La caña de azúcar es rica en (poli)fenoles, pero no se ha intentado evaluar críticamente la información publicada basándose en el uso de metodologías adecuadas. El objetivo de esta revisión es evaluar los perfiles (poli)fenólicos cuantitativos y cualitativos de partes individuales de la planta de caña de azúcar y sus múltiples productos industriales, lo que ayudará a desarrollar nuevos procesos y usos para los (poli)fenoles de la caña de azúcar.
El análisis cuantitativo implica el examen de las técnicas de extracción, concentración y análisis utilizadas en cada estudio para cada parte de la planta y producto. El análisis cualitativo indica la identificación de varios (poli)fenoles a lo largo de la cadena de procesamiento de la caña de azúcar, utilizando únicamente compuestos dilucidados mediante metodologías analíticas robustas como la espectrometría de masas o la resonancia magnética nuclear.
En conclusión, los (poli)fenoles de la caña de azúcar son predominantemente flavonoides y ácidos fenólicos. Los principales flavonoides, derivados de la apigenina, luteolina y tricina, con una proporción sustancial de C -glucósidos, se encuentran consistentemente en todas las fases del procesamiento de la caña de azúcar. Los principales ácidos fenólicos reportados a lo largo del proceso incluyen ácidos clorogénicos, así como ácidos ferúlico y cafeico observados principalmente después de la hidrólisis. La derivación de información cuantitativa precisa entre publicaciones se ve obstaculizada por inconsistencias en las metodologías analíticas. La presencia de múltiples (poli)fenoles con beneficios potenciales para aplicaciones industriales y para la salud sugiere que la caña de azúcar podría ser un proveedor útil de compuestos valiosos para uso futuro en procesos industriales y de investigación.
Numerosos estudios han establecido que los (poli)fenoles son posibles agentes para reducir el riesgo de enfermedades crónicas, incluso cuando se toman como suplementos (Rana et al., 2022 ). Sin embargo, sólo hay unos pocos estudios que han explorado el potencial de los extractos y productos de caña de azúcar para promover beneficios para la salud. Existen varios estudios preclínicos e in vitro in vivo, pero actualmente no hay ensayos en humanos, que hayan demostrado resultados terapéuticos relacionados con los extractos (poli)fenólicos de caña de azúcar.
El extracto de caña de azúcar rico en (poli)fenol (PRSE) es una extracción de melaza de caña de azúcar a base de resina. PRSE ha demostrado la capacidad de mitigar los efectos perjudiciales de alimentar a los ratones con una dieta rica en grasas y carbohidratos (Flavel et al., 2021 ). Además, las investigaciones preclínicas in vivo sobre diferentes extractos de caña de azúcar (es decir, extractos etanólicos de hojas y tallos) han indicado propiedades antihepatotóxicas, antihiperglucémicas y diuréticas (Singh et al., 2015 ). In vitro, PRSE inhibió la absorción de glucosa y fructosa y la expresión de GLUT2, al tiempo que aumentó la expresión de GLUT5 en las células Caco-2. También demostró la capacidad de restaurar la producción de insulina en células β disfuncionales (Ji et al., 2019 ), inhibió la formación de citocinas proinflamatorias y redujo el daño al ADN (Ji et al., 2020 ). PRSE también ha mostrado una actividad anticancerígena propuesta en ciertas líneas celulares, como líneas celulares de cáncer de colon humano (LIM2045) y de ratón (MC38, CT26), cáncer de pulmón humano (A549), cáncer de ovario humano (SKOV-3), cáncer de Líneas celulares de leucemia promonocítica (U937) y melanoma de ratón (B16) (Prakash et al., 2021 ). El (poli)fenol tricina-7- O -β-(6″-metoxicinámico)-glucósido se preparó a partir de jugo de caña de azúcar y demostró actividad antiproliferativa contra varias líneas celulares de cáncer humano (Duarte-Almeida et al., 2007 ). Si se demuestra que las actividades descritas en estudios in vitro funcionan en estudios de intervención humana, entonces los (poli)fenoles relevantes podrían haber aumentado su valor y la caña de azúcar podría ser una fuente sostenible de (poli)fenoles.
La apigenina, la luteolina y la tricina son los tres flavonoides más abundantes y registrados en la caña de azúcar. Aunque los estudios in vitro e in vivo han demostrado la capacidad de la apigenina, la luteolina y la tricina para exhibir actividades biológicas relevantes para la salud (Salehi et al., 2019 ), muchas aún deben probarse clínicamente en humanos. Algunos de los compuestos aquí reportados, como algunos de los C -glucósidos de flavonoides particulares, no han sido estudiados exhaustivamente por sus actividades biológicas.
