Valorizzazione degli Spent Coffee Grounds: un sottoprodotto alimentare come nuovo eccipiente sostenibile in forme farmaceutiche solide

In questo progetto di tesi si è cercato di valorizzare un sottoprodotto della filiera del caffè, i fondi di caffè esausto, considerati un rifiuto, trasformandoli in una risorsa utile in forme farmaceutiche solide. In questo modo si riducono sprechi, inquinamento, uso di nuove risorse e produzione di rifiuti contribuendo così alla sostenibilità e all’attenzione per l’ambiente nell’ottica di un modello di economia circolare nel settore del caffè. I fondi di caffè esausto (Spent Coffee Grounds o SCG) sono ciò che rimane dopo la preparazione della bevanda di caffè. Vengono prodotti in ingenti quantità e considerati rifiuti. In realtà contengono composti adatti ad essere riutilizzati in numerose applicazioni in diversi settori. Lo studio inizialmente si è concentrato sulla caratterizzazione e sul confronto della polvere di SCG con gli eccipienti più utilizzati in forme farmaceutiche solide tramite parametri come aW, LOD, solubilità, densità al versamento, indice di Carr, scorrevolezza e indice di rigonfiamento. Sono state individuate caratteristiche in comune con eccipienti disgreganti e diluenti utilizzati in compresse e con eccipienti riempitivi utilizzati in capsule. Questi eccipienti sono fondamentali sia per permettere la produzione della stessa forma farmaceutica sia per garantire l’effetto atteso dopo la somministrazione. I disgreganti vengono aggiunti a compresse o capsule per facilitare la loro rottura e permettere il rilascio dei principi attivi quando entrano in contatto con i fluidi gastrointestinali. Gli eccipienti diluenti o riempitivi servono per aumentare la massa e il volume e rendere uniforme la forma farmaceutica. Sono state messe a punto prima compresse placebo, sostituendo i disgreganti tradizionali con gli SCG, per verificare se questi presentassero azione disgregante e, se presente, con quali tempi e poi compresse di prodotti finiti per confrontare i tempi di disaggregazione. In seguito, dopo aver stabilito che gli SCG presentano un’azione disgregante (anche se è necessaria una concentrazione più elevata rispetto ai disgreganti tradizionali per avere tempi di disaggregazione paragonabili), si è cercato di studiare il loro possibile meccanismo d’azione come eccipiente disgregante confrontando le caratteristiche di aW, LOD, angolo di contatto ed indice di rigonfiamento della polvere di SCG con quelle dei disgreganti tradizionali più utilizzati. Infine è stata valutata la possibilità di utilizzare gli SCG come diluente in compresse, sempre sostituendoli al posto dell’eccipiente tradizionale in un prodotto finito; tuttavia non sono stati riscontrati risultati positivi. Lo stesso studio è stato eseguito utilizzando gli SCG come eccipiente riempitivo in capsule, però sono necessari ulteriori approfondimenti per questo possibile utilizzo. Sia durante la realizzazione delle compresse placebo che delle compresse di prodotti finiti sono state analizzate e confrontate le caratteristiche delle miscele prima della compressione, le variazioni nella configurazione della comprimitrice e le caratteristiche delle compresse realizzate, a seconda della presenza del disgregante tradizionale o degli SCG. È emerso un lieve miglioramento della scorrevolezza delle miscele, una riduzione della durezza e un aumento della friabilità e dell’abrasione delle compresse che hanno quindi reso necessario l’aumento dello spessore di compressione (impostato nella comprimitrice) con conseguente aumento della forza di compressione esercitata dalla comprimitrice.