ES2395666B1

ES2395666B1 - Aplicación de productos de la cascarilla del café en cosmética antienvejecimiento y alimentación funcional.

Info

Publication number: ES2395666B1
Application number: ES201131128A
Authority: ES
Inventors: Mª Dolores DEL CASTILLO BILBAO; Mª Elena IBÁÑEZ EZEQUIEL; Miryam AMIGO BENAVENT; Miguel HERRERO CALLEJA; Merichel PLAZA DEL MORAL; Mónica ULLATE ARTIZ
Original assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Current assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Priority date: 2011-07-04
Filing date: 2011-07-04
Publication date: 2013-12-26
Anticipated expiration: 2031-07-04
Also published as: EP2730171A4; WO2013004873A1; EP2730171A1; ES2395666A1

Abstract

Aplicación de productos de la cascarilla del café en cosmética antienvejecimiento y alimentación funcional.#Producto que procede de la cascarilla del café caracterizado porque es (a) cascarilla de café en polvo o (b) extracto de cascarilla de café. Procedimiento de extracción de la cascarilla del café que comprende una etapa de extracción con agua, preferentemente con agua subcrítica. Uso del producto procedente de la cascarilla del café en cosmética o alimentación funcional, en particular para prevenir procesos de envejecimiento fisiológico, como conservante alimentario para prevenir procesos oxidativos y como fuente de cafeína.

Description

Aplicación de productos de la cascarilla del café en cosmética antienvejecimiento y alimentación funcional

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a un método de revalorización de un subproducto del café, que se obtiene en el

5 proceso de tostado del mismo: la cascarilla del café. La cascarilla puede utilizarse directamente como fuente natural de antioxidantes. Los antioxidantes que la componen sobreviven al proceso de digestión gastrointestinal quedando biodisponibles. Con un sencillo proceso de extracción se pueden obtener extractos de cascarilla de café con propiedades antioxidantes, conteniendo diferentes compuestos bioactivos tales como ácido clorogénico y cafeína, con aplicación en cosmética, alimentación y salud.

ESTADO DE LA TÉCNICA:

El café ha sido por muchos años uno de los cultivos más rentables, sin embargo aunque la productividad ha ido aumentando, el método usado para procesar el fruto en grano no ha cambiado en años y poca atención se ha dado al uso de los subproductos del procesamiento del café. En los países productores de café, los residuos y subproductos del mismo constituyen una fuente de grave contaminación y problemas ambientales. Por ese motivo, se

15 ha tratado de idear métodos de utilizarlos como materia prima para la producción de piensos, bebidas, vinagre, biogás, cafeína, pectina, proteína y abono (http://www.ico.org/documents/ed1967c.pdf). El café es un producto de gran interés comercial; por lo tanto, los subproductos del café están ampliamente disponibles (Borrelli, R. C.; Esposito, F.; Napolitano, A.; Ritieni, A.; Fogliano, V. Characterization of a New Potential Functional Ingredient: Coffee Silverskin. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2004, 52, 2: 1338-1343.).

Son varios los subproductos que se obtienen durante el procesado del fruto o cereza del café hasta la obtención del polvo de café para su consumo como bebida: pulpa, agua de drenado de café, pergamino, mucílago, cascarilla y marros. La cascascarilla de café (silverskim o coffee chaff en inglés) es el tegumento del grano de café y es el único sub-producto del café que se produce durante el tostado del grano del café. (Borrelli, R. C.; Esposito, F.; Napolitano, A.; Ritieni, A.; Fogliano, V. Characterization of a New Potential Functional Ingredient: Coffee Silverskin. Journal of

25 Agricultural and Food Chemistry, 2004, 52, 2: 1338-1343.). En la actualidad se emplea como combustible o fertilizante (Saenger, M.; Hartge, E. U.; Werther, J.; Ogada, T.; Siagi, Z. Combustion of coffee husks. Renewable Energy, 2001, 23, 1: 103-121).

La cascarilla del café presenta compuestos fenólicos y otros compuestos bioactivos “fitoquímicos” alimentarios con potenciales propiedades beneficiosas para la salud. La cascarilla o piel de plata comúnmente denominada en inglés silver skin o coffee chaff se ha propuesto como fuente natural de ingredientes prebióticos, fibra y antioxidantes (Borrelli, R.C. et al., 2004 mencionado anteriormente). Los estudios realizados hasta la fecha indican que los compuestos fenólicos que naturalmente componen el grano del café, ácido clorogénico, se encuentran en baja concentración en la cascarilla, en particular el mencionado estudio de Borrelli, R.C. et al. describe que la cantidad de compuestos fenólicos presentes en la cascarilla es de 1.1 mg/100 g de producto, expresado como ácido clorgénico,

35 cuando se extrae en metanol/agua 60:40. Este artículo menciona que existen compuestos derivados de estos compuestos fenólicos que podrían contribuir a la elevada capacidad antioxidante que se le ha atribuido a este subproducto de la industria del tostado del café. La determinación del contenido de los compuestos fenólicos y de las propiedades antioxidantes de los extractos depende del método de extracción que se haya empleado en la preparación de muestra previa a su análisis. Por lo tanto, las propiedades antioxidantes de la cascarilla han sido subestimadas. Así mismo, el uso directo de la cascarilla como conservante de alimentos y/o fuente de antioxidantes de la dieta no se ha propuesto con anterioridad. La digestibilidad de la cascarilla y la estabilidad de sus propiedades antioxidantes durante proceso de digestión por enzimas digestivas no ha sido objeto de estudio hasta la fecha.

