邱明華,董錦潤(rùn),王 偉,王 霞,李忠榮,周 琳,楊 瀚
(中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所植物化學(xué)與西部植物資源持續(xù)利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,昆明 650210)
大量專家考證,朱苦拉咖啡源于1904 年,因持續(xù)傳教需要,法國(guó)傳教士在云南賓川朱苦拉開(kāi)始種植咖啡,開(kāi)創(chuàng)了朱苦拉咖啡種植的歷史[1]。從那時(shí)起,朱苦拉就成為我國(guó)咖啡產(chǎn)業(yè)基地,除農(nóng)民因習(xí)慣飲用咖啡而自己少量種植外,1948年、1958 年都有規(guī)?;N植,后經(jīng)過(guò)曲折發(fā)展,目前朱苦拉區(qū)域咖啡種植發(fā)展到46.67 hm2以上。在朱苦拉農(nóng)業(yè)遺產(chǎn)品牌的帶動(dòng)下,特別是在外來(lái)資金的推動(dòng)下,賓川周圍的朱苦拉咖啡種植面積現(xiàn)已擴(kuò)展到533.33 hm2以上。
朱苦拉咖啡主要是純種的波邦和鐵畢卡,但隨種植發(fā)展,特別是近10 年的快速發(fā)展,一些卡蒂姆品種被引進(jìn)。值此首屆朱苦拉咖啡論壇之際,我們根據(jù)地理種源和時(shí)限的不同將有淵源、具有代表性的云南朱苦拉咖啡品種分為三代,簡(jiǎn)單分析其中的咖啡因和綠原酸等主要化學(xué)成分,并探討交流朱苦拉咖啡的健康功能,從主要化學(xué)成分角度闡述在高原干熱河谷的朱苦拉咖啡在我國(guó)農(nóng)業(yè)文化中的獨(dú)特意義。三代朱苦拉咖啡是指:朱苦拉咖啡1 代(Chucola-1G)百年咖啡樹(shù)的咖啡豆;朱苦拉咖啡 2 代(Chucola-2G)70 年咖啡樹(shù)的咖啡豆;朱苦拉咖啡3 代(Chucola-3G)5 年(近期栽培)咖啡樹(shù)的咖啡豆。
朱苦拉地處北緯26°,海拔1 400 m,位于大理賓川邊界,與麗江永勝、楚雄大姚相接。朱苦拉為我國(guó)農(nóng)業(yè)中的“咖啡發(fā)祥地”、咖啡農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)的重要?dú)v史遺跡。賓川及其周邊的咖啡都被譽(yù)為Chucola 咖啡,具有較高的文化品牌價(jià)值。而事實(shí)上,朱苦拉咖啡主要有鐵皮卡變種和波邦變種,品質(zhì)相當(dāng)不錯(cuò),也有特色[2]。相比朱苦拉咖啡的風(fēng)味,目前更值得關(guān)注的是朱苦拉咖啡及相關(guān)淵源品種中的主要成分含量及健康功能是否會(huì)因時(shí)間和加工過(guò)程而發(fā)生變化。為此,在首屆朱苦拉咖啡國(guó)際論壇召開(kāi)之際,黃家雄研究員建議完成分析朱苦拉咖啡及相關(guān)淵源品種中的主要成分含量。對(duì)朱苦拉咖啡1 代(Chucola-1G,百年)、朱苦拉咖啡2 代(Chucola-2G,70 年)、朱苦拉咖啡3 代(Chucola-3G,5 年,近期栽培)的咖啡豆(三代朱苦拉咖啡的熟豆和生豆,圖1)的主要化學(xué)成分進(jìn)行分析,其結(jié)果對(duì)朱苦拉咖啡具有重要學(xué)術(shù)意義和潛在應(yīng)用價(jià)值,對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)遺產(chǎn)歷史文化的研究也有重要意義。
圖1 三代朱苦拉咖啡豆(熟豆和生豆)
