烘焙咖啡可能有助于阻止糖分吸收
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烘焙咖啡中发现了三种新分子,它们对糖类加工酶的抑制作用比标准糖尿病药物更强。

实验室结果进一步证实了咖啡化学成分与血糖控制之间的联系,并指出了新的食物抑制剂。

识别关键分子

在浓稠的咖啡油提取物中,最强的阻断活性聚集在实验室制造的狭窄区域内。

昆明植物研究所 ( KIB )的植物化学家邱明华追踪了这些部分,并将这种活性与特定的分子联系起来。

邱的研究团队将全球消费量最大的咖啡品种——阿拉比卡咖啡——分成 19 个部分,并追踪其中味道最浓的部分。

因为这些分子会与消化酶发生反应,所以话题很快就从咖啡的味道转移到了餐后血糖上。

一种酶,巨大的尖峰


摄入大量碳水化合物后,α-葡萄糖苷酶会将碳水化合物分解成葡萄糖,导致血糖水平迅速升高。

阻断消化道会导致更多淀粉在肠道内未被分解,因此较少的葡萄糖能立即进入血液。

对于 2 型糖尿病患者来说,餐后血糖飙升会加重胰岛素控制的负担,迫使医生采取饮食和药物治疗。

药物研发人员已经在使用阿卡波糖(一种α-葡萄糖苷酶抑制剂,可减缓碳水化合物的消化),但其副作用常常限制了患者的依从性。

认识一下咖啡醛

这三种分子被命名为咖啡醛——具有油性核心,并带有不同脂肪酸连接的新型咖啡分子。

用稍长的脂肪尾替换一条脂肪尾,改变了化合物对酶的抑制强度。

每个脂肪尾部下方都是二萜——一种由 20 个碳原子构成的植物性油分子,常见于咖啡豆中。

对该骨架进行微小改变,就能将熟悉的咖啡油变成新的生物活性物质,因此化学成分分析是值得的。

药物水平基准

在同一项酶测试中,研究团队将咖啡醛与阿卡波糖进行了比较,并观察哪些分子能最快地减缓酶活性。

数值越低表示效力越强,因为每种化合物的含量越少,就足以使酶的活性降低一半。

阿卡波糖需要更大的剂量,而每种咖啡醛用量更少就能达到相同的减速效果。

实验室效力并不能保证药物更好,因为消化、吸收和剂量控制在人体内部都会发生变化。

痕量化学成分揭示

低丰度化合物可能会在标准纯化过程中消失,因此该小组寻找隐藏在常规检测范围之外的相关分子。

研究人员利用 LC-MS/MS(一种对分子进行分类和对碎片进行称重的工具)绘制了与咖啡醛模式相匹配的信号图。

扫描结果还发现了另外三个带有脂肪酸尾部的二萜分子,编号为 4 至 6,但数据库检查未发现匹配项。

通过将搜索范围扩大到痕量化学成分,该团队拓宽了未来测试的咖啡基候选物质的范围。

测量实际摄入量

咖啡中的油脂不容易进入杯中,许多油性化合物会留在咖啡渣和滤纸中。

在一项受控实验室测试中,纸质滤网仅使冲泡咖啡中残留 0.15% 的咖啡醇,大部分咖啡醇仍留在咖啡渣中。

由于咖啡醛也来自油性部分,因此普通的咖啡提取物可能远不如纯化提取物有效。

浓缩咖啡液可能会提供更多这类油性分子,但研究团队仍需测量实际饮品中的含量。

从豆类到胶囊


讨论很快转向产品开发,因为研究结果与营养保健品(以食品为基础,针对特定健康益处进行销售的补充剂)相符。

要制作以浓缩咖啡为基础的营养保健品,开发人员需要稳定的提取物、已知的剂量以及追踪纯度的方法。

一项研究发现,咖啡摄入量较高与 2 型糖尿病风险较低有关,但并未证实二者之间的因果关系。

这一差距让研究团队不得不权衡,分离出的咖啡醛是否能够单独发挥作用,还是咖啡的混合物更为重要。

需要考虑的副作用

阻止碳水化合物分解可能会适得其反,因为剩余的淀粉会滋养肠道微生物,并产生气体、痉挛或腹泻。

医生们在使用阿卡波糖时也发现了这个问题,即由于结肠发酵了酶未处理的物质,导致胀气和腹痛。

任何咖啡衍生的抑制剂都必须克服同样的障碍,包括动物安全测试和谨慎的人体试验。

在这些步骤完成之前,酶的数量仅仅代表了化学反应的起点,而不是现成的疗法。

超越咖啡

除了这些新化合物之外,研究人员可能还提供了一种更快的方法来寻找难以处理的食品中隐藏的生物活性物质。

早期筛查采用快速化学扫描来发现有希望的模式,然后采用更灵敏的扫描来捕捉原本会被错过的微弱信号。

他们的标题反映了这种方法,重点关注以烘焙咖啡中的分层化学筛选为基础的发现方法。

通过大范围扫描缩小范围,通过精细扫描捕捉痕量化合物,类似的搜索可以更快地在茶叶、香料或草药中进行。

接下来会发生什么?

咖啡研究很少止步于啜饮一口,这项研究表明,一种常见的饮品可以隐藏与药物靶点相关的化学反应。

接下来的研究必须测量酿造过程中实际接触到的咖啡醛,然后通过仔细的安全检查,在人或动物体内测试咖啡醛。

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