Murthy, P.S., Naidu, M.M. Recovery of Phenolic Antioxidants and Functional Compounds from Coffee Industry By-Products. Food and Bioprocess Technology, 2010, DOI 10.1007/s11947-010-0363-z, online describe la obtención de

45 un extracto enriquecido en ácido clorogénico que implica tratamiento térmico, pulverización, tratamiento enzimático, fraccionamiento por cromatografía y extracción con solventes orgánicos.

Una alternativa adecuada para la gestión de sub-productos de la industria del café en los países Occidentales es el procesado de éstos empleando tecnologías respetuosas con el medio ambiente, preferentemente sin usar disolventes orgánicos, que permitieran obtener productos de alto valor añadido. En nuestro conocimiento, las investigaciones realizadas hasta el momento no incluyen la optimización de la extracción de compuestos antioxidantes y; particularmente, de ácidos clorogénicos y cafeína de la cascarilla del café para su posterior aplicación en alimentación, cosmética y salud. Así mismo tampoco se conoce la existencia de trabajos previos en los que se indique que la cascarilla de café es una fuente natural de cafeína.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN:

55 Un primer aspecto de la presente invención se refiere a un producto que procede de la cascarilla del café, también denominada piel de plata, caracterizado porque es (a) cascarilla de café en polvo o (b) extracto de cascarilla de café.

De acuerdo con una realización preferente, la cascarilla de café utilizada para la obtención del producto objeto de la presente invención puede ser un sub-producto generado durante el tostado de granos de las variedades Arábica, Robusta o mezclas.

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En los extractos acuosos de cascarilla se han identificado ácido clorogénico y cafeína, compuestos bioactivos del café, a los que se les atribuyen importantes y variadas propiedades biológicas. Los extractos de la presente invención pueden contener cantidades de estos compuestos en el orden de ppm (>200 mg/kg de cascarilla) y elevada capacidad antioxidante (equivalente a valores > de 0,85 g de clorogénico/ 100 g de cascarilla). Por lo tanto, de acuerdo con otra realización preferente de la presente invención, cuando el producto que procede de la cascarilla es un extracto de cascarilla de café, éste puede comprender un mínimo de 80 mg de ácido clorogénico y 985 mg de cafeína por cada 100 g de extracto. Así mismo, los extractos de la presente invención pueden contener valores máximos de 326 mg/100 g de extracto de ácido clorogénico y 4000 mg/100 g de extracto de cafeína cuando la cascarilla procede de la variedad Arábica. Estos valores pueden ser del orden de doble si se emplea como materia prima de partida cascarilla procedente del tueste de granos de café Robusta.

El ácido clorogénico, en particular ácido 5-cafeoil-quínico, los productos generados vía reacción de Maillard a partir de éstos durante el tostado y la fibra antioxidante podrían ser los responsables las propiedades antioxidantes de los extractos acuosos. Estos compuestos podrían prevenir el envejecimiento, procesos patológicos relacionados con la edad y el estrés oxidativo y ejercer un control efectivo del peso corporal. Estudios previos demuestran que tanto los extractos de café verde como la bebida del café pueden presentar este beneficio y estas bondades se asocian a la presencia combinada de los compuestos detectados en los extractos objeto de la presente invención.

Un segundo aspecto de la presente invención es un procedimiento de obtención del extracto de cascarilla de café según se expone en esta solicitud de patente, caracterizado porque dicho procedimiento no utiliza disolventes orgánicos. Así el procedimiento de la presente invención comprende una etapa de extracción sencilla y respetuosa con el medio ambiente. En particular, la extracción puede tener lugar mediante hidrólisis enzimática, ruptura celular empleando procedimientos mecánicos a temperatura ambiente, extracción con agua caliente, o extracción con el empleo de condiciones de agua subcrítica y/o supercrítica, permitiendo la obtención de mayores rendimientos de extracción y una mejor caracterización de la cascarilla y posibles nuevas aplicaciones para la revalorización de este sub-producto.

De acuerdo con una realización preferente de esta invención, el procedimiento de obtención del extracto de cascarilla definido en la presente solicitud de patente se caracteriza por comprender una etapa de extracción con agua.

Preferentemente, el procedimiento de la presente invención no comprende ninguna etapa previa de molienda, pulverización o procedimiento equivalente para obtener cascarilla en polvo. Por tanto, el procedimiento de la presente invención permite la obtención del extracto definido en la presente solicitud a partir de la cascarilla de café entera, con el consiguiente ahorro de tiempo, energía y simplificación del procedimiento. Además, la utilización como materia prima de cascarilla en polvo puede dar lugar a apelmazamiento durante el procedimiento de extracción pudiendo dar lugar a una extracción menos efectiva.

