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咖啡豆副产物,能减轻细胞炎症和胰岛素抵抗?

2019年10月31日 | 作者: 重庆百瑞斯特咖啡西点调酒学院 | 分类: 咖啡知识 | 

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咖啡的美味,在于烘焙加工前,已事先筛掉影响口感的外壳、外银膜(由于颜色富有光泽且泛有银色,人们习惯称之为银皮)和内银膜等,这些脱落的物质不会再使用,往往会被丢弃。

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这些“废物”引起了美国伊利诺伊大学食品科学和人类营养系研究人员的兴趣。他们通过研究,已将银皮变废为宝,并在近日发表在《Food and Chemical Toxicology》上的一项新研究中表明,在咖啡豆副产物中发现的抗炎化合物,有助于缓解慢性疾病。这一发现同时也增加了咖啡加工业的潜在“废物”利用的价值。

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在这项研究中,当研究人员用咖啡豆银皮的水基提取物处理小鼠的脂肪细胞时,酚类化合物(原儿茶酸和没食子酸)可以减少脂肪诱导的细胞炎症,并改善葡萄糖吸收和胰岛素敏感性。

研究结果显示,当这些生物活性化合物作为饮食的一部分食用时,有望成为预防与肥胖相关慢性疾病(如2型糖尿病和心血管疾病)的策略。

研究通讯作者、伊利诺伊大学农业、消费者和环境科学学院的食品科学教授Elvira Gonzalez De Mejia说:“在实验室里,我们研究了来自不同食物的生物活性化合物,并看到了它们对预防慢性疾病的益处。这种来自咖啡豆的物质之所以有趣,主要是因为它的成分。它已被证明是无毒的,而且这些酚类物质具有非常高的抗氧化能力。”在今年早些时候发表在《Molecular Nutrition and Food Research》的研究中,De Mejia教授团队已经阐明可可豆壳中的酚类化合物可能逆转小鼠与肥胖有关的慢性炎症和胰岛素抵抗。

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在这项新研究中,该团队观察了巨噬细胞和脂肪细胞,以及提取的组合化合物和单一酚类化合物对脂肪细胞的产生、代谢,以及相关激素的影响。除此之外,他们还研究了对炎症途径的影响。

当存在与肥胖相关的炎症时,这两种类型的细胞共同作用,形成一个循环,从而增加氧化应激并干扰葡萄糖摄取,使情况恶化。

为了阻断该循环并预防慢性疾病,研究人员的目标是尽可能地消除或减少炎症,以促进葡萄糖的摄取,并使健康细胞产生足够的胰岛素。

该研究第一作者、De Mejia实验室的访问学者Miguel Rebollo-Hernanz解释了研究结果如何为这些化合物的作用机制提供了见解,以及它们对未来人类或动物研究的潜在功效。

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Elvira Gonzalez De Mejia(右)与Miguel Rebollo-Hernanz 图片来源:Fred Zwicky

在这项研究中,脂肪细胞和免疫细胞一起培养,以重现两个细胞之间的“真实”相互作用。

Rebollo-Hernanz解释说:“我们评估了两种提取物和五种纯酚类物质,并观察到原儿茶酸和没食子酸的积极作用,它能通过刺激脂肪分解,来阻止脂肪在脂肪细胞中积累,而且还能产生‘褐色’或‘米色’脂肪细胞。”

众所周知,“褐色”脂肪细胞被称为脂肪燃烧器,它们含有更多的线粒体,这是细胞中将营养物转化为能量的重要细胞器。研究人员观察到一些酚类物质能刺激脂肪细胞的褐变,从而增加脂肪细胞或脂肪细胞中线粒体的含量。

Rebollo-Hernanz说:“巨噬细胞广泛存在于脂肪组织中,当脂肪组织过度生长时,就会产生刺激炎症和氧化应激的相互作用。我们发现这些化合物能减少炎症因子的分泌,同时也能减少氧化应激。”

当巨噬细胞与脂肪细胞相互作用时,细胞的线粒体减少,褐色脂肪细胞随之失去了燃烧脂肪的能力。而使用这些酚类物质,研究人员发现巨噬细胞对脂肪细胞的这种影响被完全阻断。脂肪细胞可以维持其功能。

De Mejia说:“我们测试的化合物能抑制巨噬细胞中的炎症。这意味着抑制了许多对脂肪细胞产生炎症的标志物。它们都被阻断了。谈到脂肪细胞本身,我们也看到了与炎症有关的不同标志物的抑制作用。由于转运蛋白的存在,葡萄糖的吸收得到了改善。现在我们知道,有了这些化合物,我们可以减少炎症,减少脂肪生成,并减少帮助这两种细胞生长和产生有害化合物的‘循环’,因为这将对整个机体产生负面影响。”

此外,研究人员还强调了使用咖啡豆副产物对环境的积极影响。

在咖啡加工的过程中,咖啡豆与外壳和银皮层分离。De Mejia解释说:“这是一个巨大的环境问题,因为这些废弃物通常会留在田间发酵,生长霉菌,并造成各种污染问题。全世界每年有116万吨咖啡豆废弃物留在田间。”

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此外,每年会产生4.3万吨银皮。De Mejia解释说,这些银皮可能更容易利用,因为当咖啡豆出口到不同国家进行烘焙加工时,银皮会留在豆子里。一旦生产商看到了价值,他们就会把这些材料当作配料而不是废物。De Mejia说:“这是需要学术机构、行业和公共部门之间的良好合作来解决的问题,但是这些副产物的市场是存在的。”

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