Análisis fitoquímico comparativo de tres variedades de Coffea arabica. - Zambrano Zambrano, Wilson Alexander; Morocho Cruz, Genesis Katiusca (My University, 2024)
Coffee husk is an agro-industrial residue from coffee processing that, according to studies referred to by other authors, could be a raw material of commercial interest. Studies show that it has antioxidant capacity, which benefits human health. Therefore, this research aimed to evaluate the chemical composition and biological activity of the husk from three varieties of C. arabica: Acawa (A), Sarchimor (S), and Bourbon Sidra (B), using chromatographic and spectroscopic methods, to support its potential use in the pharmaceutical and food industries. A bromatological analysis of the coffee husks was conducted through determinations that evidenced the nutritional value and quality of the plant material, highlighting variety B for its higher protein and total fiber content. However, the other varieties also demonstrated good quality. Thin-layer chromatography (TLC) analysis showed that varieties A and S have similar chromatographic profiles regarding the presence of chemical compounds with conjugated chromophore groups, phenolic metabolites, and antioxidant capacity. Additionally, the existence of amino acids and caffeine with very similar planar chromatographic appearance was evidenced for the three raw materials. Column chromatography coupled with mass spectrometry (HPLC/MS) allowed the identification of the main specialized metabolites, suggesting the presence of a variety of compounds, highlighting caffeine and other phenolic nature compounds such as caffeoylquinic derivatives. It is noteworthy that the S variety exhibited the greatest diversity of chemical components by both methods. These results are related to the quantification of phenolic compounds and tannins by the Folin-Ciocalteu method and precipitation with gelatin, where varieties A and S showed the highest values of total phenols and tannins. Caffeine levels, also quantified spectrophotometrically with the help of a calibration curve, were also higher in these varieties. The antioxidant capacity was quantified using the 2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) method and by measuring the ferric reducing antioxidant power (FRAP), with the results referred to as equivalent to the Trolox standard. Although all three raw materials have antioxidant capacity by both mechanisms of action, the previously mentioned varieties stand out as the most effective, results that strongly correlate positively with the level of determined phenolic compounds. The in vivo assay to identify the hypoglycemic capacity of the S variety coffee husk was promising. Although the effect significantly differed from glibenclamide, the oral administration of the husks managed to reduce basal glucose levels compared to the negative control. This assay is considered preliminary, taking into account that some details regarding the administration of the husk need to be corrected, in addition to the need to evaluate the dose-response effect using more than one treatment group with husk. Finally, it was concluded that the analyzed coffee husks can be considered as raw materials of interest in the pharmaceutical or food industry, taking advantage of the synergistic effect provided by their antioxidant and hypoglycemic capacity.
La cascarilla de café es un residuo agroindustrial del procesamiento del café que, según estudios referidos por otros autores, pudiera ser una materia prima de interés comercial. Estudios evidencian que posee capacidad antioxidante lo que tributa en beneficio a la salud humana. Es por ello que, la presente investigación se propuso como objetivo evaluar la composición química y actividad biológica de la cascarilla de tres variedades de C. arabica: Acawa (A), Sarchimor (S) y Bourbon sidra (B), utilizando métodos cromatográficos y espectroscópicos, para sustentar su posible aprovechamiento en la industria farmacéutica y alimentaria. Se realizó el análisis bromatológico de las cascarillas de café mediante determinaciones que evidenciaron el valor nutricional y calidad de la materia vegetal destacando la variedad B por su mayor contenido de proteínas y fibra total, sin embargo, las demás variedades también demostraron buena calidad. El análisis cromatográfico en capa delgada (CCD) permitió constatar que las variedades A y S poseen perfiles cromatográficos similares en cuanto a la presencia de compuestos químicos con grupos cromóforos conjugados, metabolitos fenólicos y capacidad antioxidante. Para las tres materias primas se evidenció, además, la existencia de aminoácidos y cafeína con apariencia cromatográfica planar muy similar. El estudio cromatográfico en columna acoplado con espectrometría de masas CLAE/EM permitió la identificación de los principales metabolitos especializados, sugiriendo la presencia de una variedad de compuestos destacando la cafeína y otros de naturaleza fenólica como derivados de cafeoilquínico. Cabe resaltar que en la variedad S se identificó la mayor diversidad de componentes químicos por ambos métodos. Dichos resultados guardan relación con la cuantificación de compuestos fenólicos y de taninos por el método de Folin-Ciocalteu y la precipitación con gelatina, donde se constató que las variedades A y S presentaron los mayores valores de fenoles totales y de taninos. Los niveles de cafeína, también cuantificados espectrofotométricamente con ayuda de una curva de calibración, fueron también mayores en dichas variedades. Se cuantificó la capacidad antioxidante mediante el método del 2-difenil-1-pricilhidrazilo (DPPH) y midiendo el poder antioxidante reductor del ion férrico (FRAP), en ambos casos se refieren los resultados como equivalente al patrón trolox. Aunque las tres materias primas poseen capacidad antioxidante por ambos mecanismos de acción, las variedades antes señaladas destacan como las más efectivas, resultados que correlacionan de manera positiva fuerte con el nivel de compuestos fenólicos determinado. El ensayo in vivo para identificar la capacidad hipoglucemiante de la cascarilla de café variedad S resultó prometedor, aunque el efecto difirió significativamente de la glibenclamida, la administración vía oral de las cascarillas logró reducir los niveles de glucosa basal frente al control negativo. Este ensayo se define como preliminar, tomando en consideración que deben corregirse algunos detalles respecto a la administración de la cascarilla, además de la necesidad de evaluar el efecto dosis respuesta utilizando más de un grupo de tratamiento con cascarilla. Finalmente se concluyó que las cascarillas de café analizadas pueden ser consideradas como materias primas de interés en la industria farmacéutica o alimentaria, aprovechando el efecto sinérgico que brinda su capacidad antioxidante e hipoglicemiante.
Keywords: CASCARILLA DE CAFE; ANTIOXIDANTE; HIPOGLICEMIANTE; COMPUESTOS FENOLICOS