Preferentemente, la extracción puede tener lugar con agua a una temperatura entre 40 y 100 ºC, siendo aún más preferente que la etapa de extracción tenga lugar con 2 volúmenes de agua por cada gramo de cascarilla, a una temperatura de alrededor a 100 ºC durante un mínimo de 10 min. De forma aún más preferente sin etapa previa de molienda o procedimiento equivalente para obtener cascarilla en polvo. Los estudios realizados muestran que utilizando una menor cantidad de agua la cascarilla se apelmaza y la extracción no es tan eficaz. Así mismo, una mayor cantidad de agua supone un mayor gasto energético para eliminar el solvente tras la extracción.

De acuerdo con otra realización preferente adicional, el procedimiento de obtención del extracto de cascarilla definido en la presente solicitud de patente que comprende una etapa de extracción con agua, se caracteriza porque la etapa de extracción puede tener lugar en condiciones de una extracción con agua subcrítica.

Preferentemente, la etapa de extracción con agua subcrítica tal como se ha descrito anteriormente, puede tener lugar a una temperatura entre 50 y 200º C y una presión constante suficiente para mantener el agua en estado líquido durante la extracción. De forma especialmente preferente, la presión se puede mantener constante entre 1000 y 3000 psi.

De acuerdo con una realización especialmente preferente, la etapa de extracción con agua subcrítica tal como se ha descrito en la presente solicitud, puede tener lugar a una temperatura aproximada de 50 ºC y a una presión aproximada de 1500 psi, sin etapa previa de molienda, pulverización o procedimiento equivalente para obtener cascarilla en polvo.

La presencia de ácidos clorogénicos y cafeína en las muestras de extractos se analizó por HPLCD-MS y CZE-UV-Vis. Los resultados indican que la cascarilla de café presenta potencial para ser utilizada directamente como ingrediente funcional alimentario y en la elaboración de productos de cosmética anti-edad.

De acuerdo con otra realización preferente adicional, el procedimiento de obtención del extracto de cascarilla definido en la presente solicitud de patente que comprende una etapa de extracción con agua tal como se ha definido en una cualquiera de las realizaciones de la presente invención, puede comprender una etapa previa de molienda o procedimiento equivalente para obtener cascarilla en polvo.

Para el almacenamiento a largo plazo los extractos obtenidos según el procedimiento descrito en la presente solicitud de patente, se pueden congelar y liofilizar o atomizar. El polvo resultante se puede almacenar protegido de

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la luz en congelación hasta su análisis. La determinación de la capacidad antioxidante de la muestra durante su conservación a temperatura ambiente demuestra que en estas condiciones las propiedades antioxidantes de las mismas se conservan durante al menos 6 meses.

Un tercer aspecto de la presente invención se refiere a un alimento enriquecido en ácido clorogénico y cafeína que comprende un producto que procede de la cascarilla del café tal como se ha definido anteriormente en la presente solicitud, o un extracto de cascarilla del café obtenido por el procedimiento objeto de la presente invención.

Se determinó la capacidad antioxidante total del polvo de cascarilla, la fracción soluble obtenida por digestión gastointestinal in vitro de la misma y los de los compuestos extraídos con agua caliente (40-100ºC) y en condiciones sub-críticas (50-200ºC, 1000 y 3000 psi). Los compuestos solubles derivados de la digestión gastrointestinal in vitro presentan propiedades antioxidantes. Por lo tanto, el consumo de cascarilla como parte de la dieta puede reforzar la defensa antioxidante del organismo. En nuestro conocimiento no existen datos previos que avalen la digestibilidad de la cascarilla y por tanto potencial biodisponibilidad de los compuestos antioxidantes que la componen. El polvo de cascarilla podría emplearse directamente como conservante del mismo modo que se emplean las especies.

Un cuarto aspecto de la presente invención se refiere a una composición cosmética caracterizada porque comprende un producto que procede de la cascarilla del café tal como se ha definido anteriormente en la presente solicitud, o un extracto de cascarilla del café obtenido por el procedimiento objeto de la presente invención, y al menos un excipiente cosméticamente aceptable. Esta composición puede ser, por ejemplo, una loción, tónico, emulsión, crema, ungüento, polvo como por ejemplo base para maquillaje o colorete, o cualquier otra forma habitual en la industria cosmética.

Por excipiente cosméticamente aceptable se entiende cualquier excipiente habitual en la industria cosmética como, por ejemplo, diluyentes como el aceite de oliva o la alantoína, espesantes, fluidificantes, aromas, aglutinantes, etc.

El extracto de cascarilla del café objeto de la presente invención puede ejercer varios roles importantes en la composición cosmética tales como conservante, aromatizante, antioxidante y antienvejecimiento. Dado que la cafeína es otro de los compuestos fundamentales del extracto y este compuesto se le asocia efecto anticelulítico ésta sería otra propiedad que podría atribuirse al producto cosmético preparado por adición de los extractos objeto de invención.

Un quinto aspecto de la presente invención es la utilización de un producto que procede de la cascarilla del café tal como se ha definido anteriormente, o un extracto de cascarilla del café obtenido por el procedimiento tal como se define en la presente solicitud de patente, como antioxidante y/o conservante natural.

Un sexto aspecto de la presente invención es la utilización de un producto que procede de la cascarilla del café tal como se ha definido en esta solicitud de patente, de un extracto de cascarilla del café obtenido por el procedimiento objeto de la presente invención, o de una composición cosmética tal como se ha definido anteriormente, para prevenir procesos de envejecimiento fisiológico.

