Published

2022-12-22

Influence of the Solvent on the Extraction of Phenolic Com-pounds from the Coffee Grounds by Soxhlet Leaching

Influencia del solvente en la extracción de compuestos fenólicos de la borra de café mediante lixiviación Soxhlet

DOI:

https://doi.org/10.15446/ing.investig.97521

Keywords:

coffee grounds, solvent, phenolic compounds, Soxhlet leaching (en)
borra de café, solvente, compuestos fenólicos, lixiviación Soxhlet (es)

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Authors

  • Rafael Norberto Calle Chumo Universidad de Chile - Department of Chemical Engineering, Biotechnology and Materials
  • Diego Alejandro Calle Chumo Universidad de Chile - Department of Chemical Engineering, Biotechnology and Materials
  • Aaron Sebastian Gallegos Peredo Independent Researcher
  • Pablo Isaac Jarrin Oseguera Litoral Polytechnic Higher School

In this study, phenolic compounds were extracted from the essential oil of coffee grounds originated in the coffee industry in the city of Guayaquil, Ecuador. The selected method was Soxhlet leaching, with three types of solvents (methanol, ethanol, and hexane), in its conventional form (solid-liquid), with two polar solvents and one nonpolar solvent, and in four extraction periods (30, 60, 90, and 120 minutes). The highest phenolic concentration and the best associative capacity were obtained with ethanol as the solvent for extraction, while the use of methanol yielded the second-best results. The extraction performance regarding the coffee grounds oil obtained higher results when using methanol, but close values were obtained with ethanol. Methanolic extracts obtained from coffee grounds can cause the formation of undesirable substances and be responsible for the methanolysis of gallic depsides. Therefore, the solvent-assisted technique depends on the selectivity and affinity of the compounds, according to their polar covalent character, the molecular geometry of the solvent, its relationship with its dielectric constant, and the null generation of unwanted reactions during extraction.

En este estudio se realizó extracción de compuestos fenólicos a partir del aceite esencial de la borra de café originada en la industria cafetalera de la ciudad de Guayaquil, Ecuador. El método seleccionado fue la lixiviación Soxhlet, con tres tipos de solventes (metanol, etanol y hexano), en forma convencional (sólido-líquido), con dos solventes de carácter polar y un solvente apolar y en cuatro tiempos de extracción (30, 60, 90 y 120 minutos). La mayor concentración fenólica y la mejor capacidad asociativa se obtuvieron con etanol como disolvente de extracción, seguido por el uso del metanol. El rendimiento de extracción del aceite de borra obtuvo mayores resultados al emplear metanol, pero se obtuvieron valores cercanos con el etanol. Los extractos metanólicos obtenidos de la borra de café pueden causar la formación de sustancias no deseables y ser los responsables de la metanólisis de los dépsidos gálicos. Por lo tanto, la técnica asistida por solventes depende de la selectividad y afinidad de los compuestos de acuerdo con su carácter covalente polar, la geometría molecular del solvente, su relación con su constante dieléctrica y la nula generación de reacciones indeseadas durante la extracción.

References

Andrade, H., and Zapata, P. (2019). Desempeño ecofisiológico de café (Coffea arabica L.) CV. Castillo a la sombra en San Juan de Rioseco, Colombia. Revista de Investigación Agraria y Ambiental, 11(1), 15-27. https://doi.org/10.22490/21456453.2915

Calle, D., and Mendoza, J. C. (2017). Extracción de taninos de la borra de café mediante lixiviación Soxhlet [Undergraduate thesis, Universidad de Guayaquil]. http://repositorio.ug.edu.ec/handle/redug/18205

Carvajal, S. (2019). Aprovechamiento de los desperdicios del café para la elaboración de una Kombucha (Medusomyces Gisevi) a partir de borras de café [Undergraduate thesis, Uni-versidad de Guayaquil]. http://repositorio.ug.edu.ec/handle/redug/47059

