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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.100.2022.tde-10012023-185402
Document
Author
Full name
Camila Citton Puccini
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2022
Supervisor
Committee
Costa, Sirlene Maria da (President)
Araújo, Geórgia Christina Labuto
Ferreira, Marcelo José Pena
Laschuk, Tatiana
Title in Portuguese
Extração de corantes da casca de café (Coffea arabica L.) e de caroços de abacate (Persea americana Mill.) para tingimento em tecido de algodão orgânico
Keywords in Portuguese
abacate hass
Algodão orgânico
Biomordente
café arábica
Corante natural
Resíduos agroindustriais
Abstract in Portuguese
Diante do atual contexto, em que o padrão de consumo de produtos sustentáveis de moda é crescente, o reaproveitamento de materiais surge como uma alternativa para a redução dos impactos ambientais gerados pelo setor da indústria têxtil e agroindustrial. Neste contexto, o objetivo desta pesquisa foi estudar a extração de corantes das cascas de café ( Coffea arabica L.) e caroços de abacate (Persea americana Mill.) para utilização em tingimento de tecido de malha de algodão orgânico. A escolha da casca de café e caroço de abacate se deu pela disponibilidade e composição. Foram utilizados o caroço de abacate como biomordente e o alúmen (KAl (SO4)2.12H2O) e o sulfato ferroso (FeSO4.7H2O) como mordentes metálicos, testados nas massas de 0,06g; 0,09g e 0,12g. Os resíduos escolhidos foram secos em estufa a 35 ºC e moídos. A extração aquosa foi realizada utilizando uma relação de 1:5 (m/v). O extrato foi liofilizado e caracterizado por UV-Vis; FTIR-ATR; determinado o pH; realizado o TG; quantificação de fenóis totais, flavonoides totais, taninos hidrolisáveis, atividade antiradicalar e a atividade antimicrobiana com o fungo Candida albicans SC5314, e as bactérias Staphylococcus ATCC 6532, E. coli ATCC 25922 e P. aeruginosa PAO1 e também por análise cromatográfica por HPLC-UV. Os tecidos tingidos foram analisados e avaliação colorimétrica, ensaios de solidez da cor para suor ácido e alcalino, lavagem e luz UV. Também foi realizado o planejamento fatorial variando as concentrações de biomordente e mordentes. Os resultados das análises dos extratos liofilizados por espectrofotometria UV-Vis identificaram a presença de taninos e compostos fenólicos nas bandas entre 255 e 325 nm. As análises por FTIR-ATR indicaram a presença de grupos funcionais como O-H, =C-H, NH, -C=O, C=C, C-H e C-O. A quantificação para a casca de café e para o caroço de abacate de fenóis totais respectivamente foi 26,4 ± 7,0 mg GAE.g extrato -1 e 242,9 ± 29,8 mg GAE.g extrato -1; flavonoides totais 38,5 ± 3,4 mg rutina.g extrato -1 e 86,0 ± 3,1 mg rutina.g extrato -1; taninos hidrolisáveis 42,6 ± 2,3 mg AT.gextrato -1 e 79,0 ± 3,3 mg AT.gextrato -1; e atividade antiradicalar 22,4 ± 0,7 CI50 (mg.L-1) e 24,8 ± 2,4 CI50 (mg.L-1). A avaliação antimicrobiana não evidenciou um efeito bactericida visto que não foi observada a inibição do crescimento microbiano para as cepas testadas. Quanto a análise cromatográfica por HPLC-UV, foram identificados os ácidos fenólicos, do grupo C6-C1, para a casca de café e 3-O-cafeoilquínico e 5-O-cafeoilquínico para o caroço de abacate. Os tecidos tingidos foram caracterizados por avaliação colorimétrica utilizando sistema CIELAB, os valores de K/S foram de 2,8819 para o pH 5,08 (sem ajuste), de 3,7965 para pH 7 e de 6,9804 e 4,4016 para pH 11. Quanto à solidez da cor ao suor ácido e alcalino a melhor condição foi a 15 e a 25, amostras em pH 7 e 11, com 0,06g de alúmen com nota 4. Para solidez à lavagem, as melhores condições foram com pH 7 e 11, ambos com 0,06g de biomordente de caroço de abacate com nota 4. Para solidez da cor à luz UV os corpos de prova permaneceram por 40 horas no equipamento até atingirem a nota 3. No planejamento experimental e análise estatística segundo os dados obtidos pela ANOVA o erro relativo dos três planejamentos foi de menos de 1%, os ajustes aos modelos propostos foram de: 96,548% para o caroço de abacate, 83,73% para o alúmen e 98,32% para o sulfato ferroso