Un séptimo aspecto de la presente invención es la utilización de un producto que procede de la cascarilla del café tal como se ha definido en esta solicitud de patente, de un extracto de cascarilla del café obtenido por el procedimiento objeto de la presente invención, o de un alimento enriquecido en ácido clorogénico y cafeína tal como se ha definido anteriormente, para prevenir procesos patológicos relacionados con la edad o el estrés oxidativo.

Un octavo aspecto de la presente invención es la utilización de un producto que procede de la cascarilla del café tal como se ha definido en esta solicitud de patente, de un extracto de cascarilla del café obtenido por el procedimiento objeto de la presente invención, como fuente de cafeína.

Preferentemente, el procedimiento de obtención del extracto de cascarilla utilizado como fuente de cafeína comprende una etapa de extracción con agua, y se caracteriza porque la etapa de extracción puede tener lugar en condiciones de una extracción con agua subcrítica.

De acuerdo con una realización especialmente preferente, la etapa de extracción con agua subcrítica tal como se ha descrito en la presente solicitud para obtener un extracto para utilizar como fuente de cafeína, puede tener lugar a una temperatura aproximada de 50 ºC y a una presión aproximada de 1500 psi, sin etapa previa de molienda, pulverización o procedimiento equivalente para obtener cascarilla en polvo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS:

Figura 1a: Fotografía de cascarilla en polvo

Figura 1b: Fotografía de cascarilla entera.

Figura 2: Polvo liofilizado a partir de un extracto acuoso de cascarilla

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Figura 3: Capacidad antioxidante expresada como equivalentes de clorogénico de las muestras de cascarilla y los productos de su digestión gastrointestinal in vitro. Las barras representan la media de la determinación realizada por triplicado y las barras de error denotan la desviación estándar relativa de las mediciones.

Figura 4: Electroferogramas correspondientes a los extractos de cascarilla de café extraídos con agua caliente (A) y con agua sub-crítica a 50ºC (B). Las siglas CGA hacen referencia a aquellos picos electroforéticos con un espectro UV-Vis con un índice de coincidencia de más del 80% con el correspondiente a un estándar puro de ácido clorogénico (ácido 3-cafeoil quínico).

Figura 5: Identificación de ácido clorogénico (CGA) y cafeína (caf) en extractos acuosos obtenidos por extracción con agua caliente a 100ºC y en condiciones de sub-críticas a 50ºC. El análisis ha sido realizado por HPLC con detección UV-Vis y espectrometría de masas. Se identifica el pico con tiempo de retención igual al obtenido por inyección del estándar comercial puro de ácido 3-cafeil quínico. El pico cromatográfico corresponde al de mayor área de aquellos que presentan características espectrales similares al compuesto puro. Otros picos minoritarios con espectro UV-Vis característico de CGA con valores de área inferiores al límite de cuantificación no han sido tenidos en cuenta para el cálculo de los datos que se muestran en la Tabla 2. Los espectros de masas confirman la identidad del compuesto que eluye con este tiempo de retención como ácido clorogénico. Los espectros correspondientes a los picos detectados en el extracto obtenido en condiciones sub-críticas se muestran en la parte superior de la figura mientras que en la inferior se pueden observar los correspondientes a la extracción con agua caliente.

Figura 6: Loción a base de extracto acuoso de cascarilla (izquierda), loción a base de cascarilla entera (centro) y loción base sin adición de cascarilla (derecha).

EJEMPLOS ILUSTRATIVOS DE LA INVENCIÓN:

EJEMPLO 1: Obtención de cascarilla en polvo

El polvo de cascarilla se obtiene por tratamiento de la cascarilla entera en un molino de colas, empleando nitrógeno líquido como sistema de enfriamiento, para evitar perdidas de compuestos bioactivos tales como ácido clorogénico, y trabajando a 22 oscilaciones por segundo durante dos minutos.

EJEMPLO 2: Propiedades antioxidantes de la cascarilla de café y su digestión gastrointestinal in vitro

Se determinó la capacidad antioxidante total de la muestra de cascarilla en polvo por el método directo del ABTS (Serpen, A.; Capuano, E.; Fogliano, V.; Gokmen, V. A New Procedure to Measure the Antioxidant Activity of Insoluble Food Components. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2007, 55, 19: 7676-7681; Serpen, A.; Gökmen, V.; Pellegrini, N.; Fogliano, V. Direct Measurement of the Total Antioxidant Capacity of Cereal Products. Journal of Cereal Science, 2008, 48, 816-820). La capacidad antioxidante de la cascarilla se analizó además por el método GAR recientemente propuesto por Delgado-Andrade, C.; Conde-Aguilera, J. A.; Haro, A.; de la Cueva, S. P.; Rufián-Henares, J. A. A combined procedure to evaluate the global antioxidant response of bread. Journal of Cereal Science, 2010, 52: 239-246. Esta determinación involucra el análisis de la capacidad antioxidante de los productos de digestión obtenidos por actividad de las enzimas digestivas, que de manera natural componen el tracto gastrointestinal humano, simulando las condiciones fisiológicas. La determinación tiene como objeto obtener información relativa a la estabilidad de los compuestos antioxidantes al proceso de digestión enzimático y a los cambios de pH que tienen lugar durante el proceso de digestión. Siguiendo este procedimiento puede predecirse si los compuestos antioxidantes alcanzarán el intestino delgado y serán absorbidos por las células del epitelio gastrointestinal.

