CN102686113A - 粗品咖啡因复合物、使用所述粗品咖啡因复合物的改进的食品及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了包含食物和作为功能性添加剂的粗品咖啡因复合物的改进的食品。所述粗品咖啡因复合物包括咖啡因和基于咖啡的生物活性化合物的共混物。所述添加剂显示刺激葡萄糖摄取进入细胞的能力、提供抗氧化剂益处和抗炎活性。本发明还提供了在食物中使用所述粗品咖啡因复合物和结合所述粗品咖啡因复合物的方法。

Description

粗品咖啡因复合物、使用所述粗品咖啡因复合物的改进的食品及其使用方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年7月21日提交的美国临时申请号61/227,216的权益，该临时申请通过引用结合到本文中。
发明领域
本领域涉及一种粗品(crude)咖啡因复合物、使用所述粗品咖啡因复合物的改进的食品及其使用方法。
发明背景
随着消费者变得更加具有健康意识，他们通常期望将更多的具有健康功能性益处的食品结合到他们的膳食中。在一些情况下，膳食可在使某些与健康相关的问题最小化或控制某些与健康相关的问题中有帮助。
例如，当身体不生产足够的胰岛素而导致高血糖水平时，出现糖尿病。在一些情况下，通过监控膳食以及所消费的食物的类型和选择，可将血糖保持在正常的水平内。在其它情况下，可通过给予另外的胰岛素来控制血糖，该另外的胰岛素促进或刺激细胞的葡萄糖摄取。然而，在一些情况下，糖尿病患者可变得耐胰岛素并且身体不再响应胰岛素的存在，导致更难以控制他们的血糖水平。因此，期望另外的方式来从食物和膳食实现健康功能性益处，比如供选的方式来控制血糖。
咖啡因或1，3，7-三甲基黄嘌呤在咖啡和其它饮料中被广泛消费。其天然出现在一些植物的豆、叶和果实中，并且最通常相关的是天然存在于咖啡豆和茶叶中。在其它情况下，通过咖啡因脱除过程并纯化以分离咖啡因而得到的纯咖啡因用作不同的饮料、食物和药物的添加剂。来自纯化过程的残余物通常作为废物丢弃。
继续
粗品咖啡因是生(green)咖啡豆咖啡因脱除的主要副产物。脱除咖啡因的咖啡占总咖啡消费的约10％；因此，每年生产数千吨的粗品咖啡因。除了咖啡因以外，生咖啡豆含有各种各样的生物活性植物化学物质，包括绿原酸和咖啡油。在咖啡因脱除过程期间，一些非咖啡因植物化学物质不可避免地被除去。
粗品咖啡因是制造纯咖啡因的原料，纯咖啡因用于饮料、食物和药物；非咖啡因残余物通常作为废物丢弃。鉴于已证明咖啡植物化学物质的健康益处的许多研究，我们假定，由于存在这些非咖啡因组分，粗品咖啡因还可发挥有益效果。
发明概述
简而言之，我们在粗品咖啡因中鉴别了多种生物活性：强抗氧化剂能力、刺激在人脂肪和肌细胞中葡萄糖摄取的能力和针对炎性酶COX-2的抑制效果。在咖啡因脱除过程期间与咖啡因共纯化的生物活性化合物赋予了这些活性。
