Cocoa originates from the evergreen tree 'Theobroma cacao', literally 'food of the gods', part of the Malvaceae family, native to the tropical regions of Central and South America. Cacao has been used as a ceremonial and hedonistic food for thousands of years in tropical America, and for hundreds of years in the Western world. Industrially, it is used as an ingredient in various food, cosmetic and pharmaceutical products.
Cocoa can be regarded as a functional food with important dietary properties, as it is a natural source of macro- and micronutrients. Indeed, cocoa is rich in vitamins, minerals, fibre, fatty acids, methylxanthines and flavonoids, contributing to cocoa's antioxidant, anti-inflammatory and antimicrobial properties. Several scientific studies have highlighted cocoa's contribution to the prevention of cardiovascular, neurodegenerative, dysimmune, inflammatory, metabolic and bone diseases, as well as reducing the risk of vascular and cognitive impairments.
The cocoa fruit is elongated and grooved, supported by a woody stalk, and has a shell composed of three parts: epicarp, mesocarp and endocarp.
In detail, the main nutrients contained in the cocoa bean are protein (12.92 g), fat (48.15-60.5 g), carbohydrates (9.23 g) and fibre (4.9 g). The main fatty acids are oleic (31-35 g), stearic (33-35 g), palmitic (25-28 g) and linoleic (2-3.5 g). Cocoa has a variety of minerals, including phosphorus, magnesium, copper, potassium and calcium. The composition of cacao, and consequently the content of its bioactive compounds, can vary depending on the genetic characteristics of the species, geographical factors, environmental conditions, stage of ripening, cultivation and processing methods.
Minerals play a key role in several biological processes and some of them act as enzymatic cofactors in the synthesis of macromolecules.
Cocoa is also a source of fibre and methylxanthines, such as theobromine, caffeine and theophylline. Cocoa husk is particularly rich in fibre, which supports intestinal function, improves the lipid profile and contributes to cardiovascular health. Products obtained from processing the cocoa husk promote lipid and carbohydrate metabolism, as they contain significant amounts of antioxidant polyphenols.
In addition, cocoa is one of the foods richest in flavonoids, bioactive compounds that have biological properties of great interest to health such as antioxidant, anti-inflammatory, anti-allergic, anti-tumour, antimicrobial and antiviral potential and are essential for maintaining tissue homeostasis. Flavonoids are phytochemicals found in citrus fruits, berries, vegetables, legumes, cocoa, cereals and beverages such as coffee, green tea and red wine. In cocoa, the main flavonoids found in the bean and peel belong to the flavanols subgroup, such as epicatechins, catechins and procyanidins, and contribute largely to the antioxidant effect of cocoa. The procyanidins, in turn, are responsible for the astringent taste of cocoa, due to complexation with proteins in the saliva. flavonoids act by eliminating reactive oxygen species (ROS) and minimising ROS formation, as well as reducing the synthesis of important inflammatory mediators such as tumour necrosis factor alpha (TNF-α), interleukin-6 (IL-6), interleukin-1 beta (IL-1β), cyclooxygenase-2 (COX- 2) and prostaglandin E2 (PGE2). They also activate antioxidant enzymes and inhibit enzymes involved in ROS production, as well as inhibiting the expression and synthesis of oxidative stress-related factors such as nitrocellulose and nitrogen, reducing toxicity and cellular oxidative damage and thus preventing deleterious changes in macromolecules such as DNA. Thanks to these properties, flavonoids and their metabolites may exert a therapeutic potential, contributing to the prevention of cardiovascular, inflammatory and metabolic diseases, such as osteoarthritis and diabetes mellitus, as well as sedentary and lifestyle diseases. It has been shown in the literature that flavonoids can help reduce plasma levels of triglycerides and cholesterol and act by inhibiting tumour growth. Flavonoids may also have a significant neuroprotective effect, contributing to the preservation of nerve tissue. Flavonoids also act on bone cell metabolism, promoting the expression of factors that induce bone formation and inhibiting the expression of factors involved in bone matrix resorption.
In addition to flavonoids, the many other bioactive molecules in cocoa (vitamins, minerals, methylxanthines, fibres, proteins and fatty acids) together have a beneficial effect on the body's various tissues, reducing the risk of vascular and blood pressure changes, coronary heart disease, stroke, cerebral oxidative stress, cognitive impairment and neurodegenerative disorders with a beneficial impact on cognitive function. Although the role in cognitive impairment is very controversial. A beneficial effect of these bioactive agents on inflammatory, immunological and metabolic diseases has also been suggested. The bioactive compounds in cocoa, in particular flavonoids and their metabolites, also exert an important prebiotic effect, promoting the growth of beneficial bacteria at the expense of pathogenic ones, thus supporting intestinal health.