Title in English
Dye extraction from coffee husks (Coffea Arabica) and avocado pits (Persea americana) for organic cotton fabric dyeing
Keywords in English
Agro-industrial residues
avocado Hass
Biomordant
coffee husks
Natural dyes
Organic cotton
Abstract in English
Considering the current scenario, where the pattern of consumption of sustainable fashion products is growing, repurposing of materials is an alternative to reduce the environmental impacts created by the textile and agro-industry sector. In this context, this research aimed to study the process of extraction of the coffee husk (Coffea arabica L.) and avocado seeds (Persea americana Mill.) to be used to dye organic cotton fabric. The choice of the coffee husk and the avocado seeds was given mainly because of their availability and composition. The avocado seed was also used as a biomordant and both aluminum (KAl (SO4)2.12H2O) and ferrous sulfate (FeSO4.7H2O) as metallic mordants with 0.06g; 0.09g e 0.12g. The chosen residues were oven-dried to 35 ºC, grounded, and performed an aqueous extraction with a dye bath relation of 1:5 (m/v). The extract was lyophilized and characterized in a UV-VIS, ATR-FTIR, pH, TG, quantification of total phenols, total flavonoids, hydrolyzable tannins, antiradical activity; bactericidal assays with the bacterias Candida albicans SC5314, Staphylococcus ATCC 6532, E. coli ATCC 25922 e P. aeruginosa PAO1 and chromatographic analysis by HPLC-UV. The dyed fabrics were analyzed in colorimetric analysis, color and fastness tests for acid and alkaline sweat, washing, and UV light. Factorial planning was also carried out. The results of the analysis of the lyophilized extracts in UV-Vis indicated the presence of tannins and phenolic compounds in the bands between 255 e 325 nm. FTIR-ATR indicated the presence of functional groups as O-H, =C-H, NH, -C=O, C=C, C-H e C-O. The quantification of total phenols for coffee husk and avocado seed was, respectively 26,4 ± 7,0 mg GAE.g extract -1 e 242,9 ± 29,8 mg GAE.g extract -1; total flavonoids 38,5 ± 3,4 mg rutine.g extract -1 e 86,0 ± 3,1 mg rutine.g extract -1; hydrolyzable tannins 42,6 ± 2,3 mg AT.gextract -1 e 79,0 ± 3,3 mg AT.gextract -1; and antiradical activity 22,4 ± 0,7 CI50 (mg.L-1) e 24,8 ± 2,4 CI50 (mg.L-1). The bactericidal assays did not show a bactericidal effect, since no inhibition of microbial growth was observed for the four strains tested. As for the chromatographic analysis by HPLC-UV, phenolic acids from the C6-C1 group were identified for the coffee husk and 3-O-caffeoylquinic and 5-O-caffeoylquinic for avocado seed. The dyed fabrics were characterized by colorimetric evaluation using the CIELAB system, the K/S values were 2.8819 for pH without adjustment, 3.7965 for pH 7 and 6.9804, and 4.4016 for pH 11. As for color fastness to acid and alkaline sweat, the best conditions were the 15 and the 25, samples with pH 7 and 11, with 0.06g of alum with grade 4. The best conditions for washing fastness were at pH 7 and 11, with 0.06g of avocado seed biomordant with grade 4. For color fastness to UV light, the samples remained for 40 hours in the equipment until they reached grade 3. In the experimental design and statistical analysis according to the data obtained by ANOVA, the relative error of the three designs was less than 1%, and the adjustments to the proposed models were: 96.548% for the avocado seed, 83.73% for the alum and 98.32% for ferrous sulfate
 
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Publishing Date
2023-05-16
 
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