Моделированное желудочно-кишечное переваривание какао-порошка (INFOGEST): биодоступность метилксантинов и антиоксидантные свойства.
Simulated gastrointestinal digestion of cocoa powder (INFOGEST): methylxanthine bioaccessibility and antioxidant properties.
Rivera-Manzorro L, Aliaño-González MJ, Barbero GF, Chinchilla N, Macías FA, Palma-Lovillo M, Carrera C
Аннотация (перевод)
Какао (<i>Theobroma cacao</i> L.) является богатым источником биологически активных соединений, включая метилксантины (теобромин и кофеин) и полифенолы, которые известны своими стимулирующими, антиоксидантными и кардиопротекторными свойствами. В данном исследовании был разработан и оптимизирован метод ультразвуковой экстракции (UAE) для извлечения метилксантинов из коммерческих какао-порошков и сухих смесей для приготовления горячего шоколада на основе какао (порошкообразных продуктов) с использованием плана Бокса — Бенкена и методологии поверхности отклика (BBD-RSM). Оптимальные условия для этого эксперимента были следующими: 67.81% EtOH, 50.10 °C, амплитуда 36.02%, цикл 0.3 s<sup>-1</sup> и 10 минут экстракции. Параллельно три образца (C-1, C-2 и C-4) были отобраны для переваривания <i>in vitro</i> (INFOGEST 2.0) с целью оценки биодоступности и стабильности биологически активных соединений при прохождении по желудочно-кишечному тракту. На протяжении ротовой, желудочной и кишечной фаз кумулятивная биодоступность метилксантинов достигала более 85%, что указывает на зависимое от матрицы высвобождение и возможное наличие совместно экстрагируемых модуляторов. Антиоксидантная емкость, измеренная с помощью анализа DPPH, была высокой до переваривания и демонстрировала фазово-зависимые изменения в процессе переваривания INFOGEST с более низкими значениями в ротовой фазе и последующей более высокой измеренной антиоксидантной емкостью в желудочной и/или кишечной фазах, что согласуется с обусловленным пищеварением высвобождением антиоксидантных соединений. Настоящее исследование подчеркивает дифференциальную биодоступность метилксантинов и ключевую роль рецептурных факторов в определении их судьбы в желудочно-кишечном тракте. В целом исследование формирует экологически устойчивый, пригодный для пищевой промышленности технологический процесс UAE в качестве масштабируемой отправной точки для получения обогащенных метилксантинами экстрактов какао, обеспечивая при этом механистическое понимание биодоступности метилксантинов в продуктах на основе какао-порошка при переваривании INFOGEST; требуются дальнейшие исследования для переноса этих условий на нутрицевтические/функциональные ингредиенты (<i>e.g.</i>, стабильность при концентрировании/сушке, органолептические и регуляторные аспекты).
Оригинальная аннотация
Cocoa (<i>Theobroma cacao</i> L.) is a rich source of bioactive compounds, including methylxanthines (theobromine and caffeine) and polyphenols, which are known for their stimulant, antioxidant, and cardioprotective properties. In this study, an ultrasound-assisted extraction (UAE) method was developed and optimized for methylxanthine recovery from commercial cocoa powders and cocoa-based drinking chocolate mixes (powdered products) using a Box-Behnken design and response surface methodology (BBD-RSM). The optimal conditions for this experiment were as follows: 67.81% EtOH, 50.10 °C, 36.02% amplitude, 0.3 s<sup>-1</sup> cycle, and 10 minutes of extraction. In parallel, three samples (C-1, C-2, and C-4) were selected for <i>in vitro</i> digestion (INFOGEST 2.0) to assess the bioaccessibility and stability of bioactive compounds during gastrointestinal transit. Across the oral, gastric and intestinal phases, accumulative methylxanthine bioaccessibility reached more than 85%, indicating matrix-dependent release and possible co-extracted modulators. Antioxidant capacity, measured using DPPH assay, was high prior to digestion and showed phase-dependent changes during INFOGEST digestion, with lower values in the oral phase followed by higher measured antioxidant capacity in the gastric and/or intestinal phases, consistent with digestion-driven release of antioxidant compounds. The present study highlights the differential bioaccessibility of methylxanthines and the pivotal role of formulation factors in determining their gastrointestinal fate. Overall, the study establishes a sustainable, food-grade UAE workflow as a scalable starting point for obtaining methylxanthine-enriched cocoa extracts, while providing mechanistic insight into methylxanthine bioaccessibility in cocoa powder-based products during INFOGEST digestion; further work is required to translate these conditions into nutraceutical/functional ingredients (<i>e.g.</i>, stability during concentration/drying, sensory and regulatory aspects).
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/e82da6f8-095d-477e-b005-d976ade56081
DOI: 10.1039/d5fo05193b