Composición química y actividad antioxidante de la corteza plateada de tres variedades de coffea arábica (café) - Echeverria Loayza, Ronald Steeven; Bustamante Quinde, Arantxa Ainoa (My University, 2025)
The silver skin (SS) of Coffea arabica, a unique byproduct of the roasting process, represents a potential source of bioactive compounds with functional properties. In Ecuador, where coffee cultivation is an economically and environmentally significant activity, the utilization of this residue remains limited despite its content of metabolites with potential antioxidant effects. This study evaluated the chemical composition and antioxidant capacity of SS from three locally grown coffee varieties—Sarchimor red (SR), Catucaí yellow (CY), and Acawa (AW)—using chromatographic and spectrophotometric techniques, for potential use in the pharmaceutical and food industries. A proximal study of the three SS varieties was conducted through residual moisture, total ash, total fats, proteins, and minerals assays, with results falling within established ranges and compared to data reported in specialized literature, showing significant differences among the varieties. The SS was subjected to two extraction methods: ultrasound and dynamic digestion for 60 minutes, using an ethanol:water (70:30 v/v) mixture as the solvent, with the extract dried (ED) via rotary evaporation. A preliminary analysis of the chemical composition of the three varieties was performed using thin-layer chromatography (TLC), revealing qualitatively similar chromatographic profiles. The presence of compounds with conjugated chromophore systems, phenolic metabolites, amino acids, and antioxidant activity was confirmed in the evaluated extracts. Total polyphenols, expressed as gallic acid equivalents (mg GAE/g ED), were quantified using the Folin-Ciocalteu assay. The SR variety showed the best results and, consequently, the highest antioxidant capacity, measured as Trolox equivalents using the ferric reducing antioxidant power (FRAP) and 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) methods. Similarly, dynamic digestion yielded better results for all three raw materials compared to ultrasound-assisted extraction. Additionally, caffeine levels (mg/g ED) were quantified using HPLC-DAD, revealing significant differences among the varieties, with AW showing the highest alkaloid content. It was also observed that ultrasound-assisted extraction resulted in higher caffeine concentrations compared to dynamic digestion, attributed to ultrasonic cavitation, which enhances compound release without requiring high temperatures. These findings support the use of SS as a potential raw material for developing products in the pharmaceutical or food industries, while also contributing to environmental sustainability through the reuse of agroindustrial waste.
La corteza plateada (CP) de Coffea arabica, subproducto exclusivo del proceso de tostado, representa una fuente potencial de compuestos bioactivos con propiedades funcionales. En Ecuador, donde el cultivo de café es una actividad de relevancia económica y ambiental, el aprovechamiento de este residuo aún es limitado, a pesar de su contenido de metabolitos con posible efecto antioxidante. En este estudio se evaluó la composición química y la capacidad antioxidante de la CP proveniente de tres variedades de café cultivadas localmente: Sarchimor rojo (CR), Catucaí amarillo (CA) y Acawa (AW), mediante técnicas cromatográficas y espectrofotométricas, para su posible uso en la industria farmacéutica y alimentaria. Se desarrolló el estudio proximal de las tres variedades de CP, mediante los ensayos de humedad residual, cenizas totales, grasas totales, proteínas y minerales, los resultados obtenidos se encontraron dentro de los rangos establecidos y se compararon con datos reportados en la literatura especializada, existiendo diferencias significativas entre todas las variedades. La CP se sometió a dos métodos de extracción: ultrasonido y digestión dinámica durante 60 min, empleando como disolvente la mezcla etanol:agua (70:30 v/v), llevándose el extracto a sequedad (ES) mediante rotoevaporación. Se realizó un análisis preliminar de la composición química de las tres variedades mediante cromatografía en capa delgada (CCD), revelando perfiles cromatográficos cualitativamente similares. Se identificó la existencia de compuestos con sistemas cromóforos conjugados, metabolitos de naturaleza fenólica, aminoácidos y se comprobó actividad antioxidante en los extractos evaluados. Se realizó la cuantificación de polifenoles totales equivalente a ácido gálico (mg EAG/g ES), utilizando el ensayo de Folin Ciocalteu. Se demostró que la variedad CR presentó los mejores resultados y consecuentemente, la mayor capacidad antioxidante equivalente a trolox, determinada mediante el método de poder antioxidante de reducción férrica (FRAP) y el del 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH). De la misma manera, se constató que para las tres materias primas la digestión dinámica logró mejores resultados, en comparación con la extracción asistida por ultrasonido. Colateralmente, se cuantificaron los niveles de cafeína (mg/g ES) mediante CLAE-DAD en los cuales se evidenció diferencias significativas entre las variedades analizadas, siendo la variedad AW la que presentó el mayor contenido del alcaloide. Además, se observó que la extracción asistida por ultrasonido permitió obtener mayores concentraciones de cafeína en comparación con la digestión dinámica, lo cual se atribuye a la acción de la cavitación ultrasónica, que favorece una mayor liberación del compuesto sin necesidad de aplicar altas temperaturas. Estos hallazgos respaldan el aprovechamiento de la CP como posible materia prima para la elaboración de productos en la industria farmacéutica o alimentaria, contribuyendo además al cuidado del medio ambiente a través de la reutilización de residuos agroindustriales.
Keywords: CORTEZA PLATEADA; CAPACIDAD ANTIOXIDANTE; POLIFENOLES; CAFEINA