Hay algunos estudios en humanos sobre la apigenina. Se ha demostrado que mejora la función cognitiva en personas con Alzheimer, reduce la demanda de analgésicos en pacientes con osteoartritis de rodilla y reduce el peso corporal y la presión arterial en personas que padecen ansiedad y depresión (Salehi et al., 2019 ). Sin embargo, la luteolina y la tricina no se han probado exhaustivamente en ensayos clínicos, aunque existen muchos datos in vitro y preclínicos in vivo que respaldan los posibles beneficios para la salud. Los estudios preclínicos in vivo de luteolina han indicado propiedades antiinflamatorias, neuroprotectoras, protectoras cardiovasculares y antidiabéticas (Taheri et al., 2021 ). De manera similar, los estudios preclínicos in vivo de tricina han demostrado propiedades antitumorales y antiinflamatorias (Jiang et al., 2020 ).
El ácido ferúlico, el ácido cafeico y el compuesto original, el ácido clorogénico, son los tres ácidos fenólicos principales registrados en la caña de azúcar. Se han informado numerosas propiedades para estos ácidos fenólicos. Por ejemplo, cuando a los sujetos hiperlipidémicos se les administró ácido ferúlico, hubo una reducción del estrés oxidativo y del estado inflamatorio y una mejora en el perfil lipídico, lo que potencialmente redujo el riesgo de enfermedad cardiovascular (Bumrungpert et al., 2018 ). Aquí mostramos contenidos de ácido ferúlico de hasta 10 a 14 mg/g en partes de desecho de plantas de caña de azúcar, como cáscara, hojas y melaza. Bumrungpert et al. utilizó un extracto que contenía 500 mg de ácido ferúlico. Esta cantidad podría extraerse de aproximadamente 50 g de hojas de caña de azúcar, que de otro modo simplemente se alimentarían a una caldera para generar energía térmica. Existen algunos productos patentados que contienen ácido ferúlico, incluido un fármaco neuroprotector y un fármaco antihipertensivo (Raj & Singh, 2022 ). Aparte de esto, existen algunos datos in vitro y preclínicos in vivo que indican propiedades antidiabéticas y anticancerígenas (Raj & Singh, 2022 ). El ácido cafeico ha sido objeto de considerables investigaciones in vitro y en modelos animales. Sin embargo, se necesita más investigación clínica para comprender completamente los mecanismos y vías subyacentes a la acción del ácido cafeico, aunque los datos han confirmado un papel prometedor en las propiedades antiinflamatorias, antioxidantes y anticancerígenas (Espíndola et al., 2019 ). El ácido clorogénico en una dosis de 140 mg/día durante 12 semanas redujo la presión arterial en pacientes levemente hipertensos y adultos sanos (Tajik et al., 2017 ) y está presente en las hojas de caña de azúcar hasta en 3 mg/g, lo que sugiere que ~50 g de hojas podrían proporcionar la cantidad necesaria de ácido clorogénico. También puede reducir la glucosa en sangre en ayunas, la insulina sérica, el peso corporal, el índice de masa corporal, la circunferencia de la cintura y los niveles de colesterol en ensayos controlados aleatorios realizados en humanos (Yu et al., 2022 ). Además, hay muchos estudios en modelos animales que indican efectos positivos sobre los beneficios para la salud relacionados con las enfermedades cardiovasculares (Tajik et al., 2017 ).
También son posibles los usos en procesos industriales, ya que PRSE inhibe el pardeamiento enzimático y es un conservante de alimentos eficaz (Ahtesh et al., 2020 ; Oliveira et al., 2022 ), dos problemas importantes en la industria alimentaria. La apigenina tiene aplicaciones en la industria, como ingrediente en bebidas deportivas como ayuda para reducir la inflamación, como colorante alimentario natural y en cosméticos (Chen et al., 2023 ). La luteolina ha recibido atención debido a sus propiedades antibacterianas contra bacterias comunes, lo que ha dado lugar a aplicaciones en desinfectantes para manos (Xi et al., 2022 ), y también como agente conservante, agente anti-oscurecimiento y en envases activos (Punia Bangar et al., 2023 ). El ácido ferúlico actúa como inhibidor de la decoloración de los alimentos, precursor de la vainillina y conservante de alimentos, agente fotoprotector en la industria cosmética y potenciador del crecimiento en la cría de animales (Kumar & Pruthi, 2014 ). El ácido cafeico puede actuar como estabilizador de formulaciones y actualmente se usa ampliamente como aditivo en las industrias alimentaria, cosmética y farmacéutica debido a su actividad antioxidante. También inhibe la tirosinasa, previniendo el pardeamiento enzimático de los alimentos (Silva et al., 2014 ). En la industria alimentaria, el ácido clorogénico se ha utilizado como emulsionante y conservante (Wang et al., 2022 ).
Autores: Ulluwis HAJ Hewawansa, Michael J. Houghton, Elizabeth Barbero, Ricardo J.S. Costa, Cocina Barry, Gary Williamson
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fenoles, pero no se ha intentado evaluar críticamente la información publicada basándose en el uso de metodologías adecuadas. El objetivo de esta revisión es evaluar los perfiles (poli)fenólicos cuantitativos y cualitativos de partes individuales de la planta de caña de azúcar y sus múltiples productos industriales, lo que ayudará a desarrollar nuevos procesos y usos para los (poli)fenoles de la caña de azúcar.){kind=link}