Nghiên cứu hoạt tính sinh học của chiết xuất giàu chlorogenic acid từ nhân hạt cà phê xanh (Coffea canephora)
và
*
Abstract
Polyphenols are potent antioxidant compounds present in green coffee beans, in which chlorogenic acid is the most abundant polyphenol and the key bioactive compound responsible for the specific properties of green coffee beans. The study investigated extraction methods for obtaining polyphenols, especially chlorogenic acid, from green coffee beans and evaluated the bioactivity of the chlorogenic acid-rich extract. Two extraction methods were used, including ultrasound-assisted extraction and enzyme-assisted extraction. The results showed that Celluclast-assisted extraction achieved the highest polyphenol with a yield of 66.88 mg GAE/g. The ultrasound-assisted method using 70% ethanol gave comparable polyphenol extraction efficiency, but the chlorogenic acid yield was 1.3 times higher than the enzyme method. The 70% ethanol extract had higher DPPH and ABTS free radical scavenging ability and better inhibition of albumin denaturation than the extract from Celluclast-assisted extraction. Chlorogenic acid-rich extracts have potential applications in various sectors such as food and pharmaceuticals.
Tóm tắt
Polyphenol là nhóm hợp chất chống oxy hóa tiềm năng có mặt trong nhân hạt cà phê xanh, trong đó chlorogenic acid là polyphenol chiếm tỷ lệ cao nhất, là hoạt chất chính tạo nên giá trị sinh học đặc trưng của nhân hạt cà phê xanh. Nghiên cứu được thực hiện nhằm khảo sát các phương pháp chiết xuất polyphenol, chlorogenic acid từ nhân hạt cà phê xanh và đánh giá hoạt tính sinh học của dịch chiết giàu chlorogenic acid thu được. Hai phương pháp được sử dụng là chiết xuất có sự hỗ trợ của sóng siêu âm và hỗ trợ enzyme. Kết quả cho thấy việc chiết xuất bằng enzyme Celluclast đạt hiệu quả polyphenol cao nhất với hàm lượng 66,88 mg gallic acid tương đương/g (GAE/g). Phương pháp sử dụng ethanol 70% có sự hỗ trợ của sóng siêu âm cho hiệu quả chiết xuất polyphenol tương đương nhưng hàm lượng chlorogenic acid cao hơn 1,3 lần so với phương pháp chiết bằng enzyme. Dịch chiết ethanol 70% có khả năng bắt gốc tự do DPPH và ABTS, khả năng ức chế biến tính albumin cao hơn dịch chiết bằng enzyme. Dịch chiết giàu chlorogenic acid có tiềm năng ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm và dược phẩm.
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Tài liệu tham khảo
Affonso, R. C. L., Voytena, A. P. L., Fanan, S., Pitz, H., Coelho, D. S., Horstmann, A. L., ... & Maraschin, M. (2016). Phytochemical composition, antioxidant activity, and the effect of the aqueous extract of coffee (Coffea arabica L.) bean residual press cake on the skin wound healing. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2016(1), 1923754. https://doi.org/10.1155/2016/1923754
Amato, A., Terzo, S., & Mulè, F. (2019). Natural compounds as beneficial antioxidant agents in neurodegenerative disorders: A focus on Alzheimer’s disease. Antioxidants, 8(12), 608. https://doi.org/10.3390/antiox8120608
Barros, H., Baseggio, A. M., Angolini, C. F. F., Pastore, G. M., Cazarin, C. B. B., & Marostica-Junior, M. R. (2019). Influence of different types of acids and pH in the recovery of bioactive compounds in jabuticaba peel (Plinia cauliflora). Food Research International, 124, 16-26. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2019.01.010
Bình, P. T. T., Nghi, L. H., Trinh, H. T. N. P., Đài, N. T. T., & Khánh, Đ. D. (2020). Nghiên cứu hoạt tính kháng viêm trên một số mô hình in vitro của dược liệu Bìm bịp Clinacanthus nutans (Burm. f.) Lindau, Acanthaceae. Tạp chí Y Dược học Cần Thơ, 26, 158–164.
Chandra, S., Chatterjee, P., Dey, P., & Bhattacharya, S. (2012). Evaluation of in vitro anti-inflammatory activity of coffee against the denaturation of protein. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 2(1), S178-S180. https://doi.org/10.1016/S2221-1691(12)60154-3
Christina-Anna, K., Nikolaos, G., Kyriakos, G., Alexandros, P., Theodoros, P., & Malamis Asterios, M. (2017). Effect of extraction temperatures and solvent on the antioxidant potential of green arabica and robusta coffee beans. Annals of the University of Craiova – Biology, Horticulture, Food Products Processing Technology, Environmental Engineering, 22(58), 371–376.
Huang, J., Xie, M., He, L., Song, X., & Cao, T. (2023). Chlorogenic acid: a review on its mechanisms of anti-inflammation, disease treatment, and related delivery systems. Frontiers in pharmacology, 14, 1218015. https://doi.org/10.3389/fphar.2023.1218015
International Coffee Organization. (2023). Coffee Market Report – December 2023.