一方面，描述了包含有效量的粗品咖啡因复合物形式的功能性添加剂的改进的食物(比如食物、食品和饮料)，所述粗品咖啡因复合物包括咖啡因和有效量的由咖啡基料得到的生物活性化合物的共混物。已发现该粗品咖啡因复合物有效刺激细胞的葡萄糖摄取、提供抗氧化剂性质和/或抗炎益处。虽然纯咖啡因常用于从药物到含咖啡因饮料的多种产品中，但是已发现纯咖啡因(与本文的粗品咖啡因复合物相对)不呈现在粗品咖啡因复合物中观察到的功能性性质。实际上，基于每克的重量，比起含咖啡因的咖啡和茶，关于葡萄糖摄取、抗氧化剂性质和抗炎益处，本文的粗品咖啡因复合物还显示更加显著的功能性效果。
相信这些意想不到的益处是有效量的某些基于咖啡的生物活性化合物和/或咖啡因与基于咖啡的生物活性化合物的协同效应的结果。这些生物活性化合物通常为来自旨在得到纯咖啡因的咖啡因脱除和纯化过程的废品。以前，将生物活性物质丢弃。在不希望束缚于理论的同时，相信基于咖啡的生物活性化合物由起始咖啡豆得到和/或潜在地源自未经焙烧的生咖啡豆。因此，由于茶或巧克力来源的咖啡因不具有基于咖啡的生物活性化合物，由其它咖啡因来源(比如荼、巧克力等)得到的粗品咖啡因预期不显示和本文描述的粗品咖啡因复合物相同的功能性益处。同样，在不希望束缚于理论的同时，还相信粗品咖啡因复合物的功能性益处可能是由于复合物中某些生物活性化合物相对于咖啡因的浓度水平和/或咖啡因脱除之前存在于起始咖啡豆中的各种脂质、糖类和其它本体组分不存在的情况下生物活性化合物的浓度水平。
在一种情况下，已发现通过刺激在骨骼肌细胞或脂肪细胞中的葡萄糖摄取，粗品咖啡因和基于咖啡的生物活性化合物的有效剂量复合物倾向于呈现和人工使用胰岛素类似或更好地控制血糖水平的能力。仅使用纯咖啡因不呈现在细胞中这种水平的葡萄糖摄取。结果是，预期使用本文的粗品咖啡因复合物的方法和食品可用作胰岛素的替代物来控制血糖水平，尤其是对于已经变得耐胰岛素的那些糖尿病患者。在其它情况下，已发现粗品咖啡因和基于咖啡的生物活性化合物的有效剂量复合物在抗炎活性方面可具有比阿司匹林更有效的能力并且呈现抗氧化剂性质。
本文使用的粗品咖啡因复合物包括大多数未经纯化的咖啡因，优选作为将普通咖啡转化为脱除咖啡因的咖啡的典型咖啡因脱除过程的未加工副产物而得到。通过一种优选的方法，粗品咖啡因复合物包括较大量(major amount)咖啡因和较小量(minor amount)基于咖啡的生物活性化合物。通过另一种方法，粗品咖啡因复合物可包括约90％-约95％未经纯化的咖啡因和约5％-约10％得自咖啡基料或生咖啡豆的生物活性化合物。此外，粗品咖啡因复合物还可实质上不含酸、糖类、蛋白质和咖啡的其它本体原料。通过一种方法，例如，粗品咖啡因复合物包括小于约0.01％绿原酸和它们的内酯衍生物、小于约0.1％糖类和小于约0.01％蛋白质(就本公开的目的而言，这旨在指“实质上不含”)。
另一方面，改进的食物、食品或饮料可包括约0.05％-约25％的粗品咖啡因复合物，但是该量可根据具体的食物、期望的功能性益处以及其它因素而变。更具体地，可将约0.1-约15％的粗品咖啡因复合物加入到软饮料、饼干、奶酪、薄脆饼干、粉末状饮料、烘焙和研磨的咖啡、可溶性咖啡等中。当然，这些仅是可使用粗品咖啡因复合物的食品和饮料的几个实例。在一种具体的方法中，粗品咖啡因复合物非常适于非基于咖啡的应用。在又一方法中，粗品咖啡因复合物可与食物分离而采用，比如通过注射、摄取或在皮肤贴中。粗品咖啡因复合物可作为丸、胶囊、口香糖、膜等提供。
