Obtención de extractos bioactivos a partir de un subproducto del café, empleando técnicas de extracción verdes

Abstract

In the present study a comparative study on the proximal composition, the total content of phenolic compounds, the antioxidant activity, and the quantification of caffeine and chlorogenic acid from two coffee by-products was carried out. Those by-products were coffee husk and silver coffee film, both obtained of the process of benefit of green coffee. After, the best nutritional profile was chosen (13,1% protein, 5,2% ash, and 73,85% total dietary fiber) and the by-product with the greatest amount of bioactive compounds to be implemented in the second stage. The silver coffee film was selected for the purpose of carrying out the extraction process with pressurized liquids, a 32 factorial experimental design (including 3 central points) was performed, for a total of 13 experiments where the effect of temperature was studied (50, 100, 150 °C), and of the solvent composition (0, 50, 100% EtOH:H2O), on the extraction yield, total phenols content CTF, total Flavonoid CTFI content, and the antioxidant activity (for TEAC and for EC50) and using as a extraction parameters a pressure of 10,0 MPa, an extraction time 20 min and a sample amount of 1,4 g. It was found that temperature was the most influential condition in the optimization of the variables. An optimal extraction point was found with the extraction yield values of 18,20%, a CTF of 109,34 µg gallic acid equivalent/g extract or 1989,98 µg gallic acid equivalent/100 g sample, CTFI of 15,51 µg quercetin equivalent/g extract or 0,28 mg quercetin equivalent/100 g of sample, and the antioxidant capacity of 0,99 mmol TE/g extract or 4504,50 mg TE/100 g sample and an EC50 of 26,74 µg/ml. In the third stage, a successive extraction at the optimum extraction conditions was carried out. Extraction cycles until deplete the sample, evaluating on these extractions, the extraction yield, CTF, CTFI and antioxidant activity (by TEAC and EC50 methods), were carried out. The results showed that four extraction cycles resulted in the exhaustion of the simple, going from 18,40% in the first cycle to 1,32% in the fourth cycle in the extraction yield, as well as a decrease in extraction variables the CTF of 1341,91 to 100,61 mg of AGE/100 g of sample, CTFI had a variation of 0,23 mg of QE/100 g of sample to 0,01 mg of QE/100 g of sample, the antioxidant capacity of TEAC of 5078,40 to 281,53 mg of TE/100 g of sample and the EC50 de 26,79 µg/ml a 39,04 µg/ml.

En la presente investigación se realizó el estudio comparativo de la composición proximal, contenido total de compuestos fenólicos, capacidad antioxidante, cuantificación de cafeína y ácido clorogénico de dos subproductos de café, como son la cascarilla de café y la película plateada de café, ambos obtenidos del proceso de beneficio del café verde. Luego de esto se escogió el mejor perfil nutricional (13,1% de proteína, 5,2% de ceniza, 73,85% de fibra dietaria total) y el subproducto con mayor cantidad de compuestos bioactivos para ser implementada en la segunda etapa. La película plateada de café fue la seleccionada con el propósito de realizar el proceso de extracción con líquidos presurizados, se realizó un diseño experimental factorial 32 (incluyendo 3 puntos centrales), para un total de 13 experimentos donde se estudió el efecto de la temperatura (50, 100, 150 ºC), y de la composición del disolvente (0, 50, 100% EtOH:H2O), sobre el rendimiento de extracción, contenido total de fenoles-CTF, contenido total de Flavonoides-CTFI, y la capacidad antioxidante (por TEAC y por EC50), utilizando como parámetros de extracción una presión de 10,0 MPa, un tiempo de extracción 20 min y una cantidad de muestra de 1,4 g. Los resultados mostraron que la temperatura fue la condición más influyente en la optimización de las variables. Se encontró un punto óptimo de extracción con los valores de rendimiento de extracción de 18,20%, un CTF de 109,34 mg ácido gálico equivalente-AGE/g de extracto ó 1989,98 mg AGE/100 g de muestra, CTFI de 15,51 µg quercetina equivalente-QE/g de extracto ó 0,28 mg de QE/100 g de muestra, y la capacidad antioxidante de 0,99 mmol de trolox equivalente-TE/g de extracto ó 4504,50 mg TE/100 g muestra y un EC50 de 26,74 µg/ml. En la tercera etapa se realizó una extracción sucesiva a las condiciones óptimas de extracción, donde se realizaron ciclos de extracción hasta el agotamiento de la muestra evaluando en estas extracciones su rendimiento de extracción, CTF, CTFI y la capacidad antioxidante (medido por las metodologías TEAC y EC50). Se obtuvo como resultado, cuatro ciclos de extracción que mostraron un agotamiento efectivo de la muestra, pasando de un 18,40% de rendimiento de extracción en el primer ciclo a un 1,32% en el cuarto ciclo, así como disminución en las variables de extracción el CTF que paso de 1341,91 a 100,61 mg AGE/100 g de muestra, CTFI que tuvo una variación del 0,23 mg QE/100 g de muestra a 0.01 mg QE/100 g de muestra, una capacidad antioxidante por TEAC de 5078,40 a 281,53 mg TE/100 g de muestra y un aumento de EC50 de 26,79 µg/ml a 39,04 µg/ml.