新发现的咖啡化合物在实验室测试中胜过糖尿病药物

功能性食品提供的不只是基础营养。许多含有天然存在的分子，可能有助于健康，包括具有抗氧化、神经保护或降血糖作用的化合物。寻找这些有益物质很困难，因为食物在化学上很复杂。较老的发现方法可能缓慢且低效，这促使研究人员采用更先进的工具，如核磁共振（NMR）和液相色谱-质谱联用（LC-MS/MS）。这些技术对于研究烘焙咖啡尤其有价值，因为咖啡含有大量重叠的化学成分。

研究揭示咖啡的抗糖尿病潜力

由中国科学院昆明植物研究所的邱明华领导的研究团队在《饮料植物研究》中报告了他们的发现。他们的工作突出了咖啡中此前未知的抗糖尿病活性，并为其作为功能性食品的作用增添了新见解。

该团队设计了一个三步、以活性为重点的过程，以揭示烘焙阿拉比卡咖啡豆中的生物活性二萜酯。他们的方法旨在检测既能抑制α-葡萄糖苷酶的常见和极低水平化合物，同时减少溶剂使用并加速分析。

首先，使用硅胶色谱将粗二萜提取物分离成19个馏分。然后每个馏分用^1H NMR分析并测试α-葡萄糖苷酶抑制活性。通过对^1H NMR数据进行聚类热图分析，研究人员基于独特的质子信号模式，确定Fr.9-Fr.13为生物活性最高的馏分。

对代表性样品Fr.9使用^13C-DEPT NMR进行进一步分析，揭示了醛基的存在，证实了早期的发现。经过半制备高效液相色谱纯化后，科学家们分离出三种此前未知的二萜酯，命名为咖啡醛A、B和C。它们的化学结构通过一维和二维核磁共振以及高分辨率质谱（HRESIMS）得到验证。

效果优于常见糖尿病药物

尽管这三种咖啡醛在脂肪酸成分上不同（棕榈酸、硬脂酸和花生酸），但都显示出显著的α-葡萄糖苷酶抑制活性。它们的IC₅₀值分别为45.07、24.40和17.50 μM，表明其活性比对照药物阿卡波糖更强。

为了发现仅使用NMR或HPLC难以检测的额外痕量化合物，团队对合并的馏分组应用了LC-MS/MS。然后他们使用GNPS和Cytoscape构建了一个分子网络。该分析揭示了另外三种此前未知的二萜酯（化合物4-6），它们与咖啡醛A-C密切相关。虽然它们共享相似的碎片模式，但这些分子含有不同的脂肪酸（十七酸、十八碳烯酸和十九酸）。对现有化合物数据库的搜索证实，这些物质此前未被报道过。

总之，结果表明这种集成去重复策略对于鉴定复杂食品（如烘焙咖啡）中结构多样且具有生物学意义的化合物非常有效。

这对功能性食品和未来研究的意义

这些发现为开发基于咖啡的功能性食品或营养保健品提供了新机遇，这些产品可能支持血糖控制并有助于管理糖尿病。除了咖啡之外，相同的低溶剂、高精度筛选方法可以应用于其他复杂食品来源，以快速发现与健康相关的化合物。未来的研究将侧重于测试新发现的痕量二萜的生物效应，并评估其在体内的安全性和有效性。