咖啡，作為很多人清晨的“開機鍵”和午后的“續(xù)命神器”，早已深深融入日常生活。

隨著咖啡文化的普及和消費者口味的多樣化，咖啡飲品種類也變得百花齊放：美式、卡布奇諾、焦糖瑪奇朵、拿鐵……而在眾多搭配中，牛奶始終被視為咖啡的“經(jīng)典伴侶”，二者的結(jié)合總能帶來口感上的平衡與滿足。

這不禁讓人思考：這對在味覺上堪稱“天作之合”的組合，是否也能在健康層面上實現(xiàn)“1+1＞2”的效果？

眾所周知，咖啡中富含綠原酸、咖啡酸等酚類物質(zhì)，被譽為“天然抗氧化劑”，守護著細胞免受氧化壓力；而牛奶中則含有酪蛋白與乳清蛋白，其是構(gòu)建生命、修復(fù)組織的優(yōu)質(zhì)原料。那么，當(dāng)這兩類“明星成分”在杯中混合，它們之間會發(fā)生怎樣的互動？是僅僅物理混合，還是可能產(chǎn)生更深層的化學(xué)聯(lián)結(jié)？這樣的結(jié)合，究竟會讓它們的功能協(xié)同增效，還是可能不知不覺中彼此牽制？

接下來，我們就將一同解讀三篇關(guān)鍵的研究文獻，跟隨科研者的視角，從分子結(jié)合的證據(jù)，到相互作用力的揭秘，再到生物活性的轉(zhuǎn)變，層層剝開咖啡與牛奶相遇背后，那一系列精彩而復(fù)雜的科學(xué)故事~

咖啡與牛奶的化學(xué)結(jié)合

如果你以為牛奶+咖啡只是簡單地混合在一起，那你可就錯了！

此前，一項發(fā)表在

Food Chemistry

為了精準追蹤這些微小的“加合物”，研究人員在實驗室里合成了兩種典型的模型物質(zhì)：咖啡酸-半胱氨酸（CA-Cys）和綠原酸-半胱氨酸（CGA-Cys）加合物，并采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS/MS）同位素稀釋法建立了高靈敏度的定量分析方法。

他們在牛奶中分別添加了0.05%和0.1%兩種濃度的咖啡酸和綠原酸，前者接近飲料中的常見含量，后者模擬了提取物過量添加的情況。

結(jié)果顯示，較高濃度的咖啡酸和綠原酸會引起牛奶發(fā)生凝固現(xiàn)象。并且，研究人員還模擬了三種工業(yè)處理條件，發(fā)現(xiàn)無論是在日常冷藏、巴氏殺菌，還是超高溫滅菌的條件下，牛奶中都檢測到了CA-Cys和/或CGA-Cys加合物。這表明，我們杯中的化學(xué)反應(yīng)是自然發(fā)生的，并不完全依賴于加熱。

深入分析還發(fā)現(xiàn)兩個有趣的現(xiàn)象：

1.綠原酸與蛋白質(zhì)的結(jié)合能力比咖啡酸更強。

2.在常規(guī)飲用濃度下，這種結(jié)合不會破壞牛奶蛋白質(zhì)的整體結(jié)構(gòu)，只有添加量非常大時，才可能出現(xiàn)極輕微的蛋白聚集。

牛奶中加入咖啡酸/綠原酸后，CA-Cys和CGA-Cys的定量

這一結(jié)果表明，在常規(guī)飲用濃度下，咖啡多酚與牛奶蛋白的相互作用，不僅不會明顯影響牛奶的營養(yǎng)品質(zhì)，反而可能發(fā)揮有益的穩(wěn)定保護效應(yīng)。

最后，研究人員還從市面選購了4種含咖啡的卡布奇諾飲料及3種巧克力牛奶進行加合物檢測。

結(jié)果顯示：在四種市售含咖啡乳飲料中均檢出微量CA-Cys和CGA-Cys加合物；所有含可可的產(chǎn)品及巧克力樣本中均未檢出上述加合物，這可能是因為后者的可可含量較低，或者在加工過程中，這類物質(zhì)發(fā)生了變化。

牛奶中加入咖啡酸/綠原酸后，蛋白質(zhì)譜代表性凝膠結(jié)果

上面那項研究證明了牛奶+咖啡的結(jié)合會發(fā)生，但它們具體是靠什么力量結(jié)合的呢？發(fā)表在

Food Research International

牛奶如何“鎖住”咖啡中的活性成分？

這項研究通過熒光光譜、溶解度測定及分子動力學(xué)模擬等多種手段，從原子層面探究了咖啡酸/綠原酸與牛奶蛋白的非共價相互作用機制。

研究發(fā)現(xiàn)，咖啡多酚與牛奶蛋白的結(jié)合，主要靠的是疏水相互作用——你可以簡單理解為，雙方一些不愛跟水接觸的部分，更喜歡“抱在一起”。其中，咖啡多酚與酪蛋白（尤其是β-酪蛋白和κ-酪蛋白）的結(jié)合最緊密，這是因為這些蛋白質(zhì)含有大量叫做“脯氨酸”的氨基酸，它們的結(jié)構(gòu)很適合與多酚結(jié)合。

實驗證明，咖啡多酚在脯氨酸溶液里溶解得更好，說明它們“相處”得很融洽。計算機模擬也清晰地顯示，咖啡酸分子的芳香環(huán)部分，會穩(wěn)穩(wěn)地“貼”在脯氨酸側(cè)鏈的疏水區(qū)域上。

