咖啡不仅是提神饮品,更富含多种有益成分。本文从绿原酸的角度出发,系统梳理咖啡的健康价值。绿原酸作为一种关键抗氧化物质,广泛存在于咖啡生豆中,具有抗菌、抗病毒、保护心血管等多重生物活性。文章详细介绍了绿原酸的化学结构、植物来源、医学应用及毒性,并对比了不同咖啡品种与烘焙度下绿原酸含量的变化。最后,结合萃取实验数据,给出日常饮用咖啡的实用建议。无论你是咖啡爱好者还是关注健康饮食的读者,都能从中获得科学、客观的咖啡认知。
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在《咖啡无罪的101个理由中》一书中,国内知名健康教育专家、心血管病专家胡大一教授及其合作者通过研究指出,咖啡属于一种功能性食品,含有丰富的抗氧化物质。目前,研究者已从咖啡中分离出超过1500种物质,其中约800种对人体健康有益,另有700种既无益处也无害处。
绿原酸,又称咖啡鞣酸,是由咖啡酸与奎尼酸缩合而成的缩酚酸,别名咖啡单宁酸,化学名为3-O-咖啡酰奎酸,分子式为C16H18O9,分子量354.30。它是植物在有氧呼吸过程中通过莽草酸途径生成的一种苯类化合物。绿原酸在高等双子叶植物和蕨类植物中分布广泛,主要存在于忍冬科忍冬属、菊科蒿属等植物中。含量较高的植物包括杜仲、金银花、向日葵、继木、咖啡和可可树等。此外,苹果、梨、土豆、马铃薯、大豆、小麦、绿茶等日常食物中也含有绿原酸类物质。
绿原酸具有较为广谱的抗菌作用,但在体内会被蛋白质灭活。与咖啡酸类似,口服或腹腔注射绿原酸可提升大鼠的中枢兴奋性,增加大鼠和小鼠的小肠蠕动以及大鼠子宫的张力。它还具有利胆功效,能促进大鼠胆汁分泌。中药金银花的主要抗菌、抗病毒有效药理成分之一便是绿原酸。
一、哪些植物中含有绿原酸
杜仲科植物杜仲的叶,忍冬科植物忍冬、红腺忍冬、山银花或毛花柱忍冬的干燥花蕾或初开的花,蔷薇科植物英国山楂的果实,千屈菜科植物千屈菜的花,无患子科植物坡柳,水龙骨科植物欧亚水龙骨的根茎,马鞭草科植物假败酱的根,十字花科植物卷心菜的茎和叶,蓼科植物扁蓄的全草,茜草科植物篷子菜的全草,忍冬科植物蒴翟的全草,旋花科植物红薯的叶,茜草科植物小果咖啡、中果咖啡及大果咖啡的种子,菊科植物牛蒡的叶和根,均含有绿原酸。
二、绿原酸的化学及物理性状
绿原酸是由咖啡酸与奎尼酸形成的酯,其分子结构中含有酯键、不饱和双键及多元酚三个不稳定部分。Microherb的研究表明,在从植物中提取绿原酸的过程中,常因水解和分子内酯基迁移而发生异构化。由于绿原酸结构特殊,可利用乙醇、丙酮、甲醇等极性溶剂从植物中提取,但因其本身不稳定,提取时不能高温、强光及长时间加热。建议避光密封低温保存。绿原酸供试液置于棕色瓶、冰箱(2℃)中保存时最为稳定。
绿原酸半水合物为针状结晶,110°时变为无水化合物,熔点208°,25°水中溶解度为4%,热水中溶解度更大。绿原酸易溶于乙醇和丙酮,极微溶于醋酸乙酯。咖啡豆在烘焙过程中,当炉内温度超过208°后,绿原酸开始裂变为次绿原酸,这是一种极苦物质,也是深烘焙咖啡重苦味的主要来源之一。