在黃家雄研究員促成并組織下,筆者收集了朱苦拉咖啡及相關(guān)淵源品種咖啡豆的14 個(gè)樣品,用HPLC 方法分析其中咖啡因和綠原酸含量,結(jié)果如表1 和表2 所示。
表1 三代朱苦拉咖啡及相關(guān)品種咖啡生豆的主成分分析 %
表2 三代朱苦拉咖啡熟豆的主成分分析 %
從三代朱苦拉咖啡及相關(guān)淵源品種咖啡生豆及焙烤豆主成分分析結(jié)果可以看出:三代朱苦拉咖啡焙烤豆和生豆的主成分含量都與所有咖啡產(chǎn)品的類似,咖啡因和綠原酸含量分別約在1%和5%,與大宗咖啡健康成分功能是一致的,沒(méi)有太多的差異。但朱苦拉咖啡的特色風(fēng)味及形成的我國(guó)古老咖啡的地理品牌在我國(guó)咖啡產(chǎn)品市場(chǎng)上具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。地方政府打造朱苦拉咖啡的品牌營(yíng)銷思路極其正確。
從三代朱苦拉咖啡生豆和焙烤豆主成分分析結(jié)果可以看出:經(jīng)過(guò)焙烤的朱苦拉咖啡豆,其香味特色會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)。但咖啡因和綠原酸的主要成分含量因熱解損失約為50%和80%,朱苦拉咖啡第三代焙烤豆中的咖啡因和綠原酸含量?jī)H0.46%和0.47%,這是咖啡健康功能成分的一個(gè)巨大損失。
在關(guān)注健康功能的時(shí)代,開(kāi)發(fā)一些高含咖啡因和綠原酸主要成分的新型產(chǎn)品對(duì)改善人類健康將起到積極作用。咖啡因和綠原酸新的健康功能在不斷被發(fā)現(xiàn),特別是在應(yīng)對(duì)老齡化和器官損傷的功能改善方面也有很多有趣的新發(fā)現(xiàn),而且從分子藥理機(jī)制的深入做了闡明。為此,以下從朱苦拉咖啡主要化學(xué)成分的角度,簡(jiǎn)要評(píng)述咖啡因和綠原酸的健康功能新近進(jìn)展。
咖啡化學(xué)成分眾多,對(duì)其生物活性研究介紹也只能是掛一漏萬(wàn),難以用少量篇幅描述詳盡。本研究團(tuán)隊(duì)已于2014 年對(duì)咖啡化學(xué)成分與健康做過(guò)簡(jiǎn)單評(píng)述[3],但與咖啡中主成分咖啡因和綠原酸相關(guān)的后繼研究絡(luò)繹不絕,本文借此再次對(duì)其健康功能有關(guān)研究進(jìn)展做簡(jiǎn)要點(diǎn)評(píng),也闡明朱苦拉咖啡無(wú)愧于我國(guó)最具代表性的咖啡種植遺產(chǎn)或咖啡品牌。
眾所周知,咖啡因有很強(qiáng)的中樞興奮作用,攝入咖啡因,睡意消失,疲勞減輕,思維敏捷??Х纫颉⒉鑹A等甲基黃嘌呤類化合物對(duì)循環(huán)系統(tǒng)有明顯作用,但過(guò)量攝入則會(huì)引起心動(dòng)過(guò)速,致心律失常;對(duì)腦血管有收縮作用,造成腦血管阻力上升,腦血流量和腦氧張力下降??Х纫蜃鳛榈湫偷闹袠信d奮物質(zhì)是無(wú)人不知、無(wú)人不曉的,其功能研究也是熱點(diǎn)中的熱點(diǎn),僅2017 年1—5 月就有1 170 篇論文報(bào)道。以下從報(bào)道的健康功能中選擇一些與以往文獻(xiàn)報(bào)道有所不同且功能上有所拓展或發(fā)現(xiàn)的生物醫(yī)藥學(xué)研究結(jié)果以饗咖啡愛(ài)好者。