Los resultados indican que tanto la cascarilla intacta como sus productos de digestión presentan capacidad antioxidante (Figura 3). Los productos de digestión solubles pueden ser absorbidos a través del epitelio intestinal y ejercer su efecto en el organismo. En consecuencia, su consumo como parte de la dieta podría reforzar la defensa antioxidante del organismo.

EJEMPLO 3: Extracción con agua subcrítica (SWE)

Las extracciones se llevaron a cabo en un sistema de Extracción Acelerada con Disolventes ASE200 comercializado por Dionex equipado con una unidad controladora de disolventes (Dionex, Sunnyvale, CA, EEUU).

Las extracciones se llevaron a cabo por duplicado. Todas las extracciones se realizaron en una celda de 11 ml de capacidad empleando 1 g de la cascarilla de café en polvo obtenido de una mezcla de café de tipo Arábica de diferentes orígenes geográficos (molida con un molino de bolas tal como se indica en el ejemplo 1) o 500 mg cuando si la cascarilla se extraía sin moler. Los datos que se muestran en el presente documento corresponde a extracciones realizadas a 50, 100, 150 y 200ºC, manteniendo un tiempo de extracción estático constante (20 min). Asimismo, la presión se mantuvo también constante en valores suficientes (1500 psi) para asegurar la permanencia del agua es su estado líquido durante todo el proceso de extracción, independientemente de la temperatura empleada. Los extractos resultantes se congelaron y se eliminó el agua mediante liofilización con un liofilizador Labconco (Model 79480, Labconco Corporation, Missouri, EEUU). Los extractos secos se mantuvieron a 4ºC y protegidos de la luz hasta su análisis.

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Estos extractos también han sido sometidos a análisis antioxidante por los métodos ABTS (Re, R.; Pellegrini N., Proteggente, A., Pannala, A., Yang, M., Rice-Evans, C. Antioxidant Activity Applying an Improved ABTS Radical Cation Decolorization Assay. Free Radical Biology & Medicine, 1999, 26, 9/10:1231-1237 ), ORAC (Ou, B.; Hampsch-Woodill, M.; Prior, R. L. Development and Validation of an Improved Oxygen Radical Absorbance Capacity 5 Assay Using Fluorescein as the Fluorescent Probe. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2001, 49, 10: 46194626) y Folin (Schmidt, B.M.; Erdman, J. W.; Lila, M. A. Effects of Food Processing on Blueberry Antiproliferation and Antioxidant Activity. Journal of Food Science, 2005, 70,6: s389-s394). El análisis de la composición de los mismos se ha llevado a cabo por HPLC-MS-UV-Vis y CZE-UV-Vis (Del Castillo, M. D.; Ames, J. M.; Gordon, M. H. Effect of Roasting on the Antioxidant Activity of Coffee Brews. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2002, 50 (13):

10 3698-3703).

Extractos obtenidos por SWE

Los extractos obtenidos por SWE presentan elevado carácter antioxidante (Tabla 1).

EXTRACTO: ABTS ORACFL FOLIN

CF 50: 3.03 ± 0.17 a 0.75 ± 0.08 a,b 0.66 ± 0.06 a,e,f

CF 100: 1.76 ± 0.02 b 1.00 ± 0.04 b 0.71 ± 0.02 a,e,f

CF 150: 2.53 ± 0.13 c 1.54 ± 0.15 c 7.80 ± 0.79 c

CF 200: 3.67 ± 0.26 d 3.89 ± 0.36 d 4.63 ± 1.59 d

CaMo 50: 1.32 ± 0.10 e 0.72 ± 0.04 a 0.28 ± 0.00 e

CaMo 100: 2.00 ± 0.17 b 0.79 ± 0.05 a,b 0.30 ± 0.02 e

CaMo 150: 2.97 ± 0.25 a 1.39 ± 0.14 c 0.64 ± 0.03 a,e,f

CaMo 200: 2.62 ± 0.01 c 3.99 ± 0.44 d 1.48 ± 0.04 f

Tabla 1: Los resultados se expresan como g equivalentes de ácido clorogénico/ 100 g de cascarilla. Las letras distintas denotan diferencias estadísticamente significativas entre las muestras de una misma columna (p<0,05).

15 Por lo tanto, tienen potencial para ser aplicables tanto como ingrediente funcional en alimentos, compuesto anti-edad en cosmética y suplemento alimentario antioxidante. Los extractos contienen ácido clorogénico y cafeína (Figuras 4 y 5). El perfil de compuestos fenólicos de los mismos es similar al descrito para la bebida de café (Del Castillo, M. D.; Ames, J. M.; Gordon, M. H. Effect of Roasting on the Antioxidant Activity of Coffee Brews. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2002, 50 (13): 3698-3703). Bajo estas condiciones de SWE pueden extraerse cantidades de ácido

20 clorogénico de hasta 400 mg/ Kg de cascarilla y 4000 mg de cafeína/Kg de cascarilla (Tabla 2).

