Effect of cocoa mucilage and lemongrass on the functional, physicochemical and sensory properties of a beverage

Authors

Keywords:

Bioactive compounds, cymbopogon citratus, antioxidants, polyphenols, flavonoids

Abstract

The growing demand for functional foods and the limited use of cocoa mucilage (Theobroma cacao) have encouraged the search for new formulations that add value to natural ingredients with bioactive properties. In this context, the present study aimed to evaluate the functional, physicochemical, and sensory properties of a beverage developed from different concentrations of cocoa mucilage and lemongrass (Cymbopogon citratus). A 3×3 factorial experimental design was applied, combining three levels of mucilage (55%, 60%, and 65%) and lemongrass (25%, 30%, and 35%). Parameters such as pH, acidity, °Brix, total polyphenols, and total flavonoids were analyzed, along with sensory acceptance through an affective test with 50 panelists. The results showed that increasing the mucilage concentration significantly raised the soluble solids (up to 10.20 °Brix) and the content of antioxidant compounds, reaching 566.85 mg of polyphenols and 4018.33 mg of flavonoids. The pH ranged from 3.93 to 4.05, while acidity increased (0.68%) in formulations containing 65% mucilage and higher levels of lemongrass. In the sensory evaluation, combinations with 60–65% mucilage and 25–30% lemongrass achieved the highest acceptance, contrasting with those containing lower mucilage concentrations. In conclusion, cocoa mucilage provided a natural sweetness and valuable antioxidant compounds that enhanced the nutritional value and supported consumer health. Meanwhile, lemongrass enriched the organoleptic profile with fresh and pleasant notes, without negatively affecting flavor or product acceptance.

Abstract
6
PDF (Spanish)
0

References

Al-Maharik, N., Salama, Y., Al-Hajj, N., Jaradat, N., Jobran, N. T., Warad, I., Hamdan, L., Abo Alrob, M., Sawafta, A., & Hidmi, A. (2024). Chemical composition, anticancer, antimicrobial activity of Aloysia citriodora Palau essential oils from four different locations in Palestine. BMC Complementary Medicine and Therapies, 24, 94. https://doi.org/10.1186/s12906-024-04390-9

Antony, A., & Farid, M. (2022). Effect of temperatures on polyphenols during extraction. Applied Sciences, 12(4), 2107. https://doi.org/10.3390/app12042107

Arrunátegui-Jácome, A., Vera-Chang, J., Alvarado-Vásquez, K., Intriago-Flor, F., Vásquez-Cortez, L., Revilla-Escobar, K., Aldas-Morejon, J., Radice, M., Naga-Raju, M., Durazno-Delgado, L., & Coello-Loor, C. (2024). Aprovechamiento del mucílago de cacao mocambo (Theobroma bicolor Hump & Bonpl.) para la obtención de un néctar. Agroindustrial Science, 14(1), 25–31. https://doi.org/10.17268/agroind.sci.2024.01.03

Athanasiadis, V., Chatzimitakos, T., Makrygiannis, I., Kalompatsios, D., Bozinou, E., & Lalas, S. I. (2024). Antioxidant-rich extracts from lemon verbena (Aloysia citrodora L.) leaves through response surface methodology. Oxygen, 4(1), 1–19. https://doi.org/10.3390/oxygen4010001

Cabrera-Blanco, O., Patiño-Altafuya, J. E., Bazurto-García, D. L., & Cuello-Pérez, M. (2022). Obtención de vino y vinagre a partir del mucílago de cacao (Theobroma cacao L.) CCN-51. UTCiencia, 9(2), 89–98. https://investigacion.utc.edu.ec/index.php/utciencia/article/view/457/523

Castro, J., Vera, L., Cedeño, C., & Dueñas, A. (2020). Functional beverage based on pitahaya (Hylocereus undatus) and extracts of lemongrass (Cymbopogon citratus) and basil (Ocimum tenuiflorum). Facultad de Ingeniería Revista Técnica. https://produccioncientificaluz.org/index.php/tecnica/article/view/33624/35425