The properties of cocoa may also contribute to the maintenance of homeostasis in oral tissues. Due to the anticollagenolytic potential of flavonoids. The bioactive components of cocoa may promote oral health by exerting an antibacterial effect on cariogenic and periodontopathogenic species.
The antimicrobial potential of cocoa (cocoa husk and cocoa bean extract) has been reported in several studies examining the effects of cocoa husk or cocoa bean extract on oral microorganisms, especially against cariogenic bacteria.
However, even though the health benefits of ingesting cocoa-containing products have been demonstrated, further research is needed to size up its biological activity considering the body's different physiopathological conditions, as well as to clarify the still controversial data.
This image summarises the properties of cocoa:
The bioactive components of cocoa have antioxidant, anti-inflammatory and antimicrobial potential. Besides aiding metabolism of carbohydrates and lipids, cocoa also exerts a prebiotic effect. Due to its properties, cocoa intake can contribute to the prevention of various disorders, such as cardiovascular, neurodegenerative, immunological, inflammatory, metabolic and bone diseases.
ITALIANO:
Il cacao origina dall’albero sempreverde “Theobroma cacao”, letteralmente “cibo degli Dei”, facente parte della famiglia delle Malvaceae, originario delle regioni tropicali di Centro e Sud America. Il cacao è stato utilizzato come un alimento cerimoniale ed edonistico per migliaia di anni nell’America tropicale, e per centinaia di anni nel mondo occidentale. A livello industriale viene utilizzato come ingrediente in diversi prodotti alimentari, cosmetici o farmaceutici.
Il cacao può essere considerato come un alimento funzionale con importanti proprietà dietetiche, poiché rappresenta una fonte naturale di macro e micronutrienti. Il cacao è infatti ricco di vitamine, minerali, fibre, acidi grassi, metilxantine e flavonoidi, contribuendo alle proprietà antiossidanti, antinfiammatorie e antimicrobiche del cacao. Diversi studi scientifici hanno evidenziato il contributo del cacao nella prevenzione di patologie cardiovascolari, neurodegenerative, disimmuni, infiammatorie, metaboliche ed ossee, oltre alla riduzione del rischio di alterazioni vascolari e cognitive.
Il frutto del cacao ha una forma allungata e scanalata, sostenuto da un peduncolo legnoso, e ha un guscio composto da tre parti: epicarpo, mesocarpo ed endocarpo.
Nel dettaglio i principali nutrienti contenuti nel seme del cacao sono: proteine (12,92 g), grassi (48,15-60,5 g, carboidrati (9,23 g) e fibre (4,9 g). I principali acidi grassi sono l'oleico (31-35 g), lo stearico (33-35 g), il palmitico (25-28 g) e il linoleico (2-3,5 g). Il cacao presenta una varietà di minerali, tra cui fosforo, magnesio, rame, potassio e calcio. La composizione del cacao, e di conseguenza il contenuto dei suoi composti bioattivi, possono variare in base alle caratteristiche genetiche della specie, ai fattori geografici, alle condizioni ambientali, allo stadio di maturazione, ai metodi di coltivazione e di lavorazione.
I minerali svolgono un ruolo fondamentale in diversi processi biologici e alcuni di essi agiscono come cofattori enzimatici nella sintesi di macromolecole.
Il cacao è anche una fonte di fibre e di metilxantine, come teobromina, caffeina e teofillina. La buccia del cacao è particolarmente ricca di fibre, che favoriscono la funzione intestinale, migliorano il profilo lipidico e contribuiscono alla salute cardiovascolare. I prodotti ottenuti dalla lavorazione della buccia del cacao favoriscono il metabolismo dei lipidi e dei carboidrati, in quanto contengono notevoli quantità di polifenoli antiossidanti.