Jeon, H. J., Lee, B. S., & Park, C. (2025). Extraction of Chlorogenic Acid Using Single and Mixed Solvents. Molecules, 30(3), 481. https://doi.org/10.3390/molecules30030481
Jeszka-Skowron, M., Sentkowska, A., Pyrzyńska, K., & De Peña, M. P. (2016). Chlorogenic acids, caffeine content and antioxidant properties of green coffee extracts: influence of green coffee bean preparation. European Food Research and Technology, 242(8), 1403-1409. https://doi.org/10.1007/s00217-016-2643-y
Khoảng, L. T., Duyên, N.T. T., Nguyên, C. L., Vĩnh H. H. A., Hiền, C. T. T., & Huyền, H. T. T. (2020). Khảo sát yếu tố ảnh hưởng chiết xuất acid chlorogenic và tác dụng giảm triglycerid máu của cao chiết từ hạt cà phê xanh. Kỷ yếu Hội nghị Công nghệ Sinh học Toàn quốc 2020 (trang 792-798).
Lai, T. N. H., Nguyen, V. P., Chan, T. H., Dao, T. V. H., & Hoang, H. H. (2019). Optimization of chlorogenic acid extraction from green coffee beans using response surface methodology. Vietnam Journal of Agricultural Sciences, 2(1), 332-342. https://doi.org/10.31817/vjas.2019.2.1.04
Li, L., Su, C., Chen, X., Wang, Q., Jiao, W., Luo, H., Tang, J., Wang, W., Li, S., & Guo, S. (2020). Chlorogenic acids in cardiovascular disease: A review of dietary consumption, pharmacology, and pharmacokinetics. Journal of agricultural and food chemistry, 68(24), 6464-6484. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.0c01554
Martı́n, M. J., Pablos, F., & González, A. G. (1998). Discrimination between Arabica and robusta green coffee varieties according to their chemical composition. Talanta, 46(6), 1259-1264. https://doi.org/10.1016/S0039-9140(97)00409-8
Mẫn, P. T. H., Cường, N. K., Phúc, Đ. N., Tâm, C. Q., Lợi, N. H., My, T. L., Thảo, Đ. T., Tâm, N. X., & Tùng, Đ. T. (2022). Nghiên cứu các hợp chất hoạt tính sinh học từ cao chiết cà phê xanh cho ứng dụng dược phẩm và mỹ phẩm, và vật liệu nano có nguồn gốc từ cà phê Robusta Đắk Lắk. Journal of Analysis in Chemistry, Physics and Biology, 27(3), 225–231.
Mehari, B., Chandravanshi, B. S., Redi-Abshiro, M., Combrinck, S., McCrindle, R., & Atlabachew, M. (2021). Polyphenol contents of green coffee beans from different regions of Ethiopia. International Journal of Food Properties, 24(1), 17-27. https://doi.org/10.1080/10942912.2020.1858866
Meneses, N. G., Martins, S., Teixeira, J. A., & Mussatto, S. I. (2013). Influence of extraction solvents on the recovery of antioxidant phenolic compounds from brewer’s spent grains. Separation and purification technology, 108, 152-158. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2013.02.015
Nenadis, N., Wang, L. F., Tsimidou, M., & Zhang, H. Y. (2004). Estimation of scavenging activity of phenolic compounds using the ABTS•+ assay. Journal of agricultural and food chemistry, 52(15), 4669-4674. https://doi.org/10.1021/jf0400056
Nogaim, Q. A., Al-Duais, M., Al-Warafi, A., Al-Erianee, H., & Al-Sayadi, M. (2013). The chemical composition of Yemeni green coffee. Journal of Food Chemistry and Nutrition, 1(2), 42-48.
Oboh, G., Agunloye, O. M., Akinyemi, A. J., Ademiluyi, A. O., & Adefegha, S. A. (2013). Comparative study on the inhibitory effect of caffeic and chlorogenic acids on key enzymes linked to Alzheimer’s disease and some pro-oxidant induced oxidative stress in rats’ brain-in vitro. Neurochemical research, 38, 413-419. https://doi.org/10.1007/s11064-012-0935-6
Oteef, M. D. (2022). Comparison of different extraction techniques and conditions for optimizing an HPLC-DAD method for the routine determination of the content of chlorogenic acids in green coffee beans. Separations, 9(12), 396. https://doi.org/10.3390/separations9120396
Phong, L. Q., Khoa, N. H. Đ., Quyên, Đ. T., Hoàng, N. T., Hiệp, Đ. M. & Sương, N. K. (2020). Đánh giá hoạt tính kháng viêm, kháng khuẩn và ức chế enzyme α-glucosidase in vitro của nấm Ophiocordyceps sinensis giàu selen. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam , 62(8), 19–24.
