Se descubrió que tres compuestos recientemente identificados inhiben fuertemente la α-glucosidasa, una enzima que desempeña un papel central en la descomposición de los carbohidratos durante la digestión. Debido a que esta enzima afecta directamente la rapidez con la que los azúcares ingresan al torrente sanguíneo, el descubrimiento apunta a posibles nuevos ingredientes alimentarios funcionales destinados a controlar la diabetes tipo 2.
Los alimentos funcionales ofrecen más que una nutrición básica. Muchos contienen moléculas naturales que pueden favorecer la salud, incluidos compuestos con efectos antioxidantes, neuroprotectores o reductores de la glucosa. Encontrar estas sustancias útiles es difícil porque los alimentos son químicamente complejos. Los métodos de descubrimiento más antiguos pueden ser lentos e ineficientes, lo que ha llevado a los investigadores a adoptar herramientas más avanzadas, como la resonancia magnética nuclear (RMN) y la cromatografía líquida-espectrometría de masas (LC-MS/MS). Estas técnicas son especialmente valiosas para estudiar el café tostado, que contiene una amplia gama de componentes químicos superpuestos.
Un estudio revela el potencial antidiabético del café
Investigadores dirigidos por Minghua Qiu en el Instituto de Botánica de Kunming de la Academia de Ciencias de China, informaron sus hallazgos en Beverage Plant Research. Su trabajo destaca la actividad antidiabética del café, previamente desconocida, y aporta nuevos conocimientos sobre su papel como alimento funcional.
El equipo diseñó un proceso de tres pasos centrado en la actividad para descubrir ésteres de diterpenos bioactivos en granos tostados. café arábica frijoles. Su enfoque tenía como objetivo detectar compuestos tanto comunes como de nivel extremadamente bajo que pudieran inhibir la α-glucosidasa, al tiempo que reducían el uso de disolventes y aceleraban el análisis.
Primero, el extracto diterpénico crudo se separó en 19 fracciones usando cromatografía en gel de sílice. Luego se analizó cada fracción con ^1H NMR y se analizó la inhibición de la α-glucosidasa. Al aplicar el análisis de mapas de calor de conglomerados a los datos de RMN ^1H, los investigadores identificaron Fr.9-Fr.13 como las fracciones más biológicamente activas según patrones distintivos de señales de protones.
Un análisis más detallado de una muestra representativa, Fr.9, utilizando ^13C-DEPT NMR reveló la presencia de un grupo aldehído, lo que confirma hallazgos anteriores. Después de la purificación con HPLC semipreparativa, los científicos aislaron tres ésteres diterpénicos previamente desconocidos, denominados cafaldehídos A, B y C. Sus estructuras químicas se verificaron mediante RMN 1D y 2D junto con espectrometría de masas de alta resolución (HRESIMS).
Efectos más fuertes que un medicamento común para la diabetes
Aunque los tres cafaldehídos diferían en sus componentes de ácidos grasos (ácidos palmítico, esteárico y araquídico), todos mostraron una notable inhibición de la α-glucosidasa. Sus valores de CI₅₀ fueron 45,07, 24,40 y 17,50 µM respectivamente, lo que indica una actividad más fuerte que el fármaco de comparación acarbosa.
Para descubrir compuestos traza adicionales que eran difíciles de detectar utilizando únicamente RMN o HPLC, el equipo aplicó LC-MS/MS a grupos de fracciones combinadas. Luego construyeron una red molecular utilizando GNPS y Cytoscape. Este análisis reveló tres ésteres de diterpeno más previamente desconocidos (compuestos 4-6) que estaban estrechamente relacionados con los cafaldehídos AC. Si bien compartían patrones de fragmentos similares, estas moléculas contenían diferentes ácidos grasos (ácidos magárico, octadecenoico y nodecanoico). Las búsquedas en bases de datos de compuestos existentes confirmaron que estas sustancias no habían sido reportadas antes.
En conjunto, los resultados muestran que esta estrategia integrada de desreplicación es muy eficaz para identificar compuestos estructuralmente diversos y biológicamente significativos en alimentos complejos como el café tostado.
Qué significa esto para los alimentos funcionales y las investigaciones futuras
Los hallazgos sugieren nuevas oportunidades para desarrollar alimentos funcionales o nutracéuticos a base de café que respalden el control de la glucosa y puedan ayudar a controlar la diabetes. Más allá del café, el mismo enfoque de detección de alta precisión y bajo contenido de solventes podría aplicarse a otras fuentes de alimentos complejas para descubrir rápidamente compuestos relacionados con la salud. Los estudios futuros se centrarán en probar los efectos biológicos de los trazas de diterpenos recientemente descubiertos y evaluar su seguridad y eficacia. en vivo.