(1)咖啡因使敲除腎上腺素A2A 受體基因后的小鼠免受AD 導(dǎo)致的腦損傷。咖啡作為腎上腺素A2A 受體(A2AR)拮抗劑可以降低人類患上老年癡呆的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)在轉(zhuǎn)基因小鼠模型實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),咖啡可以減輕淀粉樣蛋白和Tau 蛋白的沉積。Laurent 等通過(guò)敲除THY-Tau22 小鼠的編碼腎上腺素A2A 受體的基因來(lái)分析其結(jié)果導(dǎo)致的病理學(xué)變化(Tau 蛋白磷酸化水平和聚集,神經(jīng)炎性等)和與功能相關(guān)的損傷情況(小鼠的空間學(xué)習(xí)記憶,海馬區(qū)的神經(jīng)可塑性,神經(jīng)遞質(zhì)的變化)。從空間學(xué)習(xí)記憶和海馬長(zhǎng)時(shí)程抑制結(jié)果發(fā)現(xiàn)敲除腎上腺素A2A 受體的基因后小鼠可以免受Tau蛋白沉積引起的腦損傷,其海馬區(qū)的谷氨酸/γ-氨基丁酸的比率也回到正常,而神經(jīng)炎性因子和Tau 蛋白的高度磷酸化水平都大幅度下降。此外,口服給予特異性A2AR 激動(dòng)劑藥物(MSX-3)顯著提高了THY-Tau22 小鼠的學(xué)習(xí)記憶水平并降低了 Tau 蛋白的高度磷酸化。[4]
(2)咖啡因可以促進(jìn)由多巴胺信號(hào)通路介導(dǎo)的果蠅不眠狀態(tài)。咖啡因是在全世界廣泛消費(fèi)的精神藥物,然而對(duì)其如何作用于大腦目前并未有很好的認(rèn)識(shí)。多數(shù)研究集中于咖啡因?qū)ο佘帐荏w的影響,也有證據(jù)表明其涉及更為復(fù)雜的信號(hào)機(jī)制。以果蠅作為研究睡眠/覺(jué)醒行為的模式生物,發(fā)現(xiàn)咖啡因可以引起果蠅晝夜的睡眠需求減少,其機(jī)制不是由腺苷受體介導(dǎo)的。Nall 等發(fā)現(xiàn),多巴胺是咖啡因促進(jìn)果蠅覺(jué)醒所必須的??Х纫蚝苡锌赡茏饔糜谕挥|前受體,增強(qiáng)多巴胺信號(hào)通路的開(kāi)放,配對(duì)的前內(nèi)側(cè)多巴胺能神經(jīng)簇(PAM)與咖啡因的這種作用相關(guān)。在果蠅給予咖啡因喂飼后,PAM 神經(jīng)元的活力變強(qiáng),并且促進(jìn)了果蠅的覺(jué)醒。同時(shí),抑制PAM 神經(jīng)元可以阻斷咖啡因引起的睡眠抑制。對(duì)于咖啡因的作用機(jī)制,之前的許多研究一直集中于腺苷受體介導(dǎo)的信號(hào)通路,Nall 等的研究揭示了咖啡因促進(jìn)覺(jué)醒的多巴胺神經(jīng)元信號(hào)機(jī)制。[5]
(3)咖啡因可以增強(qiáng)米安色林和阿哥美拉達(dá)的抗抑郁作用。Poleszak 等運(yùn)用小鼠強(qiáng)迫游泳試驗(yàn)和懸尾試驗(yàn)來(lái)確定咖啡因?qū)z測(cè)藥物活性的影響作用,通過(guò)HPLC 方法來(lái)檢測(cè)小鼠血清中和腦中藥物的濃度??Х纫蛟鰪?qiáng)了米安色林和阿哥美拉達(dá)的抗游泳不動(dòng)行為,這種增強(qiáng)作用與藥物在血液和腦中的濃度的改變不相關(guān)。研究結(jié)果可以推測(cè):咖啡因與檢測(cè)藥物的協(xié)同作用可能與單胺能神經(jīng)遞質(zhì)的活性相關(guān),咖啡因與米安色林和阿哥美拉達(dá)的相互作用可能是藥效產(chǎn)生的原因。[6]
