تم العثور على ثلاث مركبات محددة حديثًا وجدت أنها تثبط بشكل قوي ألفا جلوكوسيداز، وهي إنزيم يلعب دورًا مركزيًا في تحلل الكربوهيدرات أثناء الهضم. نظرًا لأن هذا الإنزيم يؤثر مباشرة على سرعة دخول السكريات إلى الدورة الدموية، فإن هذا الاكتشاف يشير إلى مكونات غذائية وظيفية جديدة محتملة تهدف إلى إدارة السكري من النوع 2.
يوفر الأطعمة الوظيفية أكثر من التغذية الأساسية. تحتوي العديد منها على جزيئات موجودة طبيعيًا قد تدعم الصحة، بما في ذلك مركبات بتأثيرات مضادة للأكسدة، وحماية الأعصاب، أو خفض مستويات الجلوكوز. يُعتبر العثور على هذه المواد المفيدة صعبًا لأن الأطعمة معقدة كيميائيًا. يمكن أن تكون طرق الاكتشاف القديمة بطيئة وغير فعالة، مما أجبر الباحثين على اعتماد أدوات أكثر تطورًا مثل الرنين المغناطيسي النووي (NMR) وكروماتوغرافيا السائل-كتلة (LC-MS/MS). تكون هذه التقنيات قيمة بشكل خاص لدراسة القهوة المحمصة، التي تحتوي على مجموعة واسعة من المكونات الكيميائية المتداخلة.
الدراسة تكشف عن الإمكانات المضادة للسكري في القهوة
أفاد الباحثون بقيادة Minghua Qiu في معهد كونمينغ لعلم النبات، من أكاديمية العلوم الصينية، عن نتائجهم في بحث عن مصنع المشروبات. يسلط عملهم الضوء على النشاط المضاد للسكري الذي لم يكتشف من قبل في القهوة ويضيف معرفة جديدة عن دورها كمكون غذائي وظيفي.
صمم الفريق عملية ثلاثية الخطوات تركز على النشاط لاكتشاف استرات الديتربين الحيوية في حبوب Coffea arabica المحمصة. كانت نهجهم يهدف إلى اكتشاف المركبات الشائعة وغير المستوى المنخفض بما يمكنها من تثبيط ألفا جلوكوسيداز، بالإضافة إلى تقليل استخدام المذيبات وتسريع عملية التحليل.
أولاً، تم تقسيم استخراج الديتربين الخام إلى 19 كسر باستخدام كروماتوغرافيا الجيل السيليكي. ثم تم تحليل كل كسر باستخدام ^1H NMR واختباره لتثبيط ألفا جلوكوسيداز. من خلال تطبيق تحليل الصور الحرارية للعنصر ^1H NMR، تعرف الباحثون على الفئات Fr.9-Fr.13 كالأكثر نشاطًا حيويًا بناءً على أنماط إشارة البروتون المميزة.
بعد ذلك تم تحليل عينة ممثلة، Fr.9، باستخدام ^13C-DEPT NMR للكشف عن وجود مجموعة ألدهيد، مما يؤكد النتائج السابقة. بعد التنقية بواسطة HPLC شبه التحضيري، قام العلماء بعزل ثلاث استرات ديتربين غير معروفة سابقًا، أطلق عليها اسم caffaldehydes A وB وC. تم التحقق من هياكلها الكيميائية من خلال NMR ذات البعد الواحد والبعدين بالإضافة إلى التحليل بالتحليل الطيفي للكتلة عالية الدقة (HRESIMS).
تأثيرات أقوى من دواء السكري الشائع
على الرغم من اختلاف الثلاثة caffaldehydes في مكونات الأحماض الدهنية (حمض بالميتيك وستياريك وأراكيديك)، إلا أن كل منهم اظهر تثبيطًا ملحوظًا لألفا جلوكوسيداز. كانت قيم IC₅₀ لها 45.07 و 24.40 و 17.50 ميكرومولار على التوالي، مما يشير إلى نشاط أقوى من الدواء المقارن اكاربوز.
لفتح الكشف عن مركبات الاثر التي كان من الصعب اكتشافها باستخدام تقنيات NMR أو HPLC وحدها، قام الفريق بتطبيق LC-MS/MS على مجموعات كسر مدموجة. ثم بنوا شبكة جزيئية باستخدام GNPS وCytoscape. كشف هذا التحليل عن ثلاثة استرات ديتربين أخرى غير معروفة سابقًا (مركبات 4-6) ترتبط ارتباطًا وثيقًا بـ caffaldehydes A-C. بينما تحتوي هذه الجزيئات على أنماط تشظ فات مماثلة، إلا أنها تحتوي على أحماض دهنية مختلفة (حمض مغاريك وأوكتاديسينويك ونونادكينويك). أكدت البحث في قواعد بيانات المركبات الحالية أن هذه المواد لم تُبلغ عنها من قبل.
معًا، تظهر النتائج أن هذه الاستراتيجية المتكاملة لاكتشاف التكرارات فعالة للغاية في تحديد المركبات ذات التنوع الهيكلي والمعنوي في الأطعمة المعقدة مثل القهوة المحمصة.
ماذا يعني هذا بالنسبة للأطعمة الوظيفية والبحوث المستقبلية
تشير النتائج إلى فرص جديدة لتطوير أطعمة وظيفية أو مكملات غذائية تعتمد على القهوة تدعم السيطرة على الجلوكوز وقد تساعد في إدارة السكري. بحلول إلى جانب القهوة، يمكن تطبيق نفس النهج للفحص منخفض المذيب ومرتفع الدقة على مصادر أطعمة معقدة أخرى لاكتشاف بسرعة المركبات ذات الصلة بالصحة. ستركز الدراسات المستقبلية على اختبار التأثيرات البيولوجية للديتربينات تحت الدراسة حاليًا وتقييم سلامتها وفعاليتها in vivo.