或者，基于咖啡的生物活性物质可被进一步精制和从咖啡因中分离并独立于咖啡因使用。如果生物活性物质独立于咖啡因使用，预期约0.1-约15％可与各种食物或饮料混合，比如软饮料、饼干、奶酪、薄脆饼干、粉末状饮料和/或烘焙和研磨或可溶性咖啡等。
在又一方面，提供了使用所述粗品咖啡因复合物的方法。例如，描述了通过使用或消费有效量的粗品咖啡因复合物(带有或不带有相关的食物和饮料)，在需要以下这些益处的受试者或有机体中刺激在细胞中的葡萄糖摄取、提供抗氧化剂性质或抗炎活性的方法。在一种方法中，粗品咖啡因复合物可与食物或饮料或食物或饮料的前体成分共混，使得复合物被消费，预期这提供功能性益处。在另一种方法中，相信粗品咖啡因复合物可被直接消费或采用以实现这种葡萄糖摄取。再一种方法中，通过使以下这些细胞与有效剂量的粗品咖啡因复合物接触，提供了刺激骨骼肌细胞或脂肪细胞的葡萄糖摄取的方法。
另一方面，还提供了得到粗品咖啡因复合物的方法以及通过这种方法得到的食品。通过一种方法，例如，如下可得到改进的食品：首先使咖啡脱除咖啡因，以得到脱除咖啡因的咖啡产品和粗品咖啡因副产物，由于在咖啡因脱除期间与咖啡因共洗脱，该粗品咖啡因副产物具有基于咖啡的生物活性化合物。随后将粗品咖啡因副产物形成为具有约90-约95％咖啡因和约5-约10％的生物活性化合物的粗品咖啡因复合物，可将其与食物(comestibles)、食物(foods)或饮料共混，以形成改进的食物、食物或饮料产品。通过一种方法，通过超临界二氧化碳咖啡因脱除得到粗品咖啡因复合物。
粗品咖啡因复合物可直接加入、喷雾、注射、共混或另外掺入到食物或其它饮料中，或者加入、喷雾、注射、共混或掺入到食物、食物或饮料的前体或成分中。在掺入到食物或饮料中之前，优选可将粗品咖啡因复合物于室温下储存，并屏蔽环境光。如上所述，可将约0.05-约25％的粗品咖啡因复合物共混至食物或饮料或共混至食物或饮料的前体，相信这有效实现上述功能性益处。
通过又一种方法，粗品咖啡因复合物还可被进一步纯化或精制，以分离或浓缩某些基于咖啡的生物活性化合物。如果被进一步纯化，生物活性化合物可被浓缩至某些水平或甚至与咖啡因分离，以生产基于咖啡的生物活性提取物(其含有基于咖啡的生物活性化合物和优选小于约1％咖啡因)。该生物活性提取物可随后加入到食物、饮料或药物产品中，以提供提高的葡萄糖摄取以及抗氧化剂和抗炎活性。
附图
图1为具有食物作为最终产品的示例性粗品咖啡因提取过程的流程图；
图2为具有药物作为最终产品的示例性粗品咖啡因提取过程的流程图；
图3为具有化妆品作为最终产品的示例性粗品咖啡因提取过程的流程图；
图4为具有膳食补充剂作为最终产品的示例性粗品咖啡因提取过程的流程图；
图5为具有生物物质(biologic)作为最终产品的示例性粗品咖啡因提取过程的流程图；
图6为葡萄糖摄取进入人脂肪细胞或人骨骼肌细胞的图表；
图7为抗炎活性的图表；
图8A和图8B为粗品咖啡因复合物的色谱图；和
图9为从咖啡中超临界CO2提取咖啡因的图表。
发明详述
