Caracterização do perfil químico e avaliação do potencial de extratos de café (Coffea arabica L.), após remoção da fração óleo, no reparo de lesões cutâneas

Abstract

O café é uma das commodities mais importantes no comércio internacional e uma das bebidas mais apreciadas mundialmente. A grande produção de café arábica (Coffea arabica L.) no Brasil temgerado acúmulo de biomassa residual, a qual tem sido objeto de estudos visando agregar-lhe valor. Os grãos de café, após a prensagem para extração de óleo, originam a biomassa residual de café, conhecida como ?pasta de café?, objeto deste estudo. Atividades biológicas relevantes têm sido identificadas em extratos de café, ou seus compostos isolados, e.g., atividades antibacteriana, anti-inflamatória e antioxidante. Este projeto é resultado de parceria de cooperação técnico-científica entre o Laboratório de Morfogênese e Bioquímica Vegetal (LMBV/UFSC) e a Cooperativa de Cafeicultores de Gaxupé (Cooxupé, MG), visando determinar a composição química de biomassas de cafés verde e torrado e o potencial dos extratos padronizados daquelas biomassas no reparo de lesões cutâneas. A administração tópica de compostos antioxidantes na pele tem recebido destaque entre os dermatologistas devido a suas atividades biológicas. A pele é a primeira defesa do corpo, impedindo a entrada de microrganismos ou substâncias estranhas, sendo fundamental a manutenção de sua integridade. Os extratos de cafés foram analisados utilizando-se técnicas analíticas clássicas, como a espectrofotometria-UV-Vis e a RP-HPLC. Ensaios bioquímicos avaliaram o potencial antioxidante dos extratos, assim como ensaios in vitro avaliaram a citotoxicidade, viabilidade, migração e proliferação celular, avançando-se posteriormente aos ensaios in vivo para verificar o potencial sobre o reparo da pele, em modelo murino. As análises fitoquímicas revelaram quantidades superiores de compostos fenólicos no extrato de café verde (EPCV = 35,39 ± 3,69 mg.g-1), em relação ao extrato de café torrado (EPCT = 24,13 ± 1,45 mg.g-1) . A partir da concentração de 30 µg.mL-1, os extratos apresentam atividade antioxidante máxima (96%), similar ao Trolox, utilizado como controle positivo. Os extratos não evidenciaram citotoxicidade até a concentração máxima avaliada (10 mg.mL-1), sendo o EPCT responsável pela redução da viabilidade celular em linhagens de células L929, a partir de 3 mg.mL-1, com IC50 de 4,88 mg.mL-1 e LD50 = 2.482,00 mg· kg-1. Os animais, após biópsia do tecido cutâneo dorsal, foram tratados com aplicação tópica diária de hidrogéis contendo: 1.extrato da pasta de café verde (HPCV, 10%, v/v); 2. extrato da pasta de café torrado (HPCT, 10%, v/v); 3.ácido clorogênico (HCGA, 3% m/v); 4. alantoína (CP, controle positivo, 1% m/v) e 5. carbopol (CN, controle negativo, 1% m/v), sendo divididos por grupo (n=8) para análise da lesão após 3, 7 e 15 dias do pós-operatório. O efeito dos tratamentos foi determinado pela medida da redução da área da lesão, com resultado superior (??<0,05) para o HPCV (78,20%) em relação aos demais tratamentos, i.e., HPCT (53,71%), CP (70,83%) e CN (23,56%). O HCGA reduziu significativamente a área da lesão na fase inflamatória, fato que pode estar associado a sua bem conhecida ação antioxidante e antinflamatória. O uso tópico das pastas de cafés estudadas auxiliou o reparo cutâneo, apontando para uma interessante aplicação biotecnológica destas. Os resultados revelaram diferenças significativas de efeitos dos hidrogéis das pastas de cafés torrado e verde, sendo este último mais eficaz na recomposição das lesões cutâneas. Os hidrogéis contendo ácido clorogênico e extrato padronizado de pasta de café verde não diferiram em seus efetitos sobre o processo de regeneração tecidual cutânea, comparativamente aos controles.

Abstract : Coffee is one of the most important commodities in international trade and one of the most appreciated beverages worldwide. The great brazilian production of arabic coffee (Coffea arabica L.) has presented residual plant biomass, which has been object of some studies, adding value to the biomass that would otherwise become biowaste. The coffee beans residual, after pressing for oil extraction, give rise to the "coffee bean residual press cake", object of this study. Relevant biological activities have been identified in coffee extracts, or their isolated compounds, e.g., antibacterial, anti-inflammatory and antioxidant activities. This project is the result of a technical-scientific cooperation between the Laboratory of Morphogenesis and Plant Biochemistry (LMBV/UFSC) and Coffee Growers Cooperative in Guaxupé (Cooxupé, MG) aiming to determine the chemical composition of the green and roasted coffee bean residual press cake, and the potencial of its standards extracts on the skin wound healing. The topical administration of antioxidant compounds on the skin wound healing has gained prominence among dermatologists because of their biological activiies. The skin is the first body?s defense, preventing the entry of microorganisms or xenobiotics, being fundamental to the maintenance of its integrity. The extracts of the coffee bean press cake were analyzed using classical analytical techniques, such as UV-Vis spectrophotometry and RP-HPLC. Biochemical assays evaluated the antioxidant potential of the extracts, as well as in vitro assays evaluated the cytotoxicity, viability, migration and cell proliferation, and later advanced in vivo assays to verify the potential on the skin repair in murine model. Phytochemical analyzes revealed higher amounts of phenolic compounds in the green coffee bean residual press cake (EPCV = 35.39 ± 3.69 mg.g-1) when compared to the roasted coffee bean residual press cake (EPCT = 24.13 ± 1.45 mg.g-1). From the concentration of 30 µg.mL-1, the extracts present maximum antioxidant activity (96%), similar to Trolox, used as a positive control. The extracts did not show cytotoxicide up to the maximum concentration evaluated (10 mg.mL-1), and the EPCT was responsible for the reduction of cell viability in L929 cell lines from 3 mg.mL-1, with IC50 of 4.88 mg .mL-1 and LD 50 = 2.482,00 mg·kg-1. The animals, after biopsy of the dorsal cutaneous tissue, were treated with daily topical application of hydrogels containing:: 1. Green coffee beans press cake extracts (HPCV, 10%, v/v); 2. Roasted coffee beans press cake extracts (HPCT, 10%, v/v); 3. Chlorogenic acid (HCGA, 3% m/v) and 4. Allantoin (CP, positive control, 1% m/v); 5. Carbopol (CN, negative control, 1% m/v), and were divided by group (n = 8) for lesion analysis after 3, 7 and 15 days after surgery. The effect of the treatments was determined by the mesure of area reduction of the lesion, with a superior result (??<0.05) for HPCV (78.20%) in relation to the other treatments, i.e., HPCT (53.71%), CP (70.83%) and CN (23.56%). The HCGA significantly reduced the area of lesion in the inflammatory phase, and that may be associated with the well-known antioxidant and anti-inflammatory potentials of CGA. The topical use of the coffee beans press cakestudied assisted the cutaneous repair, pointing to an interesting biotechnological application for it. The results showed significant differences between the effect of the hydrogels of the roasted and the green coffee beans press cake, the latter being more effective in the recomposition of cutaneous lesions. The hydrogels containing chlorogenic acid and standardized extract of green coffee beans press cake did not differ in their effects on the cutaneous tissue regeneration process, compared to the controls.