Caracterización de un pigmento bioactivo obtenidos a partir de residuos de café y evaluación de su aplicación en productos alimenticios

Abstract

Actualmente en la industria alimenticia existe una fuerte tendencia por el uso de colorantes naturales debido a que son inocuos y algunos pueden favorecer a la salud humana coadyuvando a contrarrestar enfermedades asociadas al estrés oxidativo. A la par, se busca eliminar a los colorantes sintéticos del mercado, esto debido a que investigaciones recientes han informado sobre los efectos tóxicos que estos pueden provocar. Ya se están usando colorantes naturales extraídos de diferentes fuentes vegetales, sin embargo, siguen siendo insuficientes por lo que se continúa en búsqueda de nuevas fuentes. Existen reportes del uso de los granos de café como disolución tintórea o del uso de la borra de café resulta de la producción de café soluble. Por ello, en el presente trabajo se propuso hacer uso de los residuos de café (también conocidos como “borra de café) como fuente alternativa de estudio para extraer colorantes naturales, dándoles un valor agregado a dichos residuos. Es importante mencionar que en México los subproductos generados del cafeto se han convertido en un problema ambiental debido a que no existe ninguna fábrica que controle los residuos resultantes. Esta investigación consistió en el aprovechamiento de los residuos de café Coffea arabica, los cuales fueron recolectados en las cafeterías del Campus El Cerrillo UAEM. Se utilizaron residuos de café provenientes de dos lugares diferentes (Oaxaca y Veracruz) seleccionados así por su disponibilidad. El objetivo del estudio fue caracterizar un pigmento bioactivo obtenido a partir de residuos de café y evaluar su aplicación en productos alimenticios. El pigmento bioactivo fue obtenido por dos métodos. Extracción hidrotérmica (EH) y extracción por sonicación(ES). En ambos métodos se utilizó agua destilada, dado que la aplicación sería en alimentos, se buscó evitar el uso de disolventes no permitidos en la industria alimenticia. Se realizó cromatografía de capa fina como un primer acercamiento para la caracterización cualitativa de los compuestos químicos presentes en los extractos obtenidos a partir de los residuos de café. Se analizaron por separado los extractos obtenidos de los residuos provenientes de café de Veracruz y de café de Oaxaca, así como de los dos métodos de extracción utilizados. En total se obtuvieron cuatro extractos a analizar 1) obtenido por el método de extracción hidrotérmica a partir de los residuos de café proveniente de Oaxaca (COEH) 2) obtenido por el método de extracción por sonicación a partir de los residuos de café proveniente de Oaxaca (COES) 3) obtenido por el método de extracción hidrotérmica a partir de los residuos de café proveniente de Veracruz (CVEH) 4) obtenido por el método de extracción por sonicación a partir de los residuos de café proveniente de Veracruz (CVES). Todas las placas fueron positivas para taninos pirogálicos con una coloración azul negruzco y con DPPH se observaron bandas color amarillo blanquecino características de que hay compuestos en el extracto con actividad antioxidante. Se realizaron barridos espectrofotométricos de los extractos obtenidos a partir de residuos de café y de café sin usar, esto con la intención de tener una idea general de los compuestos químicos presentes en ambas muestras. En ambos casos se encontraron picos de absorbancia entre las longitudes de onda 242-390 nm, sin embargo, la concentración de los compuestos en los extractos de residuos de café es menor en comparación con el café sin usar, esto se debe a que ya hubo una primera extracción de estos compuestos durante la preparación de la infusión aunque conservan el mismo patrón de la curva. De acuerdo con lo reportado entre el rango de 242-390 nm se encuentran algunos compuestos característicos del café como trigonelina, cafeína, melanoidinas y ácidos clorogénicos. El contenido de fenoles totales se determinó por el método Folin Ciocalteu, y la capacidad antioxidante de los extractos se evaluó por los métodos DPPH y ABTS. Se observó que la extracción hidrotérmica es el método más eficiente para la obtención de compuestos fenólicos en café, ya que se logró una extracción considerable de éstos a altas temperaturas por abajo de 100 °C. Con el tratamiento que se obtuvo una mayor concentración de fenoles fue COEH (0.09±0 mg EAG/ g), por lo cual se consideró el mejor tratamiento. Para DPPH los resultados muestran que COEH es el que presenta mayor porcentaje de inhibición (34.44±0.15%), seguido de COES (33.65±0.75%), el extracto CVES (31.14±0.34%) y finalmente CVEH (30.88±0.93%). Mientras que en ABTS se encontró que el tratamiento que mostró el porcentaje de inhibición mayor fue COEH (69.26±0.22%), seguido de CVEH (61.86±0.41%), el extracto COES (54.63±0%) y finalmente CVES (54.48±0%). Los residuos de café tienen una capacidad antioxidante considerable en comparación con algunas otras fuentes de antioxidantes como tuna verde, epicarpio de café o cascara de pitahaya. Se evaluó la tonalidad de los extractos, para ello se calcularon los valores de las coordenadas L*, a* y b* y se graficaron en el espacio CIELAB. En todos los casos se obtuvieron tonalidades café. Se evaluó el poder tintóreo del pigmento obtenido mediante pruebas en alimentos. Para ello, se adicionó el pigmento en yogurt en concentraciones de 0%, 1% y 2%, las muestras fueron sometidas a un análisis sensorial por medio una prueba de hedónica utilizando 20 panelistas no entrenados, en los resultados se observó que la concentración 1% presentó mayor aceptabilidad. Las características fisicoquímicas evaluadas fueron: pH y color. Las muestras fueron etiquetadas como M468 (0% de extracto), M277 (1% de extracto) y M019 (2%) presentaron valores en pH de 4.09, 4.16 y 4.25, respectivamente, estos valores se encuentran dentro del intervalo de pH ideal (4.0-4.4) para yogurt. Finalmente se evaluó el poder tintóreo del pigmento en leche saborizada. El pigmento fue adicionado a la leche en una concentración de 0.6%. La aceptación del producto fue evaluada a través de un análisis sensorial (color, olor, sabor, textura) y se comparó con un producto comercial (leche sabor café SINGLE SHOT Santa Clara), empleando 10 panelistas no entrenados. Se obtuvieron valores de pH para los tratamientos: leche sin tratamiento, M007 (leche adicionada con 0.6% del pigmento), M025 (leche comercial), de 6.7, 6.4 y 6.5, respectivamente. En la evaluación sensorial de la leche con sabor café (producto comercial) y la leche con pigmento de café, los panelistas mostraron mayor aceptación en cuanto a color, olor, sabor y textura por el producto comercial. La aplicación del pigmento obtenido en yogurt y leche tuvo como resultado productos con una aceptabilidad moderada por los consumidores.