如在Federal Food，Drug，and Cosmetic Act(联邦食物、药物和化妆品法案)中所述，术语“食物”是指(1)用于人或其它动物的食物或饮料的制品，(2)口香糖，和(3)用于任何这种制品的组分的制品。
如在Federal Food，Drug，and Cosmetic Act(联邦食物、药物和化妆品法案)中所述，术语“药物”是指在官方的United States Pharmacopoeia(美国药典)、官方的Homoeopathic Pharmacopoeia of the United States(美国顺势疗法药典)或官方的National Formulary(国家处方集)或它们的任何补充中公认的制品、旨在用于诊断、治愈、缓解、治疗或预防人或其它动物的疾病的制品、旨在影响人或其它动物身体的结构或任何功能的制品(不是食物)、以及旨在用作刚刚指定的任何制品的组分的制品。
如在Federal Food，Drug，and Cosmetic Act(联邦食物、药物和化妆品法案)中所述，术语“化妆品”是指旨在在人身体或其任何部位上摩擦、倒入、喷洒或喷雾、引入或另外施用于人身体或其任何部位用于清洁、美化、促进吸引力或改变外观的制品、以及旨在用作任何这种制品的组分的制品。
如在Federal Food，Drug，and Cosmetic Act(联邦食物、药物和化妆品法案)中所述，术语“膳食补充剂”是指旨在补充膳食的产品，其携带有或含有一种或多种以下膳食成分：维生素、矿物、药草或其它植物性药材、氨基酸、由人用于通过提高总膳食摄取量补充膳食的膳食物质或刚刚描述的任何成分的浓缩物、代谢物、组成、提取物或组合。
如Food and Drug Administration(食物和药物管理局)(FDA)所限定，术语“生物物质”是指适用于预防、治疗或治愈人的疾病或伤害的任何病毒、治疗性血清、毒素、抗毒素或类似的产品。
如Food and Drug Administration(食物和药物管理局)(FDA)所限定的，食物包括以下通用食物种类：烘焙物品和烘焙混合物，包括所有即食性和即烘焙性(ready-to-bake)产品、面粉、以及在供应之前需要制备的混合物；酒精性饮料，包括麦芽饮料、葡萄酒、蒸馏酒和鸡尾酒混合物；非酒精性饮料和饮料基料，仅包括专门的或加香的茶、软饮料、咖啡替代物和水果和植物调味的明胶饮料；早餐谷物，包括即食性和速溶和常规热谷物；奶酪，包括凝乳和乳清奶酪、奶油、天然、磨碎、加工、涂抹、浸渍和各种奶酪；口香糖，包括所有形式；咖啡和茶，包括普通、脱除咖啡因和速溶类型；调味品和佐料，包括简单的调味佐料和涂抹品、橄榄、淹菜和佐料，但不是香料或药草；糖果和糖霜，包括糖果和加香的糖霜、果浆软糖、烘焙巧克力、以及红糖、方糖、冰糖、槭糖、糖粉和未加工的糖类；乳产品类似物，包括非乳制奶、冷冻或液体奶油、咖啡增白剂、浇头(topping)和其它非乳制产品；蛋产品，包括液体、冷冻或干燥的蛋和由其制备的蛋菜肴，即蛋卷、炒芙蓉蛋、蛋沙拉和冷冻的多种蛋膳食，但不是新鲜的蛋；脂肪和油，包括人造黄油、用于沙拉的调料、黄油、沙拉油、起酥油(shortening)和烹调油；鱼产品，包括所有制备的主菜、沙拉、开胃食品、冷冻的多种膳食，和含有鱼、贝和其它水生