Chang, J. V., Torres-Coronel, A., Vásquez-Cortez, L., Alvarado-Vásquez, K., & Intriago-Flor, F. (2023). Extraction of cocoa powder for the preparation of a drink by adding mucilage and guava. Sarhad Journal of Agriculture, 39(Special Issue 2), 10–18. https://doi.org/10.17582/journal.sja/2023/39/s2.10.18

Dávila, D. B., Pincay, G. E., & Espinoza, H. A. (2024). Extracto acuoso de hierba luisa y hojas de café en una bebida con lactosuero dulce. Reincisol, 3(6), 854–871. https://doi.org/10.59282/reincisol.V3(6)854-871

Delgado-Ospina, J., Di Mattia, C. D., Paparella, A., Mastrocola, D., Martuscelli, M., & Chaves-López, C. (2020). Efecto de la fermentación, el secado y el tostado sobre las aminas biogénicas y otros biocompuestos en los granos y cáscaras de cacao criollo colombiano. Foods, 9(4), 520. https://doi.org/10.3390/foods9040520

Dewi, S. R., Stevens, L., Irvine, D., & Ferrari, R. (2021, septiembre 13–16). Extracción de compuestos fenólicos asistida por microondas de cáscaras de mazorcas de cacao: una alternativa para la valorización. En Actas de la 18.ª Conferencia Internacional sobre Aplicaciones de Microondas y Alta Frecuencia (AMPERE 2021) (Vol. 1). Gotemburgo, Suecia.

Dimitrova, T., & Ilieva, I. (2023). Consumption behaviour towards branded functional beverages among Gen Z in post-COVID-19 times: Exploring antecedents and mediators. Beverages, 9(3), 59. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10451562/

Faheem, F., Liu, Z. W., Rabail, R., Haq, I. U., Gul, M., Bryła, M., Roszko, M., Kieliszek, M., Din, A., & Aadil, R. M. (2022). Uncovering the industrial potentials of lemongrass essential oil as a food preservative: A review. Antioxidants, 11(4), 720. https://doi.org/10.3390/antiox11040720

Gupta, A., Sanwal, N., Bareen, M., Barua, S., Sharma, N., Olatunji, O., Nirmal, N., & Sahu, J. (2023). Trends in functional beverages: Functional ingredients, processing technologies, stability, health benefits, and consumer perspective. Food Research International, 174, 113457. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0963996923005914

Guirlanda, C. P. (2022). Caracterização, estudo do processamento e conservação do mel de cacau [Tesis de doctorado, Universidade Federal de Minas Gerais, Faculdade de Farmácia, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Alimentos] (136 p.). Universidade Federal de Minas Gerais. Repositorio UFMG. https://repositorio.ufmg.br/handle/1843/45681

Hassanzadeh, H., Ghanbarzadeh, B., Galali, Y., & Bagheri, H. (2022). The physicochemical properties of the spirulina-wheat germ-enriched high-protein functional beverage based on pear-cantaloupe juice. Food Science & Nutrition, 10(11), 3651–3661. https://doi.org/10.1002/fsn3.2963

Hernández, R. (2011). La evaluación sensorial de bebidas a base de fruta: Una aproximación difusa. Revista de la Facultad de Ciencias Económicas y Sociales, 11(3), 113–123. https://ve.scielo.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1316-48212011000300007

Instituto Ecuatoriano de Normalización (INEN). (2008).Jugos, pulpas, concentrados, néctares, bebidas de frutas y vegetales. https://es.scribd.com/document/395550377/nte-inen-2337-pdf

Intriago, F., Macías Zambrano, M., Napa Vizuete, B., & Vera Chang, J. F. (2023). Inclusión de mucílago de cacao (Theobroma cacao) como estabilizante en néctar de yaca (Artocarpus heterophyllus). Ciencia Agroindustrial, 13(2), 75–81. https://doi.org/10.17268/agroind.sci.2023.02.03

Khasanov, A., & Matveeva, N. (2020). Determinación de la vida útil de una bebida funcional mediante pruebas aceleradas. E3S Web of Conferences, 164, Article 01003. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202016401003