根据咖啡酰在奎尼酸上的结合部位和数目不同,理论上单咖啡酰奎尼酸和二咖啡酰奎尼酸组成的绿原酸异构体共有10种,分别为:1-咖啡酰奎尼酸、3-咖啡酰奎尼酸、4-咖啡酰奎尼酸、5-咖啡酰奎尼酸、1,3-二咖啡酰奎尼酸、1,4-二咖啡酰奎尼酸、1,5-二咖啡酰奎尼酸、3,4-二咖啡酰奎尼酸、3,5-二咖啡酰奎尼酸、4,5-二咖啡酰奎尼酸。但截至目前,从植物中发现的绿原酸异构体有以下几种:绿原酸(5-咖啡酰奎尼酸)、隐绿原酸(4-咖啡酰奎尼酸)、新绿原酸(3-咖啡酰奎尼酸)、异绿原酸A(3,5-二咖啡酰奎尼酸)、异绿原酸B(3,4-二咖啡酰奎尼酸)、异绿原酸C(4,5-二咖啡酰奎尼酸)、莱蓟素(1,3-二咖啡酰奎尼酸)。
三、绿原酸的医学价值及应用
绿原酸具有广泛的生物活性,现代科学对其研究已深入食品、保健、医药和日用化工等多个领域。绿原酸作为一种重要的生物活性物质,具有抗菌、抗病毒、增高白血球、保肝利胆、抗肿瘤、降血压、降血脂、清除自由基和兴奋中枢神经系统等作用。
1、抗菌、抗病毒
杜仲绿原酸有较强的抗菌消炎作用,桃叶珊瑚苷及其多聚体有明显的抑菌效果,桃叶珊瑚苷元对革兰氏阴性菌和阳性菌均有抑制作用。桃叶珊瑚苷能抑菌、利尿,并促进伤口愈合;桃叶珊瑚苷与葡萄糖苷一起预培养后还会产生明显的抗病毒作用,但其本身并不具备抗病毒功能。日本爱知医科大学加龄医科学研究所经研究确认,从杜仲中提取的碱性物质具有抗破坏人体免疫系统病毒的功能,这种物质有望用于预防和治疗艾滋病。
2、抗氧化作用
绿原酸是一种有效的酚型抗氧化剂,其抗氧化能力强于咖啡酸、对羟苯酸、阿魏酸、丁香酸、丁基羟基茴香醚(BHA)和生育酚。绿原酸之所以能抗氧化,是因为它含有一定量的R-OH基,能形成具有抗氧化作用的氢自由基,以消除羟基自由基和超氧阴离子等自由基的活性,从而保护组织免受氧化损害。
3、清除自由基、抗衰老、抗肌肉骨骼老化
绿原酸及其衍生物的自由基清除效果比抗坏血酸、咖啡酸和生育酚(维生素E)更强,可有效清除DPPH自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基,还能抑制低密度脂蛋白的氧化。绿原酸对清除体内自由基、维持细胞正常结构和功能、防止和延缓肿瘤突变及衰老具有重要作用。杜仲绿原酸含有一种能促进人体皮肤、骨骼、肌肉中胶蛋白合成与分解的特殊成分,具有促进代谢、防止衰退的功能,可用于预防宇航员因太空失重引起的骨骼和肌肉衰退。研究还发现,杜仲绿原酸无论在体内还是体外,均有明显的抗自由基作用。
4、抑制突变和抗肿瘤
现代药理实验证明,杜仲绿原酸有抗癌和抑癌功效。日本学者研究了杜仲绿原酸的变异原性抑制作用,发现该作用与绿原酸等抗变异原性成分有关,揭示了绿原酸对肿瘤预防的重要意义。
蔬菜、水果中的多酚类如绿原酸、咖啡酸等,可通过抑制活化酶来抑制致癌物黄曲霉毒素B1和苯并[a]-芘的变异原性;绿原酸还能通过降低致癌物的利用率及其在肝脏中的运输来达到防癌、抗癌效果。绿原酸对大肠癌、肝癌和喉癌具有显著抑制作用,被认为是癌症的有效化学防护剂。
5、对心血管保护作用