动物的涂抹品但不是新鲜的鱼；新鲜的蛋，包括烹饪的蛋和仅由新鲜的带壳的蛋制成的蛋菜肴；新鲜的鱼，仅包括新鲜的鱼和冷冻的鱼、贝和其它水生动物；新鲜的果实和果汁，仅包括未加工的果实、柑橘、瓜和浆果，以及由其制成的家庭制备的“果汁饮料(ade)”和宾治(punch)；新鲜的肉，仅包括新鲜的或家庭-冷冻的牛肉或小牛肉、猪肉、羔羊肉或羊肉和由其制备的家庭-制备的新鲜的含肉菜肴、沙拉、开胃食品或三明治涂抹品；新鲜的家禽，仅包括新鲜的或家庭-冷冻的家禽和猎鸟和由其制备的家庭-制备的含有新鲜家禽的菜肴、沙拉、开胃食品或三明治涂抹品；新鲜的蔬菜、西红柿和马铃薯，仅包括新鲜的和家庭-制备的蔬菜；冷冻的乳制品餐后甜点和混合物，包括冰淇淋、冻牛奶、冰冻果子露和其它冷冻的乳制品餐后甜点和特色菜；水果和水冰，包括所有冷冻的水果和水冰；明胶、布丁和馅料，包括调味的明胶餐后甜点、布丁、乳蛋糕、冻糕，馅饼馅料和明胶基料沙拉；谷类产品和意大利面食，包括通心粉和面条产品、米菜肴和冷冻的多种膳食，不含肉或蔬菜；肉汁和酱汁，包括所有肉酱汁和肉汁、以及西红柿、牛奶、黄油和特色酱汁；硬糖和咳嗽糖，包括所有硬类型糖果；药草、种子、调味品、调料、共混物、提取物和调味料，包括所有天然和人造的调味品、共混物和香料；家庭-制备的果酱和果冻，仅包括家庭-制备的果酱、果冻、水果黄油、蜜饯和甜的涂抹品；商品果酱和果冻，仅包括商品化加工的果酱、果冻、水果黄油、蜜饯和甜的涂抹品；肉产品，包括所有肉类和含肉菜肴、沙拉、开胃食品、冷冻的多种肉膳食和通过商品化加工制备的或使用商品化加工的肉类的家庭制备的三明治成分；全脂和脱脂奶，仅包括全脂、低脂和脱脂的流体奶；奶产品，包括调味奶和奶饮料、奶粉、浇头、零食蘸食、涂抹品、重量控制奶饮料和其它奶源产品；坚果和坚果产品，包括全部或带壳树坚果、花生、椰子以及坚果和花生涂抹品；植物蛋白产品，包括National Academy ofSciences/National Research Council(国家科学院/国家研究委员会)“重组植物蛋白”类、以及肉、家禽和鱼替代物、类似物和由植物蛋白制备的增补产品；家禽产品，包括所有家禽和含有家禽的菜肴、沙拉、开胃食品、冷冻的多种家禽膳食和通过商品化加工制备的或使用商品化加工的家禽的家庭制备的三明治成分；加工的果实和果汁，包括所有商品化加工的果实、柑橘、浆果和混合物；沙拉、果汁和果汁宾治、浓缩物、稀释物、“果汁饮料”和由其制备的饮料替代物；加工的蔬菜和蔬菜汁，包括所有商品化加工的蔬菜、蔬菜菜肴、冷冻的多种蔬菜膳食以及蔬菜汁和共混物；零食食品，包括薯条、脆饼干和其它新的零食；软糖，包括糖块、巧克力糖、乳脂软糖、薄荷糖和其它橡皮糖或牛轧糖；家庭-制备的汤，包括肉、鱼、家禽、蔬菜和组合家庭-制备的汤；汤和汤混合物，包括商品化制备的肉、鱼、家禽、蔬菜、以及组合汤和汤混合物；糖，白色，颗粒状，仅包括白色颗粒状糖；糖替代物，包括颗粒状、液体和片状糖替代物；和甜酱汁、浇头和糖浆，包括巧克力、浆果、水果、玉米糖浆和槭糖汁和浇头。
