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食研汇FTA 04-24

市场价值高达 1.5 亿美元,它是咖啡豆中的宝藏成分!

如果告诉你,每天早上的那杯咖啡里,藏着一种能对抗糖尿病、肝脏损伤甚至保护大脑的 " 神秘物质 ",你会不会多喝一口?近年来,绿原酸这种藏在绿咖啡豆中的成分频频登上《Nutrients》《Molecules》等顶级期刊,凭借其安全性和有效性而受到广泛关注。

咖啡豆中的宝藏成分

绿原酸 ( CGA ) ,又称咖啡单宁酸、3- 咖啡酰奎宁酸,是植物在有氧呼吸过程中通过莽草酸途径产生的一种水溶性多酚苯基丙烯酸酯化合物。这种物质氧化后会变成氯气的绿色,因此被命名为绿原酸。1909 年,Gorter K 首次从生咖啡豆中分离和提取了结晶绿原酸。1932 年 , Fischer 首次确定了绿原酸结构。后来,科学家们发现绿原酸还广泛存在于高等双子叶植物、蕨类植物及多种中药植物中。例如杜仲(含量可达 1%~5.5%)、金银花、桃子、苹果、红薯。

绿原酸结构

绿原酸在生咖啡中的含量非常显著,未烘焙的咖啡豆绿原酸含量高达 543.23(mg/L),随着烘焙程度的增加,绿原酸含量逐渐降低并降解产生苦味物质(如咖啡酸、奎宁酸内酯)。这些物质的生成使得咖啡呈现出苦味和酸味,适量的绿原酸水解可以带来愉悦的醇苦味,赋予咖啡独特的风味,然而,如果绿原酸水解过度,会导致苦涩味过重,因此,烘焙师在烘焙过程中需要仔细调整绿原酸的水解程度,以找到酸苦与醇苦味的平衡,确保咖啡风味的复杂性和层次感。

图源:pixabay

绿原酸的更多功效

绿原酸不仅是咖啡豆中含量较高的风味物质,还具有降压、利胆、抗糖尿病、保护神经等多种有益功效。

降血压:

绿原酸以剂量依赖性方式降低自发性高血压大鼠 ( SHR ) 的血压。从机制上讲,绿原酸介导的血管扩张可以通过抑制 NADPH 氧化酶 ( NOX ) 的活性、抑制自由基氧的生成和增加一氧化氮来实现,从而减轻 SHR 的内皮功能障碍。一氧化氮合酶 ( NOS ) 、COX 和内皮衍生的高极化因子 ( EDHF ) 通路参与了绿原酸介导的血管扩张。

缓解糖尿病:

在 STZ 诱导的糖尿病大鼠中,绿原酸(5mg/kg/ 天,45 天)与四氢姜黄素(80mg/kg/ 天,45 天)联合使用可以减轻 STZ 诱导的与糖异生(G6P 酶和果糖 -1,6- 二磷酸酶)和糖酵解(葡萄糖激酶和己糖激酶)相关的酶的异常,从而降低血糖和糖基化血红蛋白水平,并升高胰岛素、C 肽、血红蛋白和糖原水平。

绿原酸可减轻糖尿病肾病大鼠模型中肾小球肥大和增生以及系膜细胞扩张,降低肾脏丙二醛水平,增加抗氧化剂(如 SOD、CAT 和 GSH-Px),并降低与氧化和炎症相关的因子(如 IL-6、TNF- α、COX-2 和 IL-1 β)。另外在糖尿病小鼠中,绿原酸通过恢复耳蜗毛细胞的功能和保护外耳道,缓解了糖尿病周围神经病变引起的听觉功能障碍。

护肝:

绿原酸可以激活 Nrf2 并抑制 TLR4/NF- κ B 信号级联,降低血清肝酶活性、氧化和炎症,并减轻亚砷酸钠、铅、镉等金属和化学物质引起的肝损伤。CGA 通过抑制细胞凋亡和氧化、改善肝脏炎症、激活 Nrf2、促进线粒体自噬以及抑制细胞色素 P450 等代谢酶的活性来减轻对乙酰氨基酚引起的肝损伤,改善由他莫昔芬、甲氨蝶呤等药物引起的肝毒性。

保护神经:

绿原酸及其代谢物被认为能够穿过血脑屏障并对神经系统产生影响。绿原酸通过抑制脂质过氧化、增强抗氧化活性、减轻线粒体功能障碍和 DNA 分解来抑制镉诱导的大鼠脑损伤。此外,绿原酸对中枢神经细胞还具有保护作用。动物实验表明,绿原酸通过降低体内海马、额叶皮质乙酰胆碱酯酶活性及丙二醛含量来改善记忆能力和认知功能障碍。

减肥:

绿原酸的相关应用

Verified market research 数据显示,2024 年绿原酸市场规模价值为 1.5019 亿美元,预计 2031 年将达到 2.0382 亿美元,2024 年至 2031 年预测期内的复合年增长率为 3.89% 。

图源:amazon

在日本,绿原酸被视为天然抗氧化剂添加至减肥产品、降糖保健品中。生コーヒークロロゲン酸是日本的一款畅销产品,其原料包括绿咖啡豆中的绿原酸、糊精、黑胡椒提取物,可以减少肥胖人群的腹部脂肪(内脏脂肪)和体重,有助于增强身体燃烧卡路里的能力。

图源:乐天

从 19 世纪的偶然发现到 21 世纪的多场景应用,绿原酸的研究跨越了 100 多年。它在抗氧化、抗炎和代谢调控的潜力正被逐步挖掘。未来,随着生物技术和临床验证的突破,绿原酸或将为我们带来更多惊喜。

[ 2 ] Sascha Behne, Heike Franke, Steffen Schwarz, Dirk W Lachenmeier .Risk Assessment of Chlorogenic and Isochlorogenic Acids in Coffee By-Products.Molecules. 2023 Jul 20;28 ( 14 ) :5540. doi: 10.3390/molecules28145540

[ 3 ] 雷燕妮,张小斌,李多伟 .《杜仲叶提取绿原酸的工业化生产工艺优化》

[ 4 ] https://www.verifiedmarketresearch.com/product/chlorogenic-acid-market/

封面图源自 pixabay,图片网址 :

https://pixabay.com/zh/photos/coffee-nature-texture-food-organic-8066888/

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