קפה ערביקה קלוי מסתיר מולקולות אנטי -סוכרתיות חזקות

החוקרים גילו שלושה אסטרים חדשים של קפה דיטרפן, בשם קפלדהידים A, B ו- C, בפולי ערביקה קלויים עם פעילות חזקה -סוכר בדם. באמצעות NMR ו- LC-MS/MS מתקדמים, הצוות זיהה גם שלושה דיטרפנים חדשים נוספים, והדגיש את תפקידו הנסתר של קפה כמזון פונקציונלי.

לִלמוֹד: גילוי מכוון ביו-אקטיבי של דיטרפנואידים בקופאה ערביקה המבסס על רשת מולקולרית 1D NMR ו- LC-MS/MS. קרדיט תמונה: AMENIC181/ShutTerstock.com

מחקר שפורסם לאחרונה בפורסם ב מחקר צמחי משקאות ניתוח ההרכב של קפה דיטרפנים ופעילות פוטנציאלית. החוקרים זיהו שלושה אסטרים חדשים של קפה דיטרפן מפולי קפה ערביקה קלויים, בשם Caffaldehyde A, B, וכן C, עם פעילות מעכבת Alpha-glucosidase משמעותית (ערכי IC₅₀ חזקים יותר מהבקרה החיובית, Acarbose).

מהם מזונות פונקציונליים?

מזונות פונקציונליים הם מזון שלם, מועשר או משופר המציעים יתרונות נוספים מעבר לתזונה בסיסית. מדובר במזונות טבעיים המופיעים באופן טבעי כמו פירות יער או מרכיבים שונה כמו פרוביוטיקה. בנוסף לחומרים מזינים חיוניים, מזונות תפקודיים מספקים חומרים פעילים ביולוגיים רבים לבני אדם. מרכיבים ביו-אקטיביים אלה עשויים להחזיק בתכונות נגד חמצון, הגנה עצבית, היפוגליקמית והורדת שומנים.

קפה הוא אחד המשקאות הנצרכים ביותר ברחבי העולם ונחשב לאחד הצמחים היקרים ביותר מבחינה כלכלית. Arabica (קפה ערביקה) ורובוסטה (קופאה קנפורה) הם מיני קפה פופולריים הנטועים ונסחרים ברחבי העולם. קפה דיטרפנואידים הם רכיבי קפה אופייניים מרכזיים; רובם קיימים כאסטרים של דיטרפן. למרות שנמצאים בשפע 24 חומצות שומן אסטרים אלה, חומצה לינולאית ואסטרי דיטרפן חומצה פלמיטית.

תוכן הקפה דיטרפנואידים משתנה בין מיני קפה שונים. נכון להיום תועדו למעלה מ- 70 סוגים של דיטרפנים קפה. זוהו דיטרפנואידים מסוימים, כמו Kahweol ו- Cafestol, בעלי השפעות נגד סרטן והורדת סוכר בדם. מכיוון שעועית קלויה קפה היא מערכת תערובת מורכבת במיוחד, חשוב לחקור אם קיימים דיטרפנים קפה פעיל אחר.

שיטות אנליטיות לגילוי תרכובות ביו -אקטיביות

מדענים חווים קשיים משמעותיים בחילוץ רכיבים תפקודיים מתמציות מזון מורכבות. ניתוח פיטוכימי מסורתי כולל מספר שלבים, כולל מיצוי, הפרדה, ניתוח מבנה והערכת פעילות, שהם מייגעים, גוזלים זמן ולא תמיד מדויקים.

לעומת זאת, התקדמות טכנולוגית, כגון תהודה מגנטית גרעינית (NMR), כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים נוזליים-מיצוי-פיצוי-גרעין-תהודה מגנטית-גרעינית, ספקטרוסקופיית תהודה של כרומטוגרפיה נוזלית (LC-SPE), Spectrometry Mass-Multage-Multage (LC-M (LC-M (LC-M (LC-M (LC-M (LC-M (LC-M (LC-MS (LC-MS (LC-MS (LC-MS) (LC-M).^נ), וכרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים יחד עם ספקטרומטריה המונית מרובה (MS^נ), יכול לקדם איתור פעילות ביולוגית או ניתוח מטבוליומיקה באופן מואץ יחסית.

NMR ו- LC-MS^נ משמשים בדרך כלל לזיהוי תרכובות ביו -אקטיביות ולהעריך את פעילויותיהם. מדענים משתמשים גם בגישה רשתית מולקולרית מבוססת LC-MS/MS כדי לעקוב אחר תרכובות פעילות. בהתחשב ביתרונות של שיטות אנליטיות אלה, חיבור NMR עם LC-MS/MS יכול להועיל בזיהוי תרכובות ביו-אקטיביות.