Kim-Ngoc, V.-T., Cong-Hau, N., Bui-Phuc, T., & Thang, N. (2022). Evaluación de la calidad durante la fermentación de los granos de cacao: Efectos de la eliminación parcial del mucílago. Journal of Applied Sciences and Environmental Management, 26(8), 1369–1374. https://doi.org/10.4314/jasem.v26i8.8

López-Narváez, S. P., Guapi-Alava, G. M., Guerrón-Troya, V. A., Revilla-Escobar, K. Y., Aldas-Morejon, J. P., & Barzola-Miranda, S. E. (2024). Efecto de distintas concentraciones de mucílago de cacao (Theobroma cacao L.) y café (Coffea arabica) en la elaboración de una bebida energética. Revista Agrotecnológica Amazónica, 4(1), e600. https://doi.org/10.51252/raa.v4i1.600

Mikyška, A., Jurková, M., Horak, T., & Slabý, M. (2022). Study of the influence of hop polyphenols on the sensory stability of lager beer. European Food Research and Technology, 248(4), 979–989. https://doi.org/10.1007/s00217-021-03900-0

Moretti, L. K., Ramos, K. K., Ávila, P. F., Goldbeck, R., Vieira, J. B., & Efraim, P. (2023). Influence of cocoa varieties on carbohydrate composition and enzymatic activity of cocoa pulp. Food Research International, 173(Part 2), 113393. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2023.113393

Núñez, B. (2021). Evaluación sensorial y vida útil de una bebida formulada a base de garbanzo (Cicer arietinum L.), frejol de palo (Cajanus cajan L.) y lactosuero dulce saborizada con chocolate [Tesis de pregrado, Universidad Señor de Sipán]. https://repositorio.uss.edu.pe/bitstream/handle/20.500.12802/8389/Bernal%20Núñez%20Lucy%20Yanina.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Olea Núñez, A. L. (2021). Mucílago de cacao (Theobroma cacao) en la fermentación de leche entera en las características del yogurt saborizado con café (Coffea arabica) [Trabajo de titulación, Universidad Agraria del Ecuador]. Universidad Agraria del Ecuador. https://cia.uagraria.edu.ec/Archivos/OLEA%20NU%C3%91EZ%20ANTONIO%20LORENZO.pdf

Pinto, T., & Vilela, A. (2021). Bebidas saludables con colores vibrantes: compuestos fenólicos como componentes de bebidas funcionales. Beverages, 7(1), Article 12. https://doi.org/10.3390/beverages7010012

Polumackanycz, M., Petropoulos, S. A., Añibarro-Ortega, M., Pinela, J., Barros, L., Plenis, A., & Viapiana, A. (2022). Chemical composition and antioxidant properties of common and lemon verbena. Antioxidants, 11(11), 2247. https://doi.org/10.3390/antiox11112247

Ramirez-Tixe, E. E., Ruiz-Díaz, F., Herrera-Oblitas, J. M., Cubas-Díaz, Y., & Tocas-Burga, H. C. (2023). Aprovechamiento de lanche, hierbaluisa y stevia en la elaboración de infusiones. Revista Agrotecnológica Amazónica, 3(1), e431. https://doi.org/10.51252/raa.v3i1.431

Rashid, H. M., et al. (2022). Antioxidant and antiproliferation activities of lemon verbena (Aloysia citrodora): An in vitro and in vivo study. Plants, 11(6), 785. https://doi.org/10.3390/plants11060785

Reyes, B. (2020). Contenido de vitamina C, polifenoles y flavonoides totales presente en mucílago de cacao (Theobroma cacao L.) variedad CCN-51 y nacional [Tesis de pregrado, Universidad Técnica Estatal de Quevedo]. https://repositorio.uteq.edu.ec/server/api/core/bitstreams/02f8c8c9-77f6-4f5a-935d-0310c1f09811/content/

Rodríguez, R., Guerrero, R., Valero, A., Rodríguez, J., & Izquierdo, G. (2024). Cocoa mucilage as a novel ingredient in innovative kombucha fermentation. Foods, 13(6), 952. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC11171615/