(4)咖啡因可能成為年歲增長(zhǎng)的生力劑。在年輕人群中,咖啡因是得到公認(rèn)的可增強(qiáng)活力的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑,但在年長(zhǎng)人群中其如何發(fā)揮生力作用仍未可知。Tallis 等綜述總結(jié)了咖啡因?qū)Ψ蛛x的骨骼肌收縮的影響,同時(shí)報(bào)道了第一次直接觀察到70 μM 的咖啡因?qū)υ缙诶匣溉閯?dòng)物肌肉在收縮時(shí)最大能量輸出的影響。結(jié)果表明,咖啡因的生力效果減弱了年齡差異帶來(lái)的特異敏感性,在老齡人群中,咖啡因仍然可以發(fā)揮生力作用。[7]
(5)咖啡因?qū)LUT1(葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1)的抑制作用依賴于轉(zhuǎn)運(yùn)體的激活狀態(tài)。咖啡因是紅細(xì)胞中葡萄糖攝取的強(qiáng)大的非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑,它以四聚物的形式通過(guò)模擬ATP 的抑制活性優(yōu)先結(jié)合到GLUT1 的核苷位點(diǎn)上。Gunnink 等發(fā)現(xiàn),在L929 成纖維細(xì)胞中,咖啡因是以濃度依賴的形式作為2-脫氧葡萄糖攝取的非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。這種抑制效果非??焖伲铱赡?,伴隨有葡萄糖本身的競(jìng)爭(zhēng)性抑制時(shí)可起協(xié)同作用。說(shuō)明咖啡因不干擾葡萄糖與其轉(zhuǎn)運(yùn)體的結(jié)合??Х纫蚺c姜黃素也具有協(xié)同抑制活性。相反,咖啡因與細(xì)胞松弛素不具有協(xié)同抑制活性,它們的結(jié)合位點(diǎn)是重疊的,這與以往報(bào)道一致。更關(guān)鍵的是,Gunnink 等發(fā)現(xiàn)咖啡因?qū)929 細(xì)胞的最大抑制活力比對(duì)紅細(xì)胞的更低。與L929 成纖維細(xì)胞相比,成纖維細(xì)胞株 HCLE 和HK2 的GLUT1 的數(shù)量更多,增強(qiáng)了2-脫氧葡萄糖的攝取能力,隨之表現(xiàn)出咖啡因的更大抑制活性(66%~70%)。有趣的是,在L929 成纖維細(xì)胞中激活2-脫氧葡萄糖的攝取能力(3 倍),無(wú)需增加GLUT1 的總數(shù)也可以增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)咖啡因的抑制作用的響應(yīng)能力(35%~70%)。這些結(jié)果表明,咖啡因的抑制作用依賴于GLUT1 的激活狀態(tài)而不僅僅是 GLUT1 的數(shù)量。[8]
(6)咖啡因可以阻止體外糖尿病黃斑水腫模型中血視網(wǎng)膜屏障的損傷。糖尿病黃斑水腫是糖尿病視網(wǎng)膜病變病人視力喪失的主要原因,高血糖和缺氧是這種病變的關(guān)鍵因素,可導(dǎo)致血視網(wǎng)膜屏障受到破壞。Maugeri 等通過(guò)應(yīng)用完整視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞ARPE-19 的體外模型實(shí)驗(yàn)研究血視網(wǎng)膜屏障受到高血糖/缺氧條件損傷后,發(fā)現(xiàn)咖啡因的保護(hù)作用:咖啡因處理減少了細(xì)胞單層的彌漫和滲透,并發(fā)現(xiàn)咖啡因恢復(fù)細(xì)胞膜的緊密連接而發(fā)揮作用??Х纫蚩梢宰柚寡暰W(wǎng)膜屏障的損傷,其作用機(jī)制是通過(guò)抑制高血糖/缺氧作用導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡,它下調(diào)了前凋亡因子Bax 的表達(dá),而上調(diào)抗凋亡因子Bcl-2 基因的表達(dá)。預(yù)測(cè)咖啡因可作為治療糖尿病黃斑水腫引起的視力喪失的功能藥物。[9]
