咖啡工业副产物中植物化学物质的生物可及性及其在Caco-2细胞中的抗炎活性研究

本研究针对咖啡加工副产物（Coffea arabica L.）的资源化利用问题，通过模拟胃肠消化模型结合Caco-2细胞炎症模型，首次系统评估了咖啡果皮和粘液层中游离/结合态多酚的生物可及性及抗炎活性。研究发现消化后仍保留生物活性的芦丁、槲皮素-3-糖苷、咖啡因和5-咖啡酰奎宁酸等关键成分，能显著抑制IL-6、IL-8和TNF-α等炎症因子分泌，为开发靶向肠道炎症的功能性食品原料提供了科学依据。

　　

咖啡作为全球消费量第二大的饮品，其工业生产过程中会产生大量果皮、粘液层等副产物，这些"废弃物"实际上富含多酚、生物碱等活性成分。随着循环经济理念的兴起，如何将咖啡副产物转化为高附加值产品成为研究热点。然而，这些植物化学成分能否在人体消化过程中保持稳定？能否被有效吸收并发挥生理功能？这些问题直接关系到其实际应用价值。来自哥斯达黎加大学和美国研究团队在《Journal of Functional Foods》发表的研究，首次对工业湿法加工产生的咖啡副产物进行了系统性探究。

研究人员采用INFOGEST 2.0标准化胃肠消化模型模拟人体消化过程，结合高效液相色谱-质谱联用技术（HPLC-DAD-MS）和Caco-2肠上皮细胞模型，建立了从化学成分分析到生物活性评价的完整研究体系。研究样本为来自哥斯达黎加Tres Ríos地区的Caturra rojo和Catuaí rojo咖啡品种的三个生产批次的果皮和粘液层副产物。

在化学成分表征方面，研究鉴定出33种游离多酚和18种结合态多酚。咖啡因含量最高（果皮400-480 mg/100g），其次是3-咖啡酰奎宁酸（3-CQA）和原花青素二聚体。特别值得注意的是首次在工业副产物中检测到芒果苷（mangiferin）和飞燕草素糖苷（cyanidin glycosides）的存在。通过模拟消化实验发现，二咖啡酰奎宁酸（dicaffeoylquinic acid）和咖啡因表现出惊人的稳定性，生物可及性分别达71-140%和138-204%，表明消化过程可能释放了与基质结合的部分活性成分。

在生物活性研究部分，25 μg GAE/mL的消化后提取物能显著抑制炎症因子分泌。其中咖啡果皮提取物对IL-8的抑制效果最为突出（44-73%），而粘液层提取物对TNF-α的抑制更显著。相关性分析揭示芦丁（rutin）、槲皮素-3-葡萄糖苷（quercetin-3-glucoside）和5-CQA与抗炎效果呈强负相关，提示这些成分可能通过协同作用调控NF-κB等炎症通路。

该研究的创新性在于：首次将工业级咖啡副产物纳入研究体系，突破了以往仅关注实验室规模样品的局限；建立了从消化稳定性到肠道生物活性的完整评价链条；发现芒果苷等非典型咖啡成分可能成为新的功能因子。研究结果为开发抗肠道炎症的功能性食品提供了理论依据，同时为咖啡产业的可持续发展提供了新思路。未来研究需要解决不同生产批次间的成分变异问题，并进一步验证这些成分在动物模型和人体中的实际效果。