Introducción
La diabetes tipo 2 es una enfermedad crónica que afecta a millones de personas en todo el mundo. La investigación de nuevos tratamientos y estrategias para controlar la enfermedad es fundamental. Recientemente, un equipo de investigadores liderado por Minghua Qiu en el Instituto de Botánica de Kunming de la Academia de Ciencias de China descubrió que tres compuestos recientemente identificados en el café tostado inhiben fuertemente la α-glucosidasa, una enzima que desempeña un papel central en la descomposición de los carbohidratos durante la digestión. Este descubrimiento apunta a posibles nuevos ingredientes alimentarios funcionales destinados a controlar la diabetes tipo 2.
Alimentos funcionales
Los alimentos funcionales ofrecen más que una nutrición básica. Muchos contienen moléculas naturales que pueden favorecer la salud, incluidos compuestos con efectos antioxidantes, neuroprotectores o reductores de la glucosa. Sin embargo, encontrar estas sustancias útiles es difícil porque los alimentos son químicamente complejos. Los métodos de descubrimiento más antiguos pueden ser lentos e ineficientes, lo que ha llevado a los investigadores a adoptar herramientas más avanzadas, como la resonancia magnética nuclear (RMN) y la cromatografía líquida-espectrometría de masas (LC-MS/MS).
Estudio sobre el café tostado
El equipo de investigación diseñó un proceso de tres pasos centrado en la actividad para descubrir ésteres de diterpenos bioactivos en granos de café arábica tostados. Su enfoque tenía como objetivo detectar compuestos tanto comunes como de nivel extremadamente bajo que pudieran inhibir la α-glucosidasa, al tiempo que reducían el uso de disolventes y aceleraban el análisis. Los resultados mostraron que tres ésteres diterpénicos previamente desconocidos, denominados cafaldehídos A, B y C, inhibían fuertemente la α-glucosidasa.
Efectos de los compuestos
Los tres cafaldehídos diferían en sus componentes de ácidos grasos, pero todos mostraron una notable inhibición de la α-glucosidasa. Sus valores de CI₀ fueron 45,07, 24,40 y 17,50 µM respectivamente, lo que indica una actividad más fuerte que el fármaco de comparación acarbosa. Además, el equipo aplicó LC-MS/MS a grupos de fracciones combinadas y descubrió tres ésteres de diterpeno más previamente desconocidos (compuestos 4-6) que estaban estrechamente relacionados con los cafaldehídos AC.
Implicaciones para los alimentos funcionales y las investigaciones futuras
Los hallazgos sugieren nuevas oportunidades para desarrollar alimentos funcionales o nutracéuticos a base de café que respalden el control de la glucosa y puedan ayudar a controlar la diabetes. Más allá del café, el mismo enfoque de detección de alta precisión y bajo contenido de solventes podría aplicarse a otras fuentes de alimentos complejas para descubrir rápidamente compuestos relacionados con la salud. Los estudios futuros se centrarán en probar los efectos biológicos de los trazas de diterpenos recientemente descubiertos y evaluar su seguridad y eficacia en vivo.
Conclusión
El descubrimiento de los compuestos bioactivos en el café tostado es un paso importante hacia el desarrollo de nuevos ingredientes alimentarios funcionales para controlar la diabetes tipo 2. La investigación sugiere que el café puede ser una fuente valiosa de compuestos con efectos beneficiosos para la salud, y que la aplicación de herramientas avanzadas de análisis puede ayudar a identificar y caracterizar estos compuestos de manera eficiente. Los estudios futuros deben centrarse en evaluar la seguridad y eficacia de estos compuestos en humanos y explorar su potencial como ingredientes en alimentos funcionales y nutracéuticos.
Referencias
- Qiu, M., et al. (2023). Descubrimiento de ésteres de diterpenos bioactivos en café tostado mediante un enfoque integrado de desreplicación. Beverage Plant Research.
- Instituto de Botánica de Kunming de la Academia de Ciencias de China. (2023). Descubrimiento de compuestos bioactivos en café tostado para controlar la diabetes tipo 2.
Palabras clave
- Alimentos funcionales
- Café tostado
- α-glucosidasa
- Ésteres de diterpenos
- Diabetes tipo 2
- Nutracéuticos
- Análisis de alta precisión
- Bajo contenido de solventes
- Investigación de alimentos
- Salud y bienestar.