綠原酸是藥用植物中分布比較廣泛的活性分子,咖啡豆中特別是生豆中因高含綠原酸及綠原酸類的活性物質(zhì)而備受關(guān)注。朱苦拉咖啡豆(第二代,第三代)中綠原酸類化合物的含量基本上在5%以上,但遺憾的是經(jīng)焙烤后,其中的綠原酸類成分往往被熱解,含量變得很低,使得其中的綠原酸資源及其健康功能受到較大損失。因此,發(fā)掘咖啡生豆中綠原酸類活性物質(zhì)的健康功能,開(kāi)發(fā)以咖啡生豆為基礎(chǔ)的綠原酸健康功能產(chǎn)品也是很有意義的。隨著人類物質(zhì)生活的不斷提高,健康功能物質(zhì)不但成為營(yíng)養(yǎng)學(xué)者的研究熱點(diǎn),也成為大眾口中的評(píng)述熱點(diǎn)和健康功能產(chǎn)品的消費(fèi)熱點(diǎn)。綠原酸相關(guān)的健康功能也有蜂擁而至的研究結(jié)果,列舉幾例以饗咖啡愛(ài)好者。
(1)綠原酸對(duì)鎘誘導(dǎo)的小鼠氧化神經(jīng)損傷具有治療作用。Mao 等用鎘誘導(dǎo)的大鼠表現(xiàn)出許多病理特征,如:乙酰膽堿酯酶受到抑制,脂質(zhì)過(guò)氧化作用加速,酶和非酶抗氧化劑損耗,膜結(jié)合ATP酶活力下降,線粒體功能缺陷和DNA 片段化。給予綠原酸處理的大鼠可以大大減少以上病理結(jié)果的產(chǎn)生。Mao 等認(rèn)為,綠原酸之所以能減輕鎘誘導(dǎo)的氧化腦損傷,其機(jī)制包括體內(nèi)抗氧化劑的穩(wěn)態(tài)沒(méi)有受到破壞,細(xì)胞膜和線粒體功能缺陷得到了修復(fù)。研究結(jié)果可推斷綠原酸能治療由鎘傷害造成的重金屬中毒腦損傷。[10]
(2)綠原酸通過(guò)胰島素/胰島素樣生長(zhǎng)因子1信號(hào)通路延長(zhǎng)秀麗隱桿線蟲的壽命??Х戎械木G原酸被認(rèn)為可以減少許多與年老相關(guān)疾病的發(fā)生,如糖尿病和心血管疾病等。許多傳統(tǒng)中藥中也有和綠原酸相似的作用,但其功能機(jī)制依然不明確。與老化相關(guān)的信號(hào)通路從酵母到線蟲再到哺乳動(dòng)物都是高度保守的。因此,Zheng 等發(fā)現(xiàn)綠原酸可以使秀麗隱桿線蟲的壽命延長(zhǎng)20.1%,減緩與老化相關(guān)的身體運(yùn)動(dòng)機(jī)能的下降,抗逆能力也提高。Zheng 等對(duì)一系列的線蟲突變體進(jìn)行基因分析,發(fā)現(xiàn)綠原酸能夠延長(zhǎng)突變體eat-2, glp-1, and isp-1 的壽命,而對(duì)daf-2, pdk-1,akt-1, akt-2, sgk-1, and clk-1 突變體不產(chǎn)生作用。綠原酸能夠激活叉頭轉(zhuǎn)錄因子DAF-16、HSF-1、SKN-1 和HIF-1,但對(duì)SIR-2.1 不起作用。可以推測(cè)綠原酸通過(guò)胰島素/胰島素樣生長(zhǎng)因子1 信號(hào)通路的DAF-16 延長(zhǎng)秀麗隱桿線蟲的壽命。[11]
