Miljoenen mensen over de hele wereld drinken elke dag koffie. De drank bevat een groot aantal bioactieve stoffen en de gezondheidseffecten ervan op de menselijke stofwisseling zijn dan ook vaak onderwerp van wetenschappelijk onderzoek. In veel van deze onderzoeken zijn de gegevens over de koffieconsumptie echter grotendeels gebaseerd op zelfrapportage door de deelnemers en zijn daarom niet altijd accuraat. Dit kan de wetenschappelijke validiteit van voedingsstudies aantasten.

Een onderzoeksteam onder leiding van het Leibniz Instituut voor Voedselsysteembiologie van de Technische Universiteit van München heeft nu de geschiktheid van een specifieke gebrande koffieverbinding gevalideerd en stelt dit voor als een nieuwe, praktische voedselbiomarker. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Beverages .

Biomarkers kunnen een oplossing bieden

Betrouwbare biomarkers zouden dit probleem kunnen verhelpen door biologische monsters te gebruiken om objectief onderscheid te maken tussen koffiedrinkers en niet-koffiedrinkers. “Tot nu toe zijn er echter slechts enkele stoffen bekend die als koffiemarker kunnen worden gebruikt”, zegt hoofdonderzoeker Roman Lang van het Leibniz Instituut. "Deze zijn echter nog niet voldoende gevalideerd of in voldoende hoeveelheden beschikbaar om als referentiestoffen te dienen voor vergelijkende metingen in voedingsstudies", vervolgt hij.

Het onderzoeksteam, waartoe ook voedingsarts Thomas Skurk en eerste auteur Beate Brandl van het ZIEL-Instituut voor Voedsel &Gezondheid van de Technische Universiteit van München behoren, heeft daarom de gebrande koffieverbinding N-methylpyridinium uitgebreid gevalideerd als een van de biomarkers die kandidaat is voor zijn geschiktheid. Onderzoekers van de Technische Universiteit van München hebben de stof in 2011 voor het eerst voorgesteld als kandidaat voor biomarkers, als onderdeel van een pilotstudie.

Gegevens van meer dan 460 mensen geanalyseerd

Als onderdeel van de wetenschappelijke validatie analyseerde het team bestaande literatuurgegevens. Het analyseerde ook urine-, bloed- en plasmamonsters van meer dan 460 mensen uit Freising en Neurenberg die hadden deelgenomen aan een voedingsonderzoek uitgevoerd door het enable-Cluster.

Zoals uit het onderzoek blijkt, is N-methylpyridinium een ​​stof die specifiek is voor gebrande Arabica- en Robusta-koffie. De stof is chemisch zeer stabiel en de opname ervan in het organisme is concentratieafhankelijk. De stof kan ook na koffieconsumptie gemakkelijk en reproduceerbaar worden gedetecteerd in verschillende lichaamsvloeistoffen, voordat deze binnen enkele uren tot dagen het lichaam onveranderd in de urine verlaat.

Roman Lang, hoofd van de onderzoeksgroep Biosystems Chemistry &Human Metabolism van het Leibniz Instituut, legt uit:‘Zoals we hebben aangetoond voldoet N-methylpyridinium aan alle criteria die de wetenschap stelt aan een biomarker om de voedselinname te controleren. conclusies over de hoeveelheid koffie die wordt geconsumeerd vanwege verschillende factoren, is de brandstof nog steeds geschikt als marker.

"Dit komt omdat we hierdoor objectief en praktisch onderscheid kunnen maken tussen mensen die koffie hebben gedronken en mensen die dat niet hebben gedaan. We stellen het daarom voor als een betrouwbare kwalitatieve biomarker voor de koffieconsumptie."

N-methylpyridinium werd voor het eerst voorgesteld als kandidaat-biomarker voor koffieconsumptie in 2011.

N-methylpyridinium wordt gevormd uit de natuurlijke alkaloïde trigonelline, die overvloedig aanwezig is in groene koffie, wanneer deze wordt blootgesteld aan hoge temperaturen van meer dan 220°C. Afhankelijk van de mate van branden bevatten gebrande Arabica- en Robusta-koffiebonen concentraties van ongeveer 0,5 tot 2 mg/g van de stof – ongeacht speciale verwerkingsmethoden zoals stomen of cafeïnevrij maken. N-methylpyridinium zit in gezette koffie (20–40 mg/l) en kan gemakkelijk worden gedetecteerd in bloed-, plasma- en urinemonsters.

Alleen al in de VS omschrijft 74% van de bevolking ouder dan 20 zichzelf als koffiedrinkers. In Europese landen varieerde de berekende consumptie van gebrande koffie per hoofd van de bevolking in 2022 van ongeveer 4 kilogram in Italië tot 10 kilogram in Luxemburg.

Meer informatie: Beate Brandl et al, Validatie van N-Methylpyridinium als haalbare biomarker voor de inname van gebrande koffie, Dranken (2024). DOI:10.3390/dranken10010012

Aangeboden door Leibniz-Institut für Lebensmittel-Systembiologie