Pimpley, V. A., & Murthy, P. S. (2021). Influence of green extraction techniques on green coffee: Nutraceutical compositions, antioxidant potential and in vitro bio-accessibility of phenolics. Food Bioscience, 43, 101284. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2021.101284
Pinelo, M., Tress, A., Pedersen, M., Arnous, A., & Meyer, A. (2007). Effect of cellulases, solvent type and particle size distribution on the extraction of chlorogenic acid and other phenols from spent coffee grounds. American Journal of Food Technology, 7, 641-651. https://doi.org/10.3923/ajft.2007.641.651
Prasedya, E. S., Frediansyah, A., Martyasari, N. W. R., Ilhami, B. K., Abidin, A. S., Padmi, H., Fahrurrozi, Juanssilfero, A. B., Widyastuti, S., & Sunarwidhi, A. L. (2021). Effect of particle size on phytochemical composition and antioxidant properties of Sargassum cristaefolium ethanol extract. Scientific reports, 11(1), 17876. https://doi.org/10.1038/s41598-021-95769-y
Re, R., Pellegrini, N., Proteggente, A., Pannala, A., Yang, M., & Rice-Evans, C. (1999). Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free radical Biology and Medicine, 26(9-10), 1231-1237. https://doi.org/10.1016/S0891-5849(98)00315-3
Rojas-González, A., Figueroa-Hernández, C. Y., González-Rios, O., Suárez-Quiroz, M. L., González-Amaro, R. M., Hernández-Estrada, Z. J., & Rayas-Duarte, P. (2022). Coffee chlorogenic acids incorporation for bioactivity enhancement of foods: A review. Molecules, 27(11), 3400. https://doi.org/10.3390/molecules27113400
Shan, J., Fu, J., Zhao, Z., Kong, X., Huang, H., Luo, L., & Yin, Z. (2009). Chlorogenic acid inhibits lipopolysaccharide-induced cyclooxygenase-2 expression in RAW264. 7 cells through suppressing NF-κB and JNK/AP-1 activation. International immunopharmacology, 9(9), 1042-1048.
https://doi.org/10.1016/j.intimp.2009.04.011
Sluiter, A., Hames, B., Ruiz, R., Scarlata, C., Sluiter, J., Templeton, D., and Crocker, D. L. A. P. (2008). Determination of structural carbohydrates and lignin in biomass. Laboratory analytical procedure, 1617(1), 1 – 16. 56.
Sofía Torres-Valenzuela, L., Andrea Serna-Jiménez, J., & Martínez, K. (2020). Coffee By-Products: Nowadays and Perspectives. In
D. T. Castanheira, Coffee—Production and Research (pp. 1-18). IntechOpen. https://doi.org/10.5772/intechopen.89508
Tú, N. T. C., Yến, H. K., Trân, Q. B., & Thảo, T. P. (2024). Đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa và kháng viêm của cao chiết nấm linh chi (Ganoderma lucidum) trồng trên cơ chất mùn cưa và bã mía. Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ, 60(Số chuyên đề: Khoa học tự nhiên – Hóa Sinh), 216–222.
Tuấn, T. Q., Oanh, L. T., Hiệp, Đ. M., & Nghiệp, N. Đ. (2014). Chuẩn hóa mô hình sàng lọc in vitro các hợp chất kháng viêm dựa trên khả năng ức chế biến tính albumin bò do nhiệt. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, 52(5B), 532–538.
Trinh, L. T. P., Choi, Y., & Bae, H. -J. (2018). Production of phenolic compounds and biosugars from flower resources via several extraction processes. Industrial Crops and Products, 125, 261-268.
https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2018.09.008
Valentin, J. L., & Watling, R. J. (2013). Provenance establishment of coffee using solution ICP-MS and ICP-AES. Food chemistry, 141(1), 98-104. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.02.101
Wang, J., Zhao, Y. M., Tian, Y. T., Yan, C. L., & Guo, C. Y. (2013). Ultrasound‐assisted extraction of total phenolic compounds from Inula helenium. The Scientific World Journal, 2013(1), 157527. https://doi.org/10.1155/2013/157527
Zhang, Y., Shen, Y., Zhu, Y., & Xu, Z. (2015). Assessment of the correlations between reducing power, scavenging DPPH activity and anti-lipid-oxidation capability of phenolic antioxidants. LWT-Food Science and Technology, 63(1), 569-574.
https://doi.org/10.1016/j.lwt.2015.03.047
Zheng, H. Z., Hwang, I. W., & Chung, S. K. (2009). Enhancing polyphenol extraction from unripe apples by carbohydrate-hydrolyzing enzymes. Journal of Zhejiang University Science B, 10, 912-919. 63.
https://doi.org/10.1631/jzus.B0920186
Zuo, J., Tang, W., & Xu, Y. (2015). Anti-hepatitis B virus activity of chlorogenic acid and its related compounds. In R. P. Victor, Coffee in health and disease prevention (pp. 607-613). Academic Press.
https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409517-5.00068-1