(3)綠原酸可以阻止腎上腺素誘導(dǎo)的大鼠新生肌細(xì)胞層肥大。心臟肥厚導(dǎo)致的心臟病不同于其它心血管疾病,隨其病程進(jìn)展而導(dǎo)致的心力衰竭是全球發(fā)病率和死亡率居高的主要原因。綠原酸是咖啡及一些中藥里的重要成分,其常見(jiàn)作用為抗氧化、清除自由基、抗炎等。Li 等發(fā)現(xiàn),通過(guò)預(yù)先孵育綠原酸到腎上腺素處理的大鼠新生肌細(xì)胞層,與肌細(xì)胞肥厚相關(guān)的表面標(biāo)志物ANP, BNP 和β-MHC 的表達(dá)都下降。同時(shí)NF-KB核轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)受到抑制,相應(yīng)的NF-kB 核轉(zhuǎn)錄因子抑制劑NF-KBIA 的表達(dá)上調(diào),細(xì)胞內(nèi)活性氧的數(shù)量減少。Li 等認(rèn)為,綠原酸通過(guò)減弱NF-kB 轉(zhuǎn)錄因子信號(hào)通路的活性和抑制活性氧的產(chǎn)生而阻止腎上腺素誘導(dǎo)的大鼠新生肌細(xì)胞層的肥大。[12]
(4)鞘內(nèi)注射綠原酸可減輕神經(jīng)痛老鼠由機(jī)械和冷刺激產(chǎn)生的痛覺(jué)過(guò)敏癥狀。盡管有報(bào)道表明綠原酸對(duì)急性和炎癥性疼痛具有抗疼痛作用,但對(duì)于其對(duì)神經(jīng)痛的作用及其作用靶點(diǎn)知之甚少。Hara 等為了研究鞘內(nèi)注射綠原酸可否減輕神經(jīng)痛老鼠的痛覺(jué)過(guò)敏癥狀。首先對(duì)SD 大鼠進(jìn)行了坐骨神經(jīng)的慢性壓迫損傷,不同劑量的綠原酸(0.5、1、2 mg)經(jīng)鞘內(nèi)注射,通過(guò)電刺激試驗(yàn),足底試驗(yàn)和冷板試驗(yàn)等觀察綠原酸對(duì)模型老鼠的機(jī)械和冷刺激的痛覺(jué)過(guò)敏癥狀的影響,并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)老鼠的運(yùn)動(dòng)功能。為了驗(yàn)證綠原酸對(duì)脊髓運(yùn)動(dòng)相關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì)通路的作用,通過(guò)預(yù)先鞘內(nèi)注射脊髓痛覺(jué)加工受體拮抗劑進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,隨著濃度的提高,綠原酸可以更好地減輕神經(jīng)痛老鼠的機(jī)械和冷刺激的痛覺(jué)過(guò)敏癥狀。在最高濃度時(shí),綠原酸對(duì)大鼠運(yùn)動(dòng)能力產(chǎn)生了影響。綠原酸的抗痛覺(jué)過(guò)敏癥狀作用可被荷包牡丹堿和γ-氨基丁酸受體的拮抗劑逆轉(zhuǎn)。Hara 等認(rèn)為綠原酸的抗痛覺(jué)過(guò)敏癥狀部分是通過(guò)激活脊髓的γ-氨基丁酸來(lái)實(shí)現(xiàn)的,可望被應(yīng)用于抗神經(jīng)痛。[13]
(5)綠原酸有抗痛風(fēng)的作用:可以改善高尿酸血癥和痛風(fēng)引起的炎癥反應(yīng)。痛風(fēng)是血尿酸過(guò)多導(dǎo)致尿酸鈉鹽形成晶體沉積在人體的關(guān)節(jié)和組織當(dāng)中,最終代謝紊亂引起疼痛的疾病。降低血清中的尿酸水平以及消炎是治療痛風(fēng)的關(guān)鍵。綠原酸是咖啡生豆中大量存在活性物質(zhì),卻很少有報(bào)道其有抗痛風(fēng)作用。