一方面，提供了具有有效量的某些基于咖啡的生物活性化合物的粗品咖啡因的复合物以及结合所述粗品咖啡因复合物的改进的食物，比如食物、食品和饮料。已发现这些复合物提供了在纯咖啡因中没有发现的独特的功能性益处。例如，已发现粗品咖啡因复合物显示刺激细胞的葡萄糖摄取的能力、提供抗氧化剂性质和/或抗炎益处。另一方面，纯咖啡因(其为几乎99％纯咖啡因并且实质上不含生物活性化合物)不呈现这些功能性性质。粗品咖啡因复合物特别适于非基于咖啡的食物应用作为其成分，但是该复合物还可与烘焙和研磨和可溶性咖啡产品组合。
在其它方面，提供了使用所述粗品咖啡因复合物的方法。通过一种方法，通过使细胞与粗品咖啡因复合物接触，提供了刺激细胞(比如人骨骼肌细胞或人脂肪细胞)中葡萄糖摄取的方法。在其它方法中，提供了在具有升高的血糖水平的受试者或有机体中降低血糖的方法，其中所述受试者或有机体与粗品咖啡因复合物接触或者提供有粗品咖啡因复合物。
本文使用的粗品咖啡因复合物优选包括大多数咖啡因，所述咖啡因可作为将咖啡转化为脱除咖啡因的咖啡的典型的咖啡因脱除过程的未经加工和未经纯化的副产物而得到。在将咖啡因纯化为纯咖啡因之前，分离粗品咖啡因。粗品咖啡因复合物包括有效量的某些基于咖啡的生物活性化合物，所述生物活性化合物在咖啡因脱除过程期间与咖啡因共洗脱。通过一种方法，粗品咖啡因复合物包括较大量咖啡因和较小量基于咖啡的生物活性化合物。例如，粗品咖啡因复合物可包括约90-约95％咖啡因和约5-约10％得自咖啡基料和/或未经焙烧或生的咖啡豆的生物活性化合物。此外，粗品咖啡因复合物还可实质上不含酸，比如绿原酸、糖类、蛋白质和儿茶素。本文使用的“实质上不含”旨在指小于约0.1％，并优选小于约0.01％。通过一种方法，例如，粗品咖啡因复合物包括小于约0.01％绿原酸和它们的内酯衍生物、小于约0.1％糖类和小于约0.01％蛋白质。这些生物活性化合物通常为来自旨在得到纯咖啡因的咖啡因脱除和纯化过程的废物副产物。以前，将生物活性物质丢弃。因此，本文的复合物为以前丢弃和废弃的产品提供新的用途。
相信粗品咖啡因复合物特别有效地作为功能性成分用于各种食品，比如在非咖啡应用中，如饮料、软饮料、饼干、奶酪、薄脆饼干、粉末状饮料等。复合物还可与烘焙和研磨的咖啡、可溶性咖啡和液体咖啡饮料重新组合。因此，一方面，可提供包含有效量的粗品咖啡因复合物作为足以提供本文描述的功能性益处的另外的成分的食物、食品和饮料。粗品咖啡因复合物可与食品共混作为其成分，或者可与食物的各种前体或成分共混。
更具体地，已发现本文描述的粗品咖啡因复合物在实验室测试中呈现葡萄糖摄取进入细胞、抗氧化剂性质和抗炎活性，所述粗品咖啡因复合物包含粗品咖啡因连同有效量的某些基于咖啡的生物活性化合物的独特复合物或共混物。纯咖啡因不呈现这些效果。在不希望束缚于理论的同时，相信这些意想不到的益处是基于咖啡的生物活性化合物和/或未经纯化的咖啡因与基于咖啡的生物活性物质的组合的协同益处的结果。本文使用的生物活性物质或生物活性化合物是指在咖啡因脱除过程期间与咖啡因共洗脱并且单独或组合有效提供上述功能性益处的化合物。在不希望束缚于理论的同时，相信这些生物活性化合物的各种组合可能是上述每一种功能性益处的原因。
