Extraction, separation, and evaluation of antioxidant effect of the different fractions of polyphenols from cocoa beans / Extracción, separación y evaluación del efecto antioxidante de las diferentes fracciones de polifenoles de los granos de cacao / Extração, Separação e Avaliação do Efeito Antioxidante das Diferentes Frações de Polifenóis de Grãos de Cacau

ABSTRACT

Abstract Polyphenol Extracts (PE) hold antioxidant properties, which might be related to positive effects on human health. It has been stated that PE, obtained from cocoa beans, contain fractions of flavan-3-ols with different degrees of polymerization (DP). However, it is unknown which of the fractions or their mixture drives the best antioxidant activity. This paper reports the study conducted to elucidate the role of each fraction (with different DP) on Antioxidant Capacity (AC). First, the process of extraction and separation of polyphenols' fractions in cocoa beans was executed; afterward, AC was determined for each fraction individually and their combinations (monomers, dimers and oligomers). Solid-liquid extraction was made by using a 50% (v/v) ethanol solution and a masssolvent ratio of 1120 in an ultrasound bath. PE were separated into monomers, dimers, and oligomers by HPLC using a semipreparative column. The results obtained show that PE contain 95.35, 7.45, and 21.75 mg EE (epicatechin equivalents) / g ds of monomers, dimers, and oligomers, respectively. Finally, the AC of each fraction was evaluated using a complete cubic model mix design. According to the results, the best AC was obtained for dimers. However, when monomers, dimers and oligomers were mixed, an antagonistic effect on AC was observed.

RESUMEN

Resumen Los extractos polifenólicos (PE) tienen propiedades antioxidantes positivas para la salud humana. Se conoce que los PE obtenidos del cacao contienen fracciones de flavan-3-ols con diferentes grados de polimerización (DP). Sin embargo, se desconoce qué fracción o mezcla de ellos posee mayor capacidad antioxidante. Este trabajo se realizó con el fin de evaluar la capacidad antioxidante (AC) de cada fracción polifenólica (con diferentes DP) extraída del cacao. Primero, se realizó un proceso de extracción y separación de las fracciones de polifenoles en los granos de cacao. Luego, se determinó la AC para cada fracción individual y combinada (monómeros, dímeros y oligómeros). La extracción sólido-líquido se realizó utilizando una solución de etanol en agua al 50 % (v/v) y una relación masasolvente de 1120 en un baño de ultrasonido. El extracto PE se separó en monómeros, dímeros y oligómeros por HPLC usando una columna semipreparativa. Los resultados obtenidos muestran que el extracto PE contiene 95,35, 7,45 y 21,75 mg EE (equivalentes de epicatequina) / g ds de monómeros, dímeros y oligómeros, respectivamente. Finalmente, se evaluó la CA de cada fracción utilizando un diseño de mezcla de modelo cúbico completo. Según los resultados, se obtuvo una mayor AC para dímeros; sin embargo, se observó un efecto antagonista de la AC cuando se mezclan monómeros, dímeros y oligómeros.

RESUMO

Resumo Os extratos de polifenóis (PE) possuem propriedades antioxidantes, que podem estar relacionadas a efeitos positivos para a saúde humana. Foi afirmado que o PE, obtido a partir de grãos de cacau, contém frações de flavan-3-ols com diferentes graus de polimerização (DP). No entanto, não se sabe qual fração ou mistura deles impulsiona a melhor atividade antioxidante. Este artigo relata os achados de um estudo realizado com o objetivo de elucidar o papel de cada fração (com DP diferente) na capacidade antioxidante (AC). Inicialmente, o processo de extração e separação de frações de polifenóis 'em grãos de cacau é descrito. Posteriormente, é determinada a AC para cada fração isolada e combinada (monômeros, dímeros e oligômeros). A extração sólido-líquido foi realizada utilizando uma solução de etanol a 50% (v/v) e uma razão massa solvente de 1 120 em um banho de ultrassom. O PE foi separado em monômeros, dímeros e oligômeros por HPLC usando uma coluna semi-preparativa. Os resultados obtidos mostram que o PE contém 95,35, 7,45 e 21,75 mg EE (equivalentes de epicatequina) / g ds de monômeros, dímeros e oligômeros, respectivamente. Finalmente, o efeito de cada fração na AC foi avaliado usando um modelo de mistura cúbica completo. De acordo com os resultados, a melhor AC foi obtida para os dímeros; no entanto, um efeito antagônico na AC foi observado quando monômeros, dímeros e oligômeros foram misturados.