所以，牛奶（特別是其中的酪蛋白）就像是一個友好的“載體”，通過這種微觀的相互作用，把咖啡中那些活躍的抗氧化成分溫柔地“鎖住”了。

牛奶中的不同蛋白質(zhì)與咖啡酸/綠原酸中的相互作用

看到這里，相信大家心里都有一個疑問：既然咖啡和牛奶在杯子里能結(jié)合，那喝下去之后，這些新形成的“加合物”對身體有什么作用呢？

這不，經(jīng)過小編的一番搜索，就在一項發(fā)表在

Journal of Agricultural and Food Chemistry

咖啡加奶，抗炎效果翻倍！

研究以小鼠RAW 264.7巨噬細胞為模型，用細菌脂多糖（LPS）誘導(dǎo)炎癥。分別用CA、CGA、CA-Cys、CGA-Cys預(yù)處理細胞，然后從多維度評估效果：

1.RNA測序（RNA-seq）：全景式分析基因表達變化和信號通路調(diào)控。

2.細胞因子測定：量化關(guān)鍵炎癥介質(zhì)如前列腺素E?（PGE?）、白介素-6（IL-6）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）的分泌。

3.活性氧（ROS）測定：評估抗氧化能力。

4.細胞活力檢測：確保所用濃度安全。

實驗結(jié)果帶來了意想不到的發(fā)現(xiàn)：咖啡多酚與半胱氨酸結(jié)合形成的“加合物”，在細胞中扮演的角色與其“前身”——單純的咖啡酸或綠原酸，截然不同！

首先，在基因?qū)用?，加合物展現(xiàn)出一種“反向調(diào)節(jié)”的特性。原本的咖啡酸或綠原酸會抑制細胞中多條與炎癥相關(guān)的信號通路。然而，形成的CA-Cys和CGA-Cys加合物卻反過來激活了這些通路，例如Toll樣受體、NOD樣受體等。有趣的是，與此同時，那些與阿爾茨海默癥、帕金森病等神經(jīng)退行性疾病及代謝紊亂相關(guān)的通路活性，卻被顯著降低了。

其次，在實際功能上，加合物表現(xiàn)出“增強的抑制力”。雖然咖啡酸和綠原酸本身就能減少炎癥因子（如PGE?、IL-6、TNF-α）的產(chǎn)生，但它們的加合物在這方面的能力更強，尤其是對PGE?和TNF-α的抑制作用更為突出。

與CA處理細胞相比，CA?Cys處理后上調(diào)最顯著的通路GO分析

然而，一個看似矛盾的現(xiàn)象出現(xiàn)了：在抗氧化能力上，加合物卻“由增益減”。原本的酚酸能有效清除細胞內(nèi)的活性氧，展現(xiàn)抗氧化作用。但形成加合物后，這種能力減弱了，甚至可能略微增加活性氧水平。研究者表示，這可能是因為半胱氨酸的加入，改變了分子本身的化學(xué)性質(zhì)或其進入細胞后的代謝方式。

不過綜合來看，這種“激活了上游信號，卻最終抑制了炎癥輸出”的復(fù)雜現(xiàn)象，提示加合物可能通過一套全新的、尚未被完全了解的細胞內(nèi)機制在發(fā)揮作用。它就像一位改頭換面的“特工”，雖然觸發(fā)了不同的警報（激活通路），但最終執(zhí)行了更強力的維穩(wěn)任務(wù)（抑制炎癥）。

咖啡酸/綠原酸對免疫的調(diào)節(jié)作用

小結(jié)

綜上，三篇研究可謂是環(huán)環(huán)相扣，為我們拼接出一幅完整的科學(xué)圖景：

首先，牛奶與咖啡的結(jié)合并非簡單的物理混合。咖啡中的多酚類物質(zhì)（如咖啡酸、綠原酸）會與牛奶蛋白質(zhì)發(fā)生兩種主要相互作用：一是通過共價鍵與半胱氨酸等氨基酸殘基穩(wěn)定結(jié)合，形成新的化合物（加合物）；二是通過疏水作用與酪蛋白（尤其是富含脯氨酸的結(jié)構(gòu)域）發(fā)生可逆的非共價結(jié)合。

更重要的是，這些相互作用并非終點。研究進一步發(fā)現(xiàn)，咖啡多酚與半胱氨酸形成的共價加合物進入人體后，會表現(xiàn)出與原始多酚不同的生物活性譜：它在抑制部分炎癥因子（如PNF-α）方面作用可能更強，但同時其抗氧化能力可能減弱，且在細胞信號通路上也呈現(xiàn)出獨特調(diào)節(jié)模式。這表明，加合物并非惰性產(chǎn)物，而可能是一個具有新功能的“活性分子”。

讀到這里，愛喝拿鐵的伙伴們是不是樂呵了~不過，萬事過猶不及，愛喝咖啡的朋友們還是需要注意控制每日咖啡攝入量，避免產(chǎn)生負面影響哦！

參考資料：

[1]Poojary MM, Hellwig M, Henle T, Lund MN. Covalent bonding between polyphenols and proteins: Synthesis of caffeic acid-cysteine and chlorogenic acid-cysteine adducts and their quantification in dairy beverages. Food Chem. 2023;403:134406. doi:10.1016/j.foodchem.2022.134406

[2]Horita K, Kameda T, Suga H, Hirano A. Molecular mechanism of the interactions between coffee polyphenols and milk proteins. Food Res Int. 2025;202:115573. doi:10.1016/j.foodres.2024.115573

[3]Liu J, Poojary MM, Zhu L, Williams AR, Lund MN. Phenolic Acid-Amino Acid Adducts Exert Distinct Immunomodulatory Effects in Macrophages Compared to Parent Phenolic Acids. J Agric Food Chem. 2023;71(5):2344-2355. doi:10.1021/acs.jafc.2c06658

來源 | 生物谷

撰文 | M

編輯 | 木白

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