Inoltre, il cacao è uno degli alimenti più ricchi di flavonoidi, composti bioattivi che presentano proprietà biologiche di grande interesse per la salute come potenziale antiossidante, antinfiammatorio, antiallergico, antitumorale, antimicrobico e antivirale e sono fondamentali per il mantenimento dell’omeostasi tissutale. I flavonoidi sono sostanze fitochimiche presenti in agrumi, bacche, ortaggi, legumi, cacao, cereali e bevande, come il caffè, il tè verde e il vino rosso. Nel cacao, i principali flavonoidi presenti nel seme e nella buccia appartengono al sottogruppo dei flavanoli, come epicatechine, catechine e procianidine e contribuiscono in larga misura all'effetto antiossidante del cacao. Le procianidine, a loro volta, sono responsabili del gusto astringente del cacao, dovuto alla complessazione con le proteine della saliva. flavonoidi agiscono eliminando le specie reattive dell'ossigeno (ROS) e minimizzando la formazione di ROS, oltre a ridurre la sintesi di importanti mediatori infiammatori, come il fattore di necrosi tumorale alfa (TNF-α), l'interleuchina-6 (IL-6), l'interleuchina-1 beta (IL-1β), la ciclossigenasi-2 (COX- 2) e la prostaglandina E2 (PGE2). Attivano inoltre gli enzimi antiossidanti e inibiscono gli enzimi coinvolti nella produzione di ROS, oltre a inibire l'espressione e la sintesi di fattori legati allo stress ossidativo, come la nitrocellulosa e l'azoto, riducendo la tossicità e il danno ossidativo cellulare ed impedendo, dunque, cambiamenti deleteri nelle macromolecole, come il DNA. Grazie a queste proprietà, i flavonoidi e i loro metaboliti possono esercitare un potenziale terapeutico, contribuendo alla prevenzione di patologie cardiovascolari, infiammatorie e metaboliche, come l'osteoartrite e il diabete mellito, oltre alle malattie legate alla sedentarietà e allo stile di vita. In letteratura è dimostrato che i flavonoidi possono favorire la riduzione dei livelli plasmatici di trigliceridi e colesterolo e agire inibendo la crescita tumorale. I flavonoidi possono anche avere un notevole effetto neuroprotettivo, contribuendo alla conservazione del tessuto nervoso, anche se il ruolo nel deficit cognitivo è molto controverso. I flavonoidi agiscono anche sul metabolismo delle cellule ossee, favorendo l'espressione di fattori che inducono la formazione dell'osso e inibendo l'espressione di fattori coinvolti nel riassorbimento della matrice ossea.
Oltre ai flavonoidi, le numerose altre molecole bioattive del cacao (vitamine, sali minerali, metilxantine, fibre, proteine e acidi grassi) insieme agiscono beneficamente sui diversi tessuti dell'organismo, riducendo il rischio di alterazioni vascolari e della pressione sanguigna, di malattie coronariche, di ictus, di stress ossidativo cerebrale, di deterioramento cognitivo e di disturbi neurodegenerativi con impatto benefico sulle funzioni cognitive. È stato anche suggerito un effetto benefico di questi agenti bioattivi sulle malattie infiammatorie, immunologiche e metaboliche. I composti bioattivi del cacao, in particolare i flavonoidi e i loro metaboliti, esercitano anche un importante effetto prebiotico, favorendo la crescita di batteri benefici a scapito di quelli patogeni, favorendo la salute intestinale.
Le proprietà del cacao possono contribuire al mantenimento dell'omeostasi anche dei tessuti orali. Per il potenziale anticollagenolitico dei flavonoidi. I componenti bioattivi del cacao possono favorire la salute orale esercitando un effetto antibatterico su specie cariogene e parodontopatogene.
Il potenziale antimicrobico del cacao (estratto di buccia e di semi di cacao) è stato riportato in diversi studi che hanno esaminato gli effetti dell'estratto di buccia o dei semi di cacao sui microrganismi orali, soprattutto contro i batteri cariogeni.
Tuttavia, anche se sono stati dimostrati i benefici che l'ingestione di prodotti contenenti cacao può apportare alla salute, sono necessarie ulteriori ricerche per dimensionare la sua attività biologica considerando le diverse condizioni fisiopatologiche dell'organismo, nonché per chiarire i dati ancora controversi.
In questa immagine vengono riassunte le proprietà del cacao:
I componenti bioattivi del cacao hanno un potenziale antiossidante, antinfiammatorio e antimicrobico. Oltre a favorire il metabolismo dei carboidrati e dei lipidi, il cacao esercita anche un effetto prebiotico. Grazie alle sue proprietà, l'assunzione di cacao può contribuire alla prevenzione di vari disturbi, come le malattie cardiovascolari, neurodegenerative, immunologiche, infiammatorie, metaboliche e ossee.
REFERENCES:
- Fideles, S. O. M., Ortiz, A. C., Reis, C. H. B., Buchaim, D. V., & Buchaim, R. L. (2023). Biological Properties and Antimicrobial Potential of Cocoa and Its Effects on Systemic and Oral Health. Nutrients, 15(18), 3927.
- Tan, T. Y. C., Lim, X. Y., Yeo, J. H. H., Lee, S. W. H., & Lai, N. M. (2021). The Health Effects of Chocolate and Cocoa: A Systematic Review. Nutrients, 13(9), 2909.
- Zimmermann, B. F., & Ellinger, S. (2020). Cocoa, Chocolate, and Human Health. Nutrients, 12(3), 698.
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