Condiciones de extracción Contenido Ácido Clorogénico Contenido Cafeína (mg/Kg (mg/Kg cascarilla) cascarilla)

SWE – Cascarilla entera

50 °C 400,0 ± 25,4a 4765,5 ± 68,7a 100 °C 289,9 ± 2,9b,c 4372,9 ± 57,3b 150 °C 282,8 ± 19,2b,c 4855,1 ± 43,3a 200 °C 272.6 ± 5,5c 3805,4 ± 21,3c

SWE – Cascarilla molida 50 °C 286,0 ± 2,8b,d 4508,2 ± 20,5b,d 100 °C 200,6 ± 1,9d 4571,0 ± 33,3d 150 °C 279,1 ± 15,2b,c 4517,2 ± 213,4d 200 °C 295,5 ± 10,8b 4047,2 ± 36,8e Extracción convencional 100 °C 237,6 ± 0,5e 1473,0 ± 27,9f

Superíndices iguales indican resultados no diferentes estadísticamente (p>0.05)

Tabla 2. Contenido de ácido clorogénico y cafeína en los extractos acuosos obtenidos tanto por simple extracción con agua caliente a 100ºC, extracción convencional, como en condiciones sub-críticas a temperaturas de 50, 100, 150 y 200ºC. Los extractos en estas condiciones se obtuvieron a partir de la materia prima sin procesar (cascarilla

25 entera) como de cascarilla molida en las condiciones descritas anteriormente.

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El análisis estadístico de los resultados los resultados de capacidad antioxidante, determinados empleando tres métodos estándar, indican que el poder antioxidante de los extractos depende en gran medida de las condiciones de extracción empleadas en cada caso concreto (Tabla 1). Puede concluirse además que los rendimientos de extracción son mejores cuando se emplea para la obtención del extracto la materia prima sin procesar. Por lo tanto, es innecesario el paso de molienda. La eliminación de este paso constituye un ahorro importante en tiempo y en costes energéticos.

EJEMPLO 4: Extracción con agua caliente

Los extractos se obtuvieron a partir de cascarilla de café en polvo generada como sub-producto de café Arábica. El polvo de cascarilla se obtuvo en un molino de bolas, empleando nitrógeno líquido y trabajando a 22 oscilaciones por segundo durante dos minutos. Los extractos se prepararon por duplicado empleando 250 g de materia prima y 500 mL de agua. La extracción se realizó a 100ºC durante 10 min. Los extractos así obtenidos se centrifugaron, se colectó el sobrenadante y se almacenaron a temperaturas de 5-8 ºC hasta su análisis.

La capacidad antioxidante de los extracto por el método del ABTS (Re, R.; Pellegrini N., Proteggente, A., Pannala, A., Yang, M., Rice-Evans, C. Antioxidant Activity Applying an Improved ABTS Radical Cation Decolorization Assay. Free Radical Biology & Medicine, 1999, 26, 9/10:1231-1237). La presencia de ácido clorogénico en los extractos se ha corroborado por análisis HPLC con detección por espectrometría de masas y UV-Vis y por CZE con detección UV-Vis (Del Castillo, M. D.; Ames, J. M.; Gordon, M. H. Effect of Roasting on the Antioxidant Activity of Coffee Brews. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2002, 50 (13): 3698-3703).

Extractos obtenidos extracción con agua caliente:

El extracto acuoso obtenido por extracción con agua caliente a partir de cascarilla de café presentó una capacidad antioxidante equivalente 0,85 g de ácido clorogénico/ 100 g de cascarilla. Para facilitar el almacenamiento de los extractos se liofilizaron y conservaron a temperatura ambiente. Experimentos realizados para conocer la estabilidad del extracto en polvo durante su almacenamiento a temperatura ambiente indican que su capacidad antioxidante permanece invariable por un periodo de más de seis meses. En estos extractos se detectó la presencia de ácidos clorogénicos y cafeína (Figuras 4 y 5). La Tabla 2 muestra el contenido de ácido clorogénico y cafeína extraíbles siguiendo este procedimiento.

Ejemplo 5: Aplicación en cosmética

Se preparó una emulsión mezclando aceite de oliva suave en agua al 90% empleando una batidora doméstica hasta obtener una emulsión homogénea. La emulsión así preparada presentó un valor de pH de 6,56 y un contenido en compuestos fenólicos del orden de 2,31 mg de Trolox/100 mL de emulsión. La adición de 0,4% de extracto de cascarilla en polvo (Figura 2) obtenido según el procedimiento de extracción descrito se indica en el ejemplo 4 seguido de homogenización dio lugar a una solución con un pH más apropiado para su aplicación sobre la piel de 5,44 y con un contenido en compuestos fenólicos del orden de 5 veces superior al detectado para la emulsión base (10,98 mg Trolox/100 mL) y elevada capacidad antioxidante (117,42 mg Trolox/100 mL de loción).

