uma estratégia robusta para a valorização da borra de café como fonte renovável de compostos bioativos, alinhada aos princípios da economia circular.

Spent coffee grounds (Coffea arabica) are an agro-industrial residue generated on a large scale and still underutilized, despite their rich composition in bioactive compounds of biotechnological interest. Chapter 3 presents an exploratory solvent screening study using dynamic maceration in mono- and biphasic systems, aiming to evaluate the influence of solvent polarity on the metabolic profile of spent coffee grounds and to guide the selection of more selective extraction strategies. Based on these results, different green extraction technologies are investigated in greater depth. In Chapter 4, supercritical carbon dioxide extraction is evaluated as a sustainable alternative for the recovery of nonpolar fractions, including the investigation of operating conditions, kinetic modeling, process scale-up, and comparison with conventional methods. Chapter 5 addresses the application of pressurized liquid extraction using natural deep eutectic solvents (NADES), focusing on the intensification of phenolic compound and antioxidant extraction under different temperature and solvent composition conditions. The relationship between chemical composition and biological functionality is explored in Chapter 6, in which selected extracts are evaluated for antioxidant capacity, acetylcholinesterase inhibitory activity, and oxidative stability, broadening the understanding of their application potential. Complementarily, Chapter 7 employs molecular docking studies to investigate, at the molecular level, the possible interactions between bioactive compounds from spent coffee grounds and PDE4D, contributing to the mechanistic interpretation of the experimental results and their potential anti-inflammatory activity. Finally, Chapter 8 presents a comparative sustainability assessment of the extraction methods using established green chemistry metrics, enabling the analysis of trade-offs between efficiency, selectivity, and environmental impact. Overall, this work demonstrates that the integration of green technologies, advanced analytical tools, and computational approaches represents a robust strategy for the valorization of spent coffee grounds as a renewable source of bioactive compounds, aligned with the principles of the circular economy.
Obtaining the metabolic profile and extraction of bioactive compounds from spent coffee grounds
Keywords: Química verde; Extração por solventes; Extração com fluído supercrítico; Fenóis