커피 화합물이 실험실 테스트에서 당뇨병 치료제보다 우수한 효과를 보였다.

볶은 커피에 숨겨진 화합물이 차세대 혈당 조절 기능성 식품이 될 수 있다. (사진 제공: Shutterstock)

새롭게 확인된 세 가지 화합물이 소화 과정에서 탄수화물을 분해하는 데 핵심적인 역할을 하는 효소인 α-글루코시다아제를 강력하게 억제하는 것으로 나타났습니다. 이 효소는 당이 혈류로 흡수되는 속도에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 이번 발견은 제2형 당뇨병 관리를 위한 새로운 기능성 식품 성분 개발 가능성을 시사합니다.

기능성 식품은 기본적인 영양소 이상의 것을 제공합니다. 많은 기능성 식품에는 항산화, 신경 보호 또는 혈당 강하 효과를 비롯한 건강 증진에 도움이 될 수 있는 천연 분자가 함유되어 있습니다. 식품의 화학적 구성이 복잡하기 때문에 이러한 유익한 물질을 찾는 것은 쉽지 않습니다. 기존의 발견 방법은 시간이 오래 걸리고 비효율적이어서 연구자들은 핵자기 공명(NMR) 및 액체 크로마토그래피-질량 분석법(LC-MS/MS)과 같은 더욱 발전된 도구를 도입하게 되었습니다. 이러한 기술은 특히 다양한 화학 성분이 중첩되어 존재하는 볶은 커피를 연구하는 데 매우 유용합니다.

연구 결과, 커피에 항당뇨 효과가 있는 것으로 밝혀졌습니다.

중국과학원 쿤밍식물연구소의 추밍화 연구팀이 음료식물연구(Beverage Plant Research)에 연구 결과를 발표했습니다. 이번 연구는 커피에 숨겨진 항당뇨 효과가 있음을 밝히고 기능성 식품으로서 커피의 역할에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.

연구팀은 볶은 아라비카 커피 콩 에서 생리활성 디테르펜 에스테르를 찾아내기 위해 3단계 활성 중심 공정을 설계했습니다 . 이 접근 방식은 α-글루코시다아제를 억제할 수 있는 일반적인 화합물과 극소량의 화합물을 모두 검출하는 동시에 용매 사용량을 줄이고 분석 속도를 높이는 것을 목표로 했습니다.

먼저, 조디테르펜 추출물을 실리카겔 크로마토그래피를 이용하여 19개의 분획으로 분리하였다. 각 분획에 대해 ¹H NMR 분석을 실시하고 α-글루코시다아제 저해 활성을 검사하였다. 연구진은 ¹H NMR 데이터에 클러스터 히트맵 분석을 적용하여, 뚜렷한 양성자 신호 패턴을 기반으로 Fr.9~Fr.13이 생물학적 활성이 가장 높은 분획임을 확인하였습니다.

대표 시료인 Fr.9에 대한 ^13C-DEPT NMR 추가 분석 결과, 알데히드기가 존재함이 확인되어 이전 연구 결과를 뒷받침했습니다. 반준비용 HPLC를 이용한 정제 과정을 통해, 연구진은 이전에 알려지지 않았던 세 가지 디테르펜 에스테르인 카팔데히드 A, B, C를 분리해냈습니다. 이들의 화학 구조는 1D 및 2D NMR과 고해상도 질량 분석법(HRESIMS)을 통해 검증되었습니다.

일반 당뇨병 치료제보다 더 강력한 효과

세 가지 카팔데하이드 화합물은 지방산 성분(팔미트산, 스테아르산, 아라키돈산)에서 차이를 보였지만, 모두 주목할 만한 α-글루코시다아제 억제 효과를 나타냈다. 이들의 IC₅₀ 값은 각각 45.07, 24.40, 17.50 μM로, 비교 약물인 아카보스보다 강력한 활성을 보였습니다.

NMR이나 HPLC만으로는 검출하기 어려웠던 미량 화합물을 추가로 찾아내기 위해, 연구팀은 여러 분획물을 합쳐 LC-MS/MS 분석을 실시했습니다. 그런 다음 GNPS와 Cytoscape를 이용하여 분자 네트워크를 구축했습니다. 이 분석을 통해 카팔데하이드 AC와 유사한 세 가지 새로운 디테르펜 에스테르(화합물 4-6)를 발견했습니다. 이 분자들은 유사한 단편 패턴을 공유했지만, 각각 다른 지방산(마가르산, 옥타데세노산, 노나데칸산)을 함유하고 있었습니다. 기존 화합물 데이터베이스를 검색한 결과, 이 물질들은 이전에 보고된 적이 없는 것으로 확인되었습니다.

종합적으로 볼 때, 이러한 통합적인 중복 제거 전략은 볶은 커피와 같은 복잡한 식품에서 구조적으로 다양하고 생물학적으로 의미 있는 화합물을 식별하는 데 매우 효과적이라는 것을 결과는 보여줍니다.

기능성 식품 및 향후 연구에 미치는 영향은 무엇일까요?

이번 연구 결과는 혈당 조절을 돕고 당뇨병 관리에 기여할 수 있는 커피 기반 기능성 식품 또는 건강기능식품 개발에 새로운 가능성을 제시합니다. 커피뿐만 아니라, 동일한 저용매 고정밀 스크리닝 방법을 다른 복합 식품에도 적용하여 건강 관련 화합물을 신속하게 발굴할 수 있습니다. 향후 연구에서는 새로 발견된 미량 디테르펜의 생물학적 효과를 검증하고 생체 내 안전성과 효능을 평가할 예정입니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/01/260110211224.htm