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Claims

REIVINDICACIONES

1.- Producto que procede de la cascarilla del café caracterizado porque es (a) cascarilla de café en polvo o (b) extracto de cascarilla de café.
2.- Producto que procede de la cascarilla del café según la reivindicación 1, caracterizado porque cuando es extracto de cascarilla de café comprende un mínimo de 80 mg de ácido clorogénico y 985 mg cafeína por cada 100 g de extracto.
3.- Procedimiento de obtención de un producto que procede de la cascarilla del café como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque cuando es extracto de cascarilla de café dicho procedimiento no utiliza disolventes orgánicos.
4.- Procedimiento de obtención según la reivindicación 3, caracterizado porque comprende una etapa de extracción con agua.
5.- Procedimiento de obtención según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 4, caracterizado porque la cascarilla de partida no se ha sometido previamente a ningún tratamiento de molienda o equivalente.
6.- Procedimiento de obtención según una cualquiera de las reivindicaciones 4 o 5, caracterizado porque comprende una etapa de extracción con 2 volúmenes de agua por cada gramo de cascarilla, y dicha extracción tiene lugar a alrededor de 100 ºC durante un mínimo de 10 min.
7.- Procedimiento de obtención según una cualquiera de las reivindicaciones 4 o 5, caracterizado porque comprende una etapa de extracción con agua subcrítica.
8.- Procedimiento de obtención según la reivindicación 7, caracterizado porque la etapa de extracción con agua subcrítica tiene lugar entre 50 y 200 ºC a una presión constante suficiente para mantener el agua en estado líquido durante la extracción.
9.- Procedimiento de obtención según la reivindicación 8, caracterizado porque la etapa de extracción con agua subcrítica tiene lugar a 50 ºC, a una presión aproximada de 1500 psi, y la cascarilla de partida no se ha sometido previamente a ningún tratamiento de molienda o equivalente.
10.- Alimento enriquecido en ácido clorogénico y cafeína que comprende un producto que procede de la cascarilla del café tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, o un extracto de cascarilla del café obtenido por el procedimiento tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 9.
11.- Composición cosmética caracterizada porque comprende un producto que procede de la cascarilla del café tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, o un extracto de cascarilla del café obtenido por el procedimiento tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 9, y al menos un excipiente cosméticamente aceptable.
12.- Utilización de un producto que procede de la cascarilla del café tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, o un extracto de cascarilla del café obtenido por el procedimiento tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 9, como antioxidante y/o conservante natural.
13.- Utilización de un producto que procede de la cascarilla del café tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, de un extracto de cascarilla del café obtenido por el procedimiento tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 9, o de una composición cosmética tal como se define en la reivindicación 11, para prevenir procesos de envejecimiento fisiológico.
14.- Utilización de un producto que procede de la cascarilla del café tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, de un extracto de cascarilla del café obtenido por el procedimiento tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 9, o de un alimento enriquecido en ácido clorogénico y cafeína tal como se define en la reivindicación 10, para prevenir procesos patológicos relacionados con la edad o el estrés oxidativo.
15.- Utilización de un producto que procede de la cascarilla del café tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, de un extracto de cascarilla del café obtenido por el procedimiento tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 9, como conservante alimentario para prevenir procesos oxidativos.
16.- Utilización de un producto que procede de la cascarilla del café tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, de un extracto de cascarilla del café obtenido por el procedimiento tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 9, como fuente de cafeína.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

N.º solicitud: 201131128

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 04.07.2011

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría

56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas

X

MURTHY, P. S. et al. Recovery of phenolic antioxidants and functional compounds from coffee Industry by-products. Food Bioprocess Technology, 2012. Vol. 5, nº 3, páginas 897-903. Doi: 10.1007/s11947-010-0363-z. Publicado en línea: 22.05.2010. 1,10,12,14

X

FURUSAWA, M. et al. Inhibitory effect of a hot water extract of coffee “Silverskin” on Hyaluronidase. Biosci. Biotechnol. Biochem, 2011. Vol. 75, nº 6, páginas 1205-1207. Doi: 10.1271/bbb.110106. Publicado en línea: 13.06.2011. 1,4,10

A

MUSSATTO, S. I. et al. Production, composition and application of coffee and its industrial residues. Food Bioprocess Technology, 2011. Vol. 4, nº 5, páginas 661-672. Doi: 10.1007/s11947-011-0565-z. Publicado en línea: 31.03.2011.

Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud

El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:

Fecha de realización del informe 18.10.2012

Examinador A. Sukhwani Página 1/4

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 201131128

CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD

A23F5/04 (2006.01) A61K8/97 (2006.01) A61K36/74 (2006.01) A23L1/30 (2006.01) A23L3/3472 (2006.01)

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)

A23F, A61K, A23L

Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados)

INVENES, EPODOC, WPI, X-FULL, NPL, CAPLUS, FSTA, AGRICOLA, CABA, CROPU, KOSMET, INTERNET

Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201131128

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 18.10.2012

Declaración

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)

Reivindicaciones 2, 3, 5-9, 11, 13, 15, 16 Reivindicaciones 1, 4, 10, 12, 14 SI NO

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)

Reivindicaciones 2, 3, 5-9, 11, 13, 15, 16 Reivindicaciones 1, 4, 10, 12, 14 SI NO

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).

Base de la Opinión.-

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

Consideraciones:

La presente invención tiene por objeto un producto que procede de la cascarilla de café en polvo o de extracto de cascarilla de café (reivindicación 1).