Romero, G., & Fajardo, M. (2016). Uso de suero para la obtención de bebida láctea fermentada [Tesis de grado, Escuela Superior Politécnica del Litoral]. https://www.dspace.espol.edu.ec/xmlui/handle/123456789/32363

Romero, S., Castro, O., Calles, T., Cáceres, D., Fernández, H., Macías, Y., Beckford, Y., & Banda, J. (2021). Envases de vidrio. Universidad Metropolitana de Educación, Ciencia y Tecnología. https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/5210266

Russo, G. L., Tedesco, I., Spagnuolo, C., & Russo, M. (2017). Antioxidant polyphenols in cancer treatment: Friends, foes or dual players? Seminars in Cancer Biology, 46, 1–13. https://doi.org/10.1016/j.semcancer.2017.05.005

Sandoval, C. (2011). Estudio de factibilidad para la creación de una planta de procesamiento y comercialización de leche pasteurizada en envases de vidrio, en la zona urbana del cantón Cayambe [Tesis de pregrado, Universidad Politécnica Salesiana]. https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/1831/16/UPS-YT00118.pdf

Santana, P., Vera, J., Vallejo, C., & Alvarez, A. (2019). Mucílago de cacao, nacional y trinitario para la obtención de una bebida hidratante. Universidad, Ciencia y Tecnología, 23(91), 19–28. https://uctunexpo.autanabooks.com/index.php/uct/article/view/24

Sosa-León, J. L., & Martínez-Zurita, M. (2023). Evaluación del tiempo de infusión de una bebida funcional a base de hojas de culén y menta edulcorado con steviósido. Revista de Investigación Agropecuaria Science and Biotechnology, 3(1), 1–10. https://doi.org/10.25127/riagrop.20231.895

Sourki, A. H., Ghani, A., Kiani, F., & Alipour, A. (2021). Perfiles fitoquímicos de la hierba luisa (Lippia citriodora HBK) y su posible aplicación en el enriquecimiento de galletas. Food Science & Nutrition, 9(6), 3100–3113. https://doi.org/10.1002/fsn3.2268

Uraku, A. J., Onuoha, S. C., Edwin, N., Ezeani, N., Ogbanshi, M. E., Ezeali, C., Nwali, B. U., & Ominyi, M. C. (2015). Evaluación de la cuantificación nutricional y antinutricional de la hoja de Cymbopogon citratus. Pharmacology & Pharmacy, 6(8), 376–385. https://doi.org/10.4236/pp.2015.68041

Vega Vega, S. S., Guerrón Troya, V. A., Guapi Álava, G. M., Barzola Miranda, S. E., Revilla Escobar, K. Y., & Aldas Morejón, J. P. (2023). Utilización de mucílago de cacao (Theobroma cacao) con mora (Rubus ulmifolius), arándano (Oxycoccus microcarpus) y frambuesa (Rubus idaeus) en la elaboración de un néctar. Revista de Investigación Talentos, 10(2), 41–52. https://doi.org/10.33789/talentos.10.2.189

Villarroel Bastidas, J., Badillo Melo, W. A., & Briones-Bitar, J. (2022). Sostenibilidad de la industria del cacao: Aprovechamiento del mucílago de residuos de cacao para la producción de bebidas fermentadas. Estudio de caso en la provincia de Los Ríos. International Journal of Sustainable Development and Planning, 17(4), 1147–1152. https://doi.org/10.18280/ijsdp.170412

Downloads

Published

2026-06-26

How to Cite

Effect of cocoa mucilage and lemongrass on the functional, physicochemical and sensory properties of a beverage. (2026). Journal of Science and Technology El Higo, 16(1), 46-65. https://doi.org/10.5377/elhigo.v16i1.22988

Issue

Section

Scientific articles

How to Cite

Effect of cocoa mucilage and lemongrass on the functional, physicochemical and sensory properties of a beverage. (2026). Journal of Science and Technology El Higo, 16(1), 46-65. https://doi.org/10.5377/elhigo.v16i1.22988