Colina, A. (2016). Análisis fitoquímico, determinación cualitati-va y cuantitativa de flavonoides y taninos, actividad antioxi-dante, antimicrobiana de las hojas de “Muehlenbeckia has-tulata (J.E.Sm) I.M. Johnst” de la zona de Yucay (Cusco) [Un-dergraduate thesis, Universidad Nacional Mayor de San Mar-cos]. http://cybertesis.unmsm.edu.pe/handle/20.500.12672/7121

Corona-Jiménez, E., Martínez-Navarrete, N., Ruiz-Espinosa, H., and Carranza-Concha, J. (2016). Extracción asistida por ultra-sonido de compuestos fenólicos de semillas de chía (Salvia hispanica L.) y su actividad antioxidante. Agrociencia, 50(4), 403-412.

Guadarrama, A. (2020). Análisis molecular de la constante dieléctrica en función de la tensión superficial de un fluido polar [Undergraduate thesis, Universidad Autónoma del Esta-do de México]. http://hdl.handle.net/20.500.11799/109304

Gutiérrez, L. (2017). Estudio del tratamiento de minerales sulfu-rados auríferos mediante procesos secuenciales de flota-ción, lixiviación alcalina, biolixiviación y cianuración para la recuperación de oro [Undergraduate thesis, Universidad Na-cional Mayor de San Marcos]. http://cybertesis.unmsm.edu.pe/handle/20.500.12672/6616

Instituto Ecuatoriano de Normalización. NORMA TÉCNICA ECUA-TORIANA NTE INEN-ISO 712:2013. https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/nte-inen-iso-712.pdf

López-Bascón, M. A., and Luque de Castro, M. D. (2020). Soxh-let Extraction. In C. F. Poole (Ed.), Liquid-Phase Extraction (pp. 327-354). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-816911-7.00011-6

Magalhães, L. M., Machado, S., Segundo, M. A., Lopes, J. A., and Páscoa, R. N. (2016). Rapid assessment of bioactive phenolics and methylxanthines in spent coffee grounds by FT-NIR spectroscopy. Talanta, 147, 460-467. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2015.10.022

Marcelo-Díaz, R., Luján-Gonzales, V., Ramírez, L., Olano, M., Vargas, A., Rojas, M. L., and Linares, G. (2017). Fenólicos a partir de residuos de café: Optimización del proceso de ex-tracción. Revista de Investigaciones Altoandinas, 19(4), 405-410. https://dx.doi.org/10.18271/ria.2017.315

Mena-Valdés, L., Tamargo-Santos, B., Salas-Olivet, E., Plaza-Paredes, L. E., Blanco-Hernández, Y., Otero-González, A., and Sierra-González, G. (2015). Determinación de saponinas y otros metabolitos secundarios en extractos acuosos de Sa-pindus saponaria L. (jaboncillo). Revista Cubana de Plantas Medicinales, 20(1), 106-116.

Muñoz-Bernal, O., Torres-Aguirre, G., Núñez-Gastélum, J., de la Rosa, L., Rodrigo-García, J., Ayala-Zavala, J., and Álvarez-Parrilla, E. (2017). Nuevo acercamiento a la interacción del reactivo de Folin-Ciocalteu con azúcares durante la cuantifi-cación de polifenoles totales. TIP, 20(2), 23-28. https://doi.org10.1016/j.recqb.2017.04.003

Rodríguez, D. (2020). Compuestos fenólicos en residuos agrofo-restales: Una revisión de técnicas de extracción y fuentes disponibles [Master’s thesis, Universidade da Coruña]. http://hdl.handle.net/2183/27189

Silva, M. A., Nebra, S. A., Silva M. M., and Sanchez, C. G. (1998). The use of biomass residues in the Brazilian soluble coffee industry. Biomass and Bioenergy, 14(5), 457-467. https://doi.org/10.1016/S0961-9534(97)10034-4

