Potential antioxidant, genoprotective and neuroprotective effect of spent coffee
Autor(es) : 
Palabras clave : 
Materias Investigacion::Farmacia::Farmacia y farmacología
Bebidas no alcohólicas
Antioxidantes en los alimentos
Fecha de publicación: 
2015
Fecha de la defensa: 
24-jun-2013
Editorial : 
Servicio de Publicaciones. Universidad de Navarra.
Cita: 
BRAVO ORTEGA, Jimena. “Potential antioxidant, genoprotective and neuroprotective effect of spent coffee”. Cid Canda, Mª de la Concepción, (dir.), De Peña Fariza, Mª Paz, (codir.). Tesis doctoral. Universidad de Navarra, Pamplona, 2013
Resumen
Cada día se consumen en el mundo millones de tazas de café dando lugar a toneladas de residuos (posos). El café es muy rico en antioxidantes, pero parte de ellos, podría permanecer en los posos después de la preparación de la bebida. Por esta razón, el objetivo del presente trabajo de investigación fue evaluar el potencial efecto antioxidante, genoprotector y neuroprotector de los posos del café e identificar los principales compuestos responsables (ácidos clorogénicos, cafeína y melanoidinas). Para ello, se aplicaron tanto análisis químicos (ABTS, DPPH, polifenoles totales, y espectroscopía de resonancia) como ensayos en cultivos celulares (MTT, ROS y ensayo del cometa) a los extractos de posos de café Arabica (Guatemala) y Robusta (Vietnam) (tueste medio) para generar evidencias científicas que apoyen sus efectos beneficiosos para la salud. Previamente, la extracción con agua a pH neutro (pH 7.0) en una cafetera de filtro (24g/400mL) se propuso como el mejor método para obtener extractos de posos de café con alta capacidad antioxidante. Todos los extractos de posos de café procedentes de las cafeteras de uso más frecuente (filtro, expreso, émbolo), con excepción de los obtenidos a partir de la cafetera moka, tuvieron una alta capacidad antioxidante por la presencia de compuestos antioxidantes hidrofílicos, tanto fenólicos (ácidos mono- y dicafeolquínicos) como no fenólicos. Los posos de café procedentes de las cafeteras filtro y expreso fueron de 4 a 7 veces más ricos en ácidos dicafeoilquínicos (3,31-5,79 mg/g posos de café) que sus respectivas bebidas de café (0,22-1,94 mg/g café). La capacidad antioxidante de los extractos acuosos de posos de café fue 46,0-102,3 % (filtro), 59,2- 85,6 % (expreso), y <42 % (émbolo) en comparación con sus respectivas bebidas. Los resultados obtenidos con los cultivos celulares apoyaron los obtenidos con los ensayos químicos. En las células humanas HeLa (cáncer de cuello de útero), los extractos de posos de café mostraron una alta protección frente al daño oxidativo inducido por el H2O2, como se reveló por el descenso intracelular de las especies reactivas de oxígeno y frente a las roturas en el ADN (29-73 % protección). En menor medida, los posos de café también protegieron del daño oxidativo inducido en el ADN (lugares sensibles a la enzima FPG, 11,5 % protección). Sin embargo, los extractos de posos de café no fueron capaces de proteger a las células de neuroblastoma ni antes ni después del proceso de digestión in vitro. En conclusión, los posos de café pueden ser considerados una buena fuente de compuestos hidrofílicos bioactivos con propiedades antioxidantes y genoprotectoras en células humanas, revelando su potencial aplicación en la industria alimentaria y farmacéutica, o para proveer nuevas estrategias en la protección de enfermedades relacionadas con el estrés oxidativo.
Millions of coffee cups are consumed every day around the world, producing spent coffee grounds in tons. Coffee is highly rich in antioxidants and part of them could still remain in spent coffee grounds after brewing process. Therefore, the objective of the present research was to evaluate the potential antioxidant, genoprotective and neuroprotective effects of spent coffee and to identify the main responsible compounds (chlorogenic acids, caffeine and melanoidins). For that purpose, chemical¿based assays (ABTS, DPPH, total phenolics, ESR spectroscopy) and human cells culture assays (MTT, ROS and comet assay) were applied in spent coffee extracts from Arabica (Guatemala) and Robusta (Vietnam) coffee (medium roast) to generate scientific evidence supporting healthy-beneficial effects. Previously, extraction with neutral water (pH 7.0) in a filter coffeemaker (24g/400mL) was proposed as the best method to obtain spent coffee extracts with high antioxidant capacity. All spent coffee extracts obtained from the most common coffeemakers (filter, espresso, plunger), with the exception of those from the mocha coffeemaker, have relevant antioxidant capacity due to the presence of hydrophilic antioxidants, both phenolics (mono- and dicaffeoylquinic acids) and nonphenolics. Spent coffee from filter and espresso coffeemakers were 4-7 fold richer in dicaffeoylquinic acids (3.31-5.79 mg/g spent coffee) than their respective coffee brews (0.22-1.94 mg/g coffee). The antioxidant capacities of the aqueous spent coffee extracts were 46.0-102.3 % (filter), 59.2-85.6 % (espresso), and <42 % (plunger) in comparison to their respective coffee brews. Data from cell culture assays supported the results obtained with chemical-based assays. Spent coffee extracts highly protected HeLa cells (derived from human cervical cancer) from H2O2-induced oxidative damage, as revealed by the decrease of intracellular generation of reactive oxygen species and DNA strand breaks (29-73 % protection). To a lesser extent, spent coffee also protected from induced oxidative DNA damage (FPG-sensitive sites, 11.5 % protection). However, spent coffee extracts were not able to protect neuroblastoma cells, before and after a simulated in vitro digestion. Therefore, spent coffee can be considered as a good source of hydrophilic bioactive compounds with antioxidant and strong genoprotective properties in human cells, revealing the potential use of these coffee byproducts in food and pharmaceutical industries or even to provide new strategies to protect against oxidative stress related diseases.

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