על המחקר

המחקר הנוכחי שילב טכנולוגיית NMR ו- LC-MS/MS כדי לזהות אסטרים חדשים של קפה דיטרפן בפולי קפה ערביקה קלויים. המבנה של הדיטרפנים הביואקטיביים הרומניים התאפיין באמצעות ניתוח ספקטרלי. המטרה הייתה למזער את ההפרדה הכרומטוגרפית בכל מקום אפשרי כדי להפחית את השימוש בממסים ומתכלים, מה שהופך את התהליך לחביבות ויעילה יותר לסביבה.

הוצעה תוכנית בת שלושה שלבים; השלב הראשון כלל הכפפת דגימות המשנה ל ¹זיהוי H-NMR וגילוי פעילות. גישת מפת האשכול שימשה לקבוצה ¹נתוני NMR ופעילות ומקרנים את הקבוצות הפעילות. בשלב השני הוקרנו שברים המעניינים ¹³C-dept NMR (שיפור ללא עיוות פחמן על ידי העברת קיטוב העברת תהודה מגנטית גרעינית). כאן, סביר להניח כי שברים שהכי מכילים תרכובות חדשות פעילות טוהרו על ידי HPLC חצי מהווה.

התרכובות המבודדות נקבעו עוד יותר על ידי NMR 2D וספקטרומטריית מסה של יינון אלקטרוס-ריסוס גבוה (HRESIMS), ותפקידיהם אושרו. השלב השלישי כלל רשת מולקולרית מבוססת LC-MS/MS כדי לבחון תרכובות פעילות פוטנציאליות עקבות.

ממצאי לימוד

המחקר הנוכחי חילק את תמצית הדיטרפן של קפה קלוי ל -19 שברים באמצעות כרומטוגרפיה של עמוד סיליקה ג'ל. השברים ' ¹ספקטרום H NMR נותח כדי להשיג את הערך האינטגרלי של האזור האופייני. מפת החום של האשכול יצרה מטריצה ​​עם 19 שורות ו -1,167 עמודים.

על פי תוצאת האשכול המבוססת על ¹נתוני H NMR, שברים חולקו לחמש קבוצות. מכיוון שקבוצת FR.1-fr.3 לא הציגה פעילות מעכבת α- גלוקוזידאז, היא הושמעה מניתוח נוסף. מבין ארבע הקבוצות שהציגו רמות שונות של פעילות מעכבת, FR.9-fr.13 הפעילו פעילות מעכבת מקסימאלית α- גלוקוזידאז.

שילוב מפת חום אשכולות ו ¹נתונים ספקטרליים של H NMR הצביעו על תרכובות ב- FR.9−fr.13 קבוצתית פעילות מעכבת. לאחר מכן, הוערך המדגם הייצוגי FR.9 מהקבוצה הפעילה (FR.9−FR.13) ¹³C מחלקת נתוני NMR, המעידים על אות פחמן אופייני של קבוצות אלדהיד. ניתוח HPLC של מדגם FR.9 הביא לשלושה פסגות כרומטוגרפיות. HPLC חצי מהווה חצי טיהור תרכובות אלה כדי להשיג תרכובות 1-3.

¹ספקטרום H NMR הצביע על נוכחות של שתי קבוצות מתיל, קבוצת מתילן חמצון אחת, שלושה פרוטונים אולפיניים וקבוצת פרוטון אלדהיד אחת. ¹³ספקטרום NMR C-DEPT הדגיש את נוכחותם של 36 אטומי פחמן. ¹³ניתוח C NMR חשף כי תרכובת 1 היא אסתר דיטרפן עם שש עשרה חומצות שומן רוויות פחמן.

לַמרוֹת ¹H nmr ו- ¹³נתוני C NMR של תרכובות 2 ו -3 היו כאחד, ¹³נתוני C NMR ו- HRESIMS הצביעו על כך שתרכובת 2 מחזיקה בשני מתילנים נוספים ותרכובת 3 מכילה ארבעה מתילנים נוספים בשרשרת הארוכה של חומצות שומן בהשוואה לתרכובת 1. בעיקר, תרכובות 1-3 של FR.9 יורדות פעילות מעכבת α- גלוקוזידאז.

שילוב של נתונים אלה עם ה- HRESIMS זיהה שלושה אסטרים אחרים של קפה דיטרפין חדשני: חומצה מגארית, חומצה אוקטדקנונית וחומצה לא-אדקנואית, עם פעילות מעכבת α- גלוקוזידאז.

מסקנות

שלוש תרכובות דיטרפן אסתר חדשות, Caffaldehyde A, B ו- Cעם ערכי IC₅₀ חזקים יותר מ- Acarbose, זוהו מהתמצית הגולמית של קפה ערביקהו בנוסף, שלושה אסתרי דיטרפן קפה חדשים עם פעילות דומה נקבעו באמצעות רשת מולקולרית מבוססת LC-MS/MS. ניתן ליישם את השיטה המוצעת במחקר זה על מנת להפריד בין מטבוליטים פעילים ממוקדים של מזונות אחרים במחקר עתידי, תוך הפחתת שימוש בממס וזמן המחקר.

הורד את עותק ה- PDF שלך עכשיו!