Soto-García, M., and Rosales-Castro, M. (2016). Efecto del solvente y de la relación masa/solvente, sobre la extracción de compuestos fenólicos y la capacidad antioxidante de extractos de corteza de Pinus durangensis y Quercus side-roxyla. Maderas. Ciencia y Tecnología, 18(4), 701-714. https://doi.org/10.4067/S0718-221X2016005000061

Torres, A. (2020). Rendimiento y caracterización física y quími-ca de la oleorresina Foeniculum vulgare (Miller:1769) hinojo extraída mediante el método Soxhlet con solventes etanol y hexano [Undergraduate thesis, Universidad Nacional José María Arguedas]. http://repositorio.unajma.edu.pe/handle/123456789/593

Torres-Valenzuela, L., Martínez, K., Serna-Jimenez, J., and Her-nández, M. (2019). Secado de pulpa de café: condiciones de proceso, modelación matemática y efecto sobre pro-piedades fisicoquímicas. Información Tecnológica, 30(2), 189-200. https://doi.org/10.4067/S0718-07642019000200189

Venegas, S., Orellana, D., and Pérez, P. (2018). La realidad Ecuatoriana en la producción de café. Revista Científica Mundo de la Investigación y el Conocimiento, 2(2), 72-91. https://doi.org/10.26820/recimundo/2.(2).2018.72-91

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Calle Chumo, R. N., Calle Chumo, D. A., Gallegos Peredo, A. S. . & Jarrin Oseguera, P. I. (2022). Influence of the Solvent on the Extraction of Phenolic Com-pounds from the Coffee Grounds by Soxhlet Leaching. Ingeniería e Investigación, 43(1), e97521. https://doi.org/10.15446/ing.investig.97521

ACM

[1]
Calle Chumo, R.N., Calle Chumo, D.A., Gallegos Peredo, A.S. and Jarrin Oseguera, P.I. 2022. Influence of the Solvent on the Extraction of Phenolic Com-pounds from the Coffee Grounds by Soxhlet Leaching. Ingeniería e Investigación. 43, 1 (Nov. 2022), e97521. DOI:https://doi.org/10.15446/ing.investig.97521.

ACS

(1)
Calle Chumo, R. N.; Calle Chumo, D. A.; Gallegos Peredo, A. S. .; Jarrin Oseguera, P. I. Influence of the Solvent on the Extraction of Phenolic Com-pounds from the Coffee Grounds by Soxhlet Leaching. Ing. Inv. 2022, 43, e97521.

ABNT

CALLE CHUMO, R. N.; CALLE CHUMO, D. A.; GALLEGOS PEREDO, A. S. .; JARRIN OSEGUERA, P. I. Influence of the Solvent on the Extraction of Phenolic Com-pounds from the Coffee Grounds by Soxhlet Leaching. Ingeniería e Investigación, [S. l.], v. 43, n. 1, p. e97521, 2022. DOI: 10.15446/ing.investig.97521. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/ingeinv/article/view/97521. Acesso em: 19 mar. 2026.

Chicago

Calle Chumo, Rafael Norberto, Diego Alejandro Calle Chumo, Aaron Sebastian Gallegos Peredo, and Pablo Isaac Jarrin Oseguera. 2022. “Influence of the Solvent on the Extraction of Phenolic Com-pounds from the Coffee Grounds by Soxhlet Leaching”. Ingeniería E Investigación 43 (1):e97521. https://doi.org/10.15446/ing.investig.97521.

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Calle Chumo, R. N., Calle Chumo, D. A., Gallegos Peredo, A. S. . and Jarrin Oseguera, P. I. (2022) “Influence of the Solvent on the Extraction of Phenolic Com-pounds from the Coffee Grounds by Soxhlet Leaching”, Ingeniería e Investigación, 43(1), p. e97521. doi: 10.15446/ing.investig.97521.

