From controlled transformed cocoa beans to chocolate: Bioactive properties, metabolomic profile, and in vitro bioaccessibility

Abstract

This study aimed to characterize the changes in bioactive compounds associated with health benefits during the transformation of cocoa seeds into chocolate and in vitro gastrointestinal digestion. Flavan-3-ols (catechin, epicatechin), methylxanthines (theobromine, caffeine), total phenolic content, antioxidant activity, and metabolomic fingerprint were analyzed. The results indicated that processing stages led to a general decrease in bioactive compound content, attributed to factors such as temperature, pH, and diffusive phenomena. Roasting and chocolate processing particularly affected epicatechin and caffeine contents. In vitro digestion released compounds in response to enzymatic activity and system conditions, with a significant release of amino acids and peptides in the intestinal phase. Catechin and theobromine exhibited higher effective bioaccessibility. The antioxidant activity mirrored the quantification of individual compounds. This research provides valuable insights into the dynamic changes of chemical compounds in cocoa matrices throughout the transformation of cocoa seeds into chocolate and in vitro gastrointestinal digestion. © 2023 Elsevier Ltd

Este estudio tuvo como objetivo caracterizar los cambios en los compuestos bioactivos asociados con beneficios para la salud durante la transformación de las semillas de cacao en chocolate y la digestión gastrointestinal in vitro. Se analizaron flavan-3-oles (catequina, epicatequina), metilxantinas (teobromina, cafeína), contenido fenólico total, actividad antioxidante y huella metabolómica. Los resultados indicaron que las etapas de procesamiento condujeron a una disminución general en el contenido de compuestos bioactivos, atribuida a factores como la temperatura, el pH y los fenómenos de difusión. El tostado y el procesamiento del chocolate afectaron particularmente los contenidos de epicatequina y cafeína. La digestión in vitro liberó compuestos en respuesta a la actividad enzimática y a las condiciones del sistema, con una liberación significativa de aminoácidos y péptidos en la fase intestinal. La catequina y la teobromina exhibieron una bioaccesibilidad efectiva más alta. La actividad antioxidante reflejó la cuantificación de compuestos individuales. Esta investigación proporciona información valiosa sobre los cambios dinámicos de los compuestos químicos en las matrices de cacao durante la transformación de las semillas de cacao en chocolate y la digestión gastrointestinal in vitro. © 2023 Elsevier Ltd.