Meng 等建立草酰鉀誘導(dǎo)的高尿酸血癥小鼠模型和MSU 晶體誘導(dǎo)的大鼠炎癥模型進(jìn)行了綠原酸潛在的抗高尿酸血癥和痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎作用及機(jī)制研究。結(jié)果表明:綠原酸通過(guò)抑制黃嘌呤氧化酶活性大大地降低了尿酸水平,抑制老鼠前爪的腫脹。深入研究結(jié)果證實(shí),綠原酸減少了MSU 晶體誘導(dǎo)的大鼠炎癥的發(fā)生,其機(jī)制是通過(guò)抑制前炎性細(xì)胞活素的產(chǎn)生,包括白介素 1β(IL-1β),白介素 6(IL-6)和腫瘤壞死因子等。Meng 等認(rèn)為綠原酸可被開(kāi)發(fā)利用到臨床來(lái)治療痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎。[14]
(6)綠原酸可以抑制人血小板的激活以及血栓的形成。綠原酸是有效的抗氧化劑,但對(duì)血小板聚合的影響很少有人評(píng)價(jià),而血小板聚合是形成動(dòng)脈血栓的關(guān)鍵因素。Fuentes 等近年對(duì)綠原酸抑制血小板的激活進(jìn)而抑制血栓形成的機(jī)制進(jìn)行了評(píng)價(jià)。綠原酸以濃度依賴的方式(0.1~1 mmol/L)抑制了二磷酸腺苷ADP、膠原、花生四烯酸和TRAP-6 誘導(dǎo)的血小板分泌和聚合,減弱了在流動(dòng)狀態(tài)下血小板的緊密連接/聚合以及血小板與白細(xì)胞的相互作用。在這些濃度下,綠原酸大大地降低了血小板炎性介質(zhì)(sP-selectin,sCD40L, CCL5 and IL-1b)的水平,同時(shí)增加血小板內(nèi)cAMP /PKA 激活水平。有趣的是,SQ22536(一種腺苷酸環(huán)化酶抑制劑)及ZM241385(一種很強(qiáng)的腺苷受體拮抗劑)減弱了綠原酸抗血小板激活作用。通過(guò)分子模擬模型發(fā)現(xiàn)綠原酸可作用于腺苷A2A 受體活性位點(diǎn)而不產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)抑制。Fuentes 等的研究表明,綠原酸對(duì)小鼠出血時(shí)間的影響與阿司匹林相比相對(duì)較小,這是非常吸引人的特點(diǎn)??梢钥闯觯壕G原酸能夠抑制人血小板的激活以及血栓的形成,其功能與腺苷A2A 受體/腺苷酸環(huán)化酶/cAMP/PKA 信號(hào)通路相關(guān)。[15]
(7)咖啡生豆和烘焙咖啡提取物對(duì)氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的βTC3 細(xì)胞和脂肪堆積的3T3L1 細(xì)胞分別具有抗氧化和抑制脂肪堆積的作用。咖啡中的綠原酸通過(guò)抑制氧化應(yīng)激表現(xiàn)出高度的抗氧化活性,進(jìn)而具有抗癌、抗糖尿病、抗肥胖等作用。烘焙咖啡引起綠原酸部分降解,部分整合到反應(yīng)產(chǎn)物中,但其仍具有高的抗氧化活性,目前還不清楚通過(guò)攝入生豆或烘焙咖啡是否對(duì)健康產(chǎn)生更有益的促進(jìn)作用。Budryn 等試圖評(píng)價(jià)咖啡烘焙過(guò)程對(duì)綠原酸以及綠原酸酯化程度對(duì)咖啡提取物的生物活性的影響。通過(guò)對(duì)生豆和熟豆粗提物進(jìn)行純化和選擇性分離,運(yùn)用梯度離心和層析等方法得到不同段的提取物。評(píng)價(jià)不同提取物對(duì)體外3T3L1 細(xì)胞脂肪堆積的清除能力和對(duì)氧化應(yīng)激的βTC3 細(xì)胞的抗氧化活性,以及評(píng)價(jià)提取物對(duì)大鼠選擇性生理指標(biāo)的影響。