Cuando es extracto de cascarilla de café comprende un mínimo de 80 mg de ácido clorogénico y 985 mg de cafeína por cada 100 g de extracto (reiv. 2) y en el procedimiento de obtención del extracto de cascarilla de café no se utiliza disolventes orgánicos (reiv. 3) pero si comprende una etapa de extracción con agua (reiv. 4) y la cascarilla de café de partida no se ha sometido previamente a ningún tratamiento de molienda o equivalente (reiv. 5).

El procedimiento comprende una etapa de extracción con 2 volúmenes de agua por cada gramo de cascarilla, y dicha extracción tiene lugar a alrededor de 100oC durante un mínimo de 10 minutos (reiv. 6). El procedimiento comprende una etapa de extracción con agua subcrítica (reiv. 7) que tiene lugar entre 50 y 200oC a una presión constante suficiente para mantener el agua en estado líquido durante la extracción (reiv. 8). La etapa de extracción se hace, preferentemente a 50oC, a una presión de 1500 psi y la cascarilla de partida no se ha sometido previamente a ningún tratamiento de molienda o equivalente (reiv. 9).

También es objeto de protección, el alimento enriquecido en ácido clorogénico y cafeína que comprende un producto que procede de la cascarilla del café o del extracto de cascarilla de café obtenido por el procedimiento reivindicado (reiv. 10) y la composición cosmética de uno de estos dos componentes y un excipiente cosméticamente aceptable (reiv. 11).

Por último, es objeto de protección la utilización del producto que procede de la cascarilla del café reivindicado como antioxidante y/o conservante natural (reiv. 12), o utilización en una composición cosmética para prevenir procesos de envejecimiento fisiológico (reiv. 13), o de un alimento enriquecido en ácido clorogénico y cafeína para prevenir procesos patológicos relacionados con la edad o el estrés oxidativo (reiv. 14), o como conservante alimentario para prevenir procesos oxidativos (reiv. 15) o como fuente de cafeína (reiv. 16).

Informe del Estado de la Técnica Página 3/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201131128

1. Documentos considerados.-

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

Documento

Número Publicación o Identificación Fecha Publicación

D01

MURTHY, P. S. et al. Recovery of phenolic antioxidants and functional compounds from coffee Industry by-products. Food Bioprocess Technology, 2012. Vol. 5, nº 3, páginas 897-903. Doi: 10.1007/s11947-010-0363-z. Publicado en línea: 22.05.2010. 22.05.2010

D02

FURUSAWA, M. et al. Inhibitory effect of a hot water extract of coffee “Silverskin” on Hyaluronidase. Biosci. Biotechnol. Biochem, 2011. Vol. 75, nº 6, páginas 1205-1207. Doi: 10.1271/bbb.110106. Publicación en línea: 13.06.2011. 13.06.2011

D03

MUSSATTO, S. I. et al. Production, composition and application of coffee and its industrial residues. Food Bioprocess Technology, 2011. Vol. 4, nº 5, páginas 661-672. Doi: 10.1007/s11947-011-0565-z. Publicado en línea: 31.03.2011. 31.03.2011
2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración

NOVEDAD Y ACTIVIDAD INVENTIVA

Los documentos citados D01 a D03 se refieren a la cascarilla de café (silver skin), siendo los más relevantes D01 y D02. En efecto:

-

D01 divulga la recuperación de antioxidantes fenólicos y compuestos funcionales de los subproductos del café y el gran contenido que tiene de ácido clorogénico (página 897, columna 1; página 902, columna 1). Los subproductos del café se esterilizan y se hacen polvo, tras lo cual se someten a un proceso extractivo con mezclas de isopropanol y agua (página 898, último párrafo “Extraction”).

En el documento se divulga, pues, que la cascarilla de café se hace polvo y la preparación de un extracto de cascarilla de café, objeto de la reivindicación 1 de la solicitud en estudio. Además, divulga los compuestos fenólicos antioxidantes y funcionales con actividad captadora de radicales libres de la cascarilla del café, radicales que se producen con la edad o con estrés oxidativo, por lo que anticipa las características técnicas de las reivindicaciones 1, 10, 12, 14.

-

D02 se refiere extracto acuoso de la cascarilla de café y su efecto inhibitorio sobre la hialuronidasa (página 1205, columna 1) por lo que es un producto prometedor para el desarrollo de alimentos funcionales y antialergénicos (página 1207, columna 2). La extracción se hace con agua caliente anticipando las reivindicaciones 1, 4, 10.

-

D03 hace mención a la producción, composición y aplicaciones del café y sus residuos industriales, con gran capacidad antioxidante debida probablemente a los compuestos fenólicos del grano de café. En particular, hace mención a la cascarilla del café para obtener compuestos con valor añadido (página 666; página 667, columna 2), siendo un documento del estado de la técnica.

Los documentos D01 y D02 son relevantes tanto para la novedad como para la actividad inventiva de las reivindicaciones especificadas.

Por ello, a la vista de los documentos D01 y D02, se puede concluir que las reivindicaciones 1, 4, 10, 12, 14 carecen de novedad de acuerdo con el Artículo 6 LP 11/86 y carecen de actividad inventiva según el Artículo 8 LP 11/86.

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