咖啡中加奶可增强多酚对免疫细胞炎症的抑制作用

2023-02-15 00:00:00
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核心提示:研究人员曾经在对比了拿铁和黑咖啡后发现,往咖啡中添加牛奶不仅降低了咖啡因含量,牛奶还增强了咖啡中绿原酸的效果,具有增强记忆,延缓大脑衰老的功效。

  关于喝咖啡时到底加不加奶的问题,日本静冈大学的研究人员曾经在对比了拿铁和黑咖啡后发现,往咖啡中添加牛奶不仅降低了咖啡因含量,牛奶还增强了咖啡中绿原酸的效果,具有增强记忆,延缓大脑衰老的功效。而现在,哥本哈根大学的一项研究指出,牛奶中的蛋白质和咖啡中的多酚结合后,可增强多酚对免疫细胞炎症的抑制作用。

  当细菌、病毒等有害刺激进入身体组织时,免疫系统会发生一系列的反应,派遣炎症细胞攻击病原体及修复受损组织。这是一种先天免疫机制,对不同的病原体不具有特异性。若炎症反应不足,将会使得有害刺激持续破坏身体组织,进而威胁到生物体的生存。相反,过度的炎症反应则与多种疾病有关,如花粉过敏、动脉粥样硬化、银屑病、类风湿性关节炎等。新冠病毒感染后出现重症,也与免疫系统过度激活导致的细胞因子风暴有关。炎症反应还与癌症、糖尿病、阿尔兹海默病有关。

  有多种生活方式可以减少体内的慢性炎症,包括均衡饮食、适度运动、充足睡眠和管理压力等。2020年,哈佛大学展开的一项研究发现,摄入不同的食物将影响体内炎症状况。在跟踪调查了超过21万名美国居民24年至32年不等的时间后,研究人员发现,经常吃促炎食物的人,其体内炎症生物标志物的水平普遍上升,发生心血管病、冠心病、中风的风险也相比经常吃抗炎食物的人,分别增加了38%、46%、28%。


  图1 促炎饮食与指示较高的全身、血管、代谢炎症及不利的脂质分布的生物标志物显著相关(图源:[2])

  多酚是一类在植物性食物中发现的有机化合物,具有很强的抗氧化作用,能够通过减少引起炎症的氧化应激来促进人体健康。多酚类物质也大量存在于咖啡豆中,包括咖啡酸(caffeic acid,CA)和绿原酸(Chlorogenic acid,CGA)等。然而,多酚与食物中的其他分子,比如牛奶中的蛋白质,相结合后会发生什么,相关的研究还不是很多。

  为此,哥本哈根大学食品科学系和兽医与动物科学系的研究人员,进行了合作,对多酚与氨基酸结合后的影响进行了研究。相关结果以“Phenolic Acid–Amino Acid Adducts Exert Distinct Immunomodulatory Effects in Macrophages Compared to Parent Phenolic Acids”为题,发表于the Journal of Agricultural and Food Chemistry。


  图2 研究成果(图源:[3])

  研究人员人为诱导了免疫细胞的炎症反应,并对其施加不同剂量的CA/CGA或CA/CGA-氨基酸加合物(Adducts)。加合物是当两个或多个分子聚集在一起时产生的产物。

  与以往的研究一致,CA和CGA抑制了炎症反应,特别是活性氧、前列腺素E2以及细胞因子白细胞介素6(IL-6)和肿瘤坏死因子(TNF)的产生。而CA/CGA与半胱氨酸(Cys)结合时,抗炎作用得到了提升。具体而言,浓度为50μM和100μM的CA–Cys对IL-6产生的抑制分别为21%和49%,与相同浓度的CA抑制水平接近(26%和62%);但浓度为10、50和100μM的CGA–Cys分别抑制了60%,64%和60%的IL-6分泌,相较于对应浓度的CGA(27%、33%和38%),抗炎效果翻番。另一种炎症因子TNF-α上也观察到了相似的效应。



  图3 多酚、多酚-氨基酸加合物对IL-6和TNF的抑制效果(图源:[3])

  那么,当咖啡和牛奶两种饮品相遇,会发生什么呢?研究人员在另一项发表于Food Chemistry的支持研究“Covalent bonding between polyphenols and proteins: Synthesis of caffeic acid-cysteine and chlorogenic acid-cysteine adducts and their quantification in dairy beverages”中证明,往未加热的牛奶中添加CA和CGA,即可在微摩尔范围内检测到上述加合物。而在市面上出售的含有咖啡提取物和牛奶蛋白质的商业饮料中也检测到了CA-Cys和CGA-Cys。


  图4 研究成果(图源:[4])

  “我们的结果表明,多酚和蛋白质之间的反应也发生在一些加牛奶的咖啡饮料中。事实上,反应发生得如此之快,以至于目前为止我们考察过的任何食物都难以避免。”哥本哈根大学食品科学系教授、研究的负责人Marianne Nissen Lund表示,“可以想象,类似的事情也会发生在例如带有蔬菜的肉类菜肴或冰沙中。”

  另外,鉴于多酚的种种健康价值,如何在食品中添加适量的多酚以达到最佳质量也备受关注。该研究对此也具有启示作用。Marianne Nissen Lund说:“因为人类不会吸收那么多的多酚,许多研究人员正在研究如何将多酚封装在蛋白质结构中,以提高它们在体内的吸收。这种策略有望进一步增强多酚的抗炎作用。”

  参考资料:

  [1]Nehlig, A. Effects of Coffee on the Gastro-Intestinal Tract: A Narrative Review and Literature Update. Nutrients 2022, 14, 399. https://doi.org/10.3390/nu14020399

  [2]Li J, Lee DH, Hu J, et al. Dietary Inflammatory Potential and Risk of Cardiovascular Disease Among Men and Women in the U.S. J Am Coll Cardiol. 2020 Nov 10;76(19):2181-2193. doi: 10.1016/j.jacc.2020.09.535.

  [3]Liu J, Poojary MM, Zhu L, et l. Phenolic Acid-Amino Acid Adducts Exert Distinct Immunomodulatory Effects in Macrophages Compared to Parent Phenolic Acids. J Agric Food Chem. 2023 Jan 30. doi: 10.1021/acs.jafc.2c06658.

  [4]Poojary MM, Hellwig M, Henle T, et al. Covalent bonding between polyphenols and proteins: Synthesis of caffeic acid-cysteine and chlorogenic acid-cysteine adducts and their quantification in dairy beverages. Food Chem. 2023 Mar 1;403:134406. doi: 10.1016/j.foodchem.2022.134406.

  [5]https://science.ku.dk/english/press/news/2023/coffee-with-milk-may-have-an-anti-inflammatory-effect/

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