研究結(jié)果表明:烘焙咖啡的提取物特別是水層提取物中的單分子綠原酸和其反應(yīng)產(chǎn)物顯示出最強(qiáng)的清除脂肪細(xì)胞能力及對(duì)βTC3 細(xì)胞抗氧化活性,可作為具有抗氧化應(yīng)激抑制活性的抗腫瘤功能食品。生豆中提取物沒(méi)有表現(xiàn)出抗糖尿病活性和抑制脂肪形成的作用,然而在動(dòng)物體內(nèi)試驗(yàn)中它們降低了甘油三酯、葡萄糖和氧化型谷胱甘肽的含量。這給咖啡生豆的應(yīng)用也提供了新的方向。[16]
(8)綠原酸具有與阿魏酸協(xié)同抑制黃嘌呤氧化酶的活性??Х壬怪械闹饕喾踊衔餅?-咖啡酰奎寧酸(39.92 mg/g dw),全麥面粉中的多酚化合物為反-和順阿魏酸(257 and 165.57 mg/100 g dw, resp.)。綠原酸和阿魏酸都能抑制黃嘌呤氧化酶,而Gawlik-Dziki 等則研究了綠原酸和阿魏酸協(xié)同抑制黃嘌呤氧化酶的作用。從咖啡生豆和全麥面粉中提取的化合物具有少量的協(xié)同作用(CI = 0.92),而具有潛在的生物可給性和利用性的化合物協(xié)同起作用(CI = 0.43 and 0.54, resp.)。從全麥面粉中萃取出的化合物與從咖啡生豆中提取的具有潛在生物利用性的綠原酸化合物以非競(jìng)爭(zhēng)性的方式起活性作用。通過(guò)添加3%~5%咖啡生豆提取物到全麥面粉中可大大增強(qiáng)對(duì)黃嘌呤氧化酶的抑制活性。[17]這也從另一個(gè)角度揭示了咖啡生豆提取物與阿魏酸協(xié)同抑制黃嘌呤氧化酶的功能。
大量研究表明:綠原酸具有潛在的神經(jīng)保護(hù)活性。綠原酸作為多酚類代表性化合物,為最重要和常見(jiàn)的天然產(chǎn)物,具有廣泛的促進(jìn)健康的效應(yīng)包括抗炎和抗氧化活性。大量的研究表明,多酚類化合物有益于中樞神經(jīng)系統(tǒng)健康。從各大數(shù)據(jù)庫(kù)搜索得到的結(jié)果表明:綠原酸是公認(rèn)的最常見(jiàn)的多酚類化合物主要成分之一,存在于不同類型的水果、蔬菜、香料、酒、橄欖油和咖啡中。許多體內(nèi)外的試驗(yàn)研究表明綠原酸具有潛在的神經(jīng)保護(hù)活性。Nabavi 等綜述了咖啡等果蔬中的綠原酸的神經(jīng)保護(hù)作用及其藥理和作用機(jī)制,闡明綠原酸在體內(nèi)體外都具有神經(jīng)保護(hù)作用,是一種對(duì)大腦健康和疾病具有潛在治療作用的物質(zhì)。[18]由此看來(lái),咖啡生豆中的綠原酸在焙烤過(guò)程中的分解無(wú)疑會(huì)造成咖啡中功能活性物質(zhì)資源的極大損失。而綠原酸的有效利用應(yīng)該是咖啡產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的新方向。
隨著人類對(duì)自身健康和對(duì)食品中功能成分的關(guān)注,對(duì)咖啡中的咖啡因、綠原酸等主要成分的活性和健康功能研究日益增多。本文僅就近年咖啡因和綠原酸的一些有益功能進(jìn)展作簡(jiǎn)要評(píng)述,期待能夠一斑窺見(jiàn)全豹,有助于更深刻理解咖啡的健康功能,合理飲用咖啡,保障自身健康,同時(shí)推進(jìn)咖啡產(chǎn)業(yè)的不斷深化發(fā)展。
致謝:三代朱苦拉咖啡豆和其他相關(guān)淵源品種咖啡豆樣品由黃家雄、陳德新、張洪波、萬(wàn)雪君、番啟佑等咖啡專家和朱苦拉咖啡愛(ài)好者提供,在此一并表示衷心感謝!