IEEE

[1]
R. N. Calle Chumo, D. A. Calle Chumo, A. S. . Gallegos Peredo, and P. I. Jarrin Oseguera, “Influence of the Solvent on the Extraction of Phenolic Com-pounds from the Coffee Grounds by Soxhlet Leaching”, Ing. Inv., vol. 43, no. 1, p. e97521, Nov. 2022.

MLA

Calle Chumo, R. N., D. A. Calle Chumo, A. S. . Gallegos Peredo, and P. I. Jarrin Oseguera. “Influence of the Solvent on the Extraction of Phenolic Com-pounds from the Coffee Grounds by Soxhlet Leaching”. Ingeniería e Investigación, vol. 43, no. 1, Nov. 2022, p. e97521, doi:10.15446/ing.investig.97521.

Turabian

Calle Chumo, Rafael Norberto, Diego Alejandro Calle Chumo, Aaron Sebastian Gallegos Peredo, and Pablo Isaac Jarrin Oseguera. “Influence of the Solvent on the Extraction of Phenolic Com-pounds from the Coffee Grounds by Soxhlet Leaching”. Ingeniería e Investigación 43, no. 1 (November 1, 2022): e97521. Accessed March 19, 2026. https://revistas.unal.edu.co/index.php/ingeinv/article/view/97521.

Vancouver

1.
Calle Chumo RN, Calle Chumo DA, Gallegos Peredo AS, Jarrin Oseguera PI. Influence of the Solvent on the Extraction of Phenolic Com-pounds from the Coffee Grounds by Soxhlet Leaching. Ing. Inv. [Internet]. 2022 Nov. 1 [cited 2026 Mar. 19];43(1):e97521. Available from: https://revistas.unal.edu.co/index.php/ingeinv/article/view/97521

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CrossRef citations5

1. Johanny Aguillón Osma, Nelsy Loango Chamarro, Johan Alexander Villada Ramos. (2024). Potencial antioxidante del extracto de hoja de Coffea arabica sobre la lipoperoxidación y oxidación proteica en un modelo de músculo bovino. Revista de la Asociación Colombiana de Ciencias Biológicas, , p.104. https://doi.org/10.47499/revistaaccb.v1i36.313.

2. Naira Linhares Sabino, Henrique Maziero Fogarin, Sarha Lucia Murillo-Franco, Mariana Oliviera Bérgamo, Leticia Vicente Moreno, Debora Danielle Virginio da Silva, Cristiano Soleo Funari, Kelly Johana Dussán. (2025). Investigating the influence of solvents and extraction methods on the efficacy of phenolic compound recovery from spent coffee grounds. Separation and Purification Technology, 362, p.131793. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2025.131793.

3. Rabita Mohd Firdaus, Nurul Atiqah Izzati Md Ishak, Mohamed Kheireddine Aroua, Lai Ti Gew. (2026). Extraction and LC–MS characterization of bioactive compounds from spent coffee grounds. Discover Food, 6(1) https://doi.org/10.1007/s44187-026-00840-0.

4. José Alonso Dena Aguilar, Arturo Díaz Ponce, Claudio Frausto Reyes, Francisco Villanueva Mejía, Edgar Zacarías Moreno. (2024). Study of biodiesel production from weed species found in crops from Aguascalientes, Mexico. Entreciencias: Diálogos en la Sociedad del Conocimiento, 12(26), p.1. https://doi.org/10.22201/enesl.20078064e.2024.26.87733.

5. Érica da Costa Monção, Cristiani Viegas Brandão Grisi, Rita de Cassia Andrade da Silva, Sanierlly da Paz do Nascimento, Priscila Santos Souza, Laís Chantelle de Lima, Angela Maria Tribuzy de Magalhães Cordeiro, Antonia Lucia de Souza. (2025). Valorization of Garcinia humilis Residues in Active Collagen/Starch Films for Biodegradable Packaging Applications. Packaging Technology and Science, https://doi.org/10.1002/pts.70043.

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