绿原酸作为一种自由基清除剂及抗氧化剂,已被大量试验证明具有保护心血管系统的生物活性。异绿原酸B对大鼠具有较强促进前列腺环素(PGI2)释放和抗血小板凝集作用;对豚鼠肺碎片感应的抗体诱导SRS-A释放抑制率达62.3%。异绿原酸C也有促进PGI2释放的作用。此外,异绿原酸B对血小板学栓素的生物合成和氢过氧化无诱发的内皮素损伤有极强的抑制作用。
6、降压作用
经多年临床试验证实,杜仲绿原酸有明显的降压作用,且疗效平稳,无毒、无副作用。美国威斯康星大学研究发现,杜仲降血压的有效成分是松酯醇二葡萄糖苷、桃叶珊瑚甙、绿原酸和杜仲绿原酸多糖类。
7、其它生物活性
由于绿原酸对透明质酸及葡萄糖-6-磷酸酶有特殊的抑制作用,因此它对创伤愈合、皮肤健康湿润、润滑关节、防止炎症以及体内血糖平衡调控等都有一定疗效。绿原酸对多种疾病和病毒还有较强的抑制和杀灭作用。绿原酸有降血压、抗菌、抗病毒、消炎、增高白血球、预防糖尿病、显著增加胃肠蠕动和促进胃液分泌等药理作用,对急性咽喉炎症有明显疗效。研究表明,口服绿原酸能显著刺激胆汁分泌,具有利胆保肝功效;它还能有效抑制H2O2引起的大鼠红细胞溶血作用。
四、绿原酸的药理毒性
绿原酸对人有致敏作用,吸入含有本品的植物尘埃后,可能发生气喘、皮炎等过敏症状。但口服无此反应,因为绿原酸可被小肠分泌物转化成无致敏活性的物质。绿原酸毒性很小,对幼大鼠灌服的LD50大于1g/kg,腹腔注射大于0.25g/kg。因此口服和注射均不会过敏。
五、喝什么样的咖啡最健康
从上可以看出,咖啡中的绿原酸含量最高是在咖啡生豆中,但它不易溶于水,不易析出。经过烘焙的咖啡豆,结构变得疏松,呈海绵状,包括绿原酸在内的咖啡有效物质及风味物质容易在热水和压力下萃取。
罗伯斯塔咖啡品种的绿原酸含量约在7-10%,而阿拉比卡咖啡的绿原酸含量在5-8%。经过烘焙后,绿原酸含量会显著降低,且不能在普通咖啡制作过程中完全萃取出来。经医药实验检测,每100克中度烘焙(咖啡烘焙到208°内出炉)的纯阿拉比卡品种(日晒耶加雪菲G1)咖啡粉中,可检出有效绿原酸低于3%;通过细研磨(日本鬼齿磨2研磨度),90°左右热水浸泡3分钟(法压壶萃取),粉水比1:15,咖啡液体中的绿原酸含量已经低于1%,且根据咖啡研磨度、水分比、冲泡时间等参数的不同而不同。因此,通过杭州咖啡梦想学院、诗夏精品咖啡委托浙江医科大学、浙江中医药大学相关医药实验室检测,要摄入药用当量的绿原酸,大约需要每天摄入50克以上的咖啡粉冲泡而成的咖啡,也就是手冲咖啡约200ml的杯量,4杯,对我们的身体具有较好的营养保健、抗氧化作用。
当然,以上内容是在非严格意义上的医药实践获取,且每个人的个体情况不同,尤其在正常手冲咖啡(其他咖啡萃取手段也是如此)中,咖啡粉中的绿原酸析出时,咖啡因等容易让摄入者产生较大身体反应的物质也同时被析出。因此,虽然绿原酸的健康意义重大,也不可忽略咖啡因对身体的刺激作用。如因过量喝咖啡后,咖啡因可能使人体植物神经、心脏、肾脏等造成较大负担。
不过,毫无疑问,烘焙太深的咖啡,无论在咖啡营养物质上,还是咖啡风味上,都会有较大的损失。消费者在选择咖啡时,建议适当多家选择中度烘焙的精品咖啡。
以上内容由咖啡资讯网站 CoffeeHunters 编译.