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回收咖啡渣用于科学研究

探索煮沸过的咖啡渣的创新用途,展示其在制药和食品保鲜领域的潜力。

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图片来源:Scott Schiller (schill/Flickr) 您是否曾想过,您正要扔掉的咖啡渣能否有更好的用途?许多科学家都曾考虑过,并提出了从生物能源到食品和制药行业的各种用途[1-3]。一些提议涉及从咖啡渣中回收感兴趣的化学物质,但意大利和西班牙研究人员的合作表明,咖啡渣的残渣本身对科学界同样有用。在这项研究中,咖啡渣经过沸腾的盐酸处理,产生了一种黑色粉末,具有很高的抗氧化能力。对这种粉末的分析表明,盐酸有助于去除咖啡渣中的碳水化合物等成分,留下了富含多酚的咖啡渣化合物——换句话说,就是具有抗氧化能力的植物化学物质。然后,将所得的煮沸咖啡渣应用于多项实验,以检验其在制药、食品和聚合物行业的潜力。

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咖啡渣在浓盐酸中煮沸,然后作为潜在的生物材料用于制药、食品和聚合物行业进行测试。作为制药行业的生物材料:衰老以及我们随着年龄增长对癌症的易感性增加,可能部分归因于活性氧(ROS)。在这项研究中,用煮沸咖啡渣处理的人类肝癌细胞系(HepG2)显示出比未经处理的废弃咖啡渣处理的细胞系更好地抵抗 ROS,ROS 水平更低。此外,用煮沸咖啡渣处理的细胞系在由 ROS 引起的氧化应激中恢复得更好。咖啡渣中的绿原酸可能是氧化保护的原因[4],尽管需要进一步研究煮沸咖啡渣作为潜在的抗氧化剂进行治疗。作为食品行业的生物材料:油脂容易因脂质氧化而变质,一些研究认为脂质氧化产物对活细胞有毒,并促进动脉斑块的形成[5]。当将煮沸的咖啡渣添加到鳕鱼肝油和大豆油样品中时,这些油中的脂质氧化产物比未经处理的样品少。这些结果表明,煮沸的咖啡渣有望作为脂肪和油基食品的食品保鲜剂。作为聚合物行业的生物材料:聚乙烯常用于塑料袋、薄膜和某些类型的塑料瓶。当与煮沸的咖啡渣结合时,会产生一种透明且略带咖啡色的薄塑料膜。但是,这种新材料与普通塑料袋相比如何呢?在各种稳定性测试中,与普通聚乙烯薄膜相比,聚乙烯-咖啡渣薄膜混合物在更高的热和紫外线条件下更能抵抗变形和断裂。因此,废弃咖啡渣可以为生产比现有聚乙烯塑料更耐用、更具生物相容性的塑料提供一种简单的方法。煮沸咖啡渣作为生物材料具有显著的工业效益。起始原料(用过的咖啡渣)易于获取、成本低廉且环保;产品显示出高抗氧化性能,并具有良好的生物相容性。虽然咖啡渣距离作为药物治疗、食品保鲜剂或塑料袋的商业化应用还有很长的路要走,但目前,您早晨咖啡的剩余物可以轻松地在家中和花园中回收利用

阅读论文:Panzella, L., Cerruti, P., Ambrogi, V., Agustin-Salazar, S., D’Errico, G., Carfagna, C., Hoya, L., Ramos, S., Martín, M.A., Napolitano, A., d’Ischia, M. (2016) A Superior All-Natural Antioxidant Biomaterial from Spent Coffee Grounds for Polymer Stabilization, Cell Protection, and Food Lipid Preservation. ACS Sustainable Chem Eng.

引用的参考文献

  1. Vardon, D.R., Moser, B.R., Zheng, W., Witkin, K., Evangelista, R.L., Strathmann, T.J., Rajagopalan, K., Sharma, B.K., Complete utilization of spent coffee grounds to produce biodiesel, bio-oil, and biochar. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2013; 1: 1286-1294.

  2. Mussatto, S.I., Machado, E.M.S., Martins, S., Teixeira, J.a., Production, composition, and application of coffee and its industrial residues. Food and Bioprocess Technology, 2011; 4: 661-672.

  3. Campos-Vega, R., Loarca-Piña, G., Vergara-Castañeda, H.A., Oomah, B.D. Spent coffee grounds: a revew on current research and future prospects. Trends in Food Science and Technology, 2015; 45: 24-36.

  4. Granado-Serrano, A. B.; Martín, M. A.; Izquierdo-Pulido, M.; Goya, L.; Bravo, L.; Ramos, S. Molecular mechanisms of (−)-epicatechin and chlorogenic acid on the regulation of the apoptotic and survival/proliferation pathways in a human hepatoma cell line. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2007; 55: 2020−2027.

  5. Kanner, J. Dietary advanced lipid oxidation endproducts are risk factors to human health. Molecular Nutrition and Food Research, 2007; 51: 1094−1101


Alice Phung曾志于英语专业,但最终转攻化学领域,并再未回头。 阅读更多Alice Phung的文章

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