转向更多的细节，已发现在一些情况下，通过刺激葡萄糖摄取进入细胞，粗品咖啡因和基于咖啡的生物活性物质的复合物呈现和人工使用胰岛素类似或更好地控制血糖水平的能力。例如，实验室测试已显示约0.01mg/mL剂量的本文的粗品咖啡因复合物显示类似的刺激葡萄糖摄取进入人骨骼肌细胞的能力，但是通过葡萄糖摄取主细胞测试测定，显示刺激葡萄糖摄取进入人脂肪细胞(adipocyte)或脂肪细胞(fat cell)的提高的能力。通过一种方法，预期约0.001-约0.1mg/mL的粗品咖啡因复合物预计在刺激细胞中的葡萄糖摄取方面与100纳摩尔的胰岛素一样有效。结果是，预期使用本文的粗品咖啡因复合物的方法和食物可用作胰岛素的替代物来控制血糖水平，尤其是对于已经变得耐胰岛素的那些糖尿病患者。
单独使用纯咖啡因不呈现细胞中的这种水平的葡萄糖摄取。该结果是意想不到的，因为相信粗品咖啡因将因其较低的咖啡因水平而呈现降低的效果(相对于纯咖啡因)。由于粗品咖啡因含有约90-约95％咖啡因而纯咖啡因是约99％咖啡因，预期粗品咖啡因复合物将呈现比纯咖啡因低约9-约4％的功能性益处。然而，如以下更详细说明的，与纯咖啡因相比，测试显示具有较低量的咖啡因(但是较高相对水平的生物活性化合物)的粗品咖啡因复合物实际上显示提高的葡萄糖摄取效果。
在其它情况下，已发现在实验室测试中，咖啡因和基于咖啡的生物活性物质的复合物可在抗炎活性方面比阿司匹林更有效。通常理解，酶环加氧酶-2(“COX-2”)合成前列腺素，该前列腺素可引起炎症。通常，使用甾族药物或非甾族抗炎药物(“NSAID”)可控制炎症。实际上，若干NSAID COX-2抑制剂是已知的。常见的NSAID COX-2抑制剂包括阿司匹林和布洛芬。通过实验室测试已发现，本文的粗品咖啡因复合物显示比阿司匹林显著更大的抑制COX-2活性的能力。通过一种方法，约0.02mg/mL的最小剂量的粗品咖啡因与0.19mg/mL的阿司匹林对于抑制COX-2的约50％的测试酶活性一样有效。
在其它情况下，通过实验室测试已发现，粗品咖啡因复合物还显示亲水性和亲脂性抗氧化剂活性两者。纯咖啡因显示这些活性很小。
如以上说明的，预期粗品咖啡因复合物特别良好地适合作为食品中的成分。因此，通过一种方法，本文提供了改进的食物、食品或饮料，其可包括约0.05％-约25％的粗品咖啡因复合物作为实现上述功能性益处的有效量，但是该量可根据特定的食物、期望的功能性益处和其它因素而变。在一个特定实例中，预期可将约0.1-约15％的粗品咖啡因复合物加入饮料、软饮料、零食、糖类、口香糖、饼干、奶酪、薄脆饼干、粉末状饮料等。当然，该示例性食品的列举仅是可将复合物用作食物添加剂的少数实例。还可将粗品咖啡因复合物加入烘焙和研磨的咖啡、可溶性咖啡等。在又一方法中，粗品咖啡因复合物可与食物分离而采用，比如通过注射、作为丸、胶囊摄取、用于皮肤贴等。为此，粗品咖啡因复合物可形成为丸、胶囊、片剂、膜、包衣和其它可消费形式。
粗品咖啡因复合物可由未经焙烧的生咖啡豆的咖啡因脱除过程得到。通过一种方法，可将生咖啡豆脱除咖啡因，以得到脱除咖啡因的咖啡产品和粗品咖啡因副产物。可将不期望的材料(比如活性炭等)任选从产品中除去，并且粗品咖啡因可任选按需富集，以分离或浓缩特定的生物活性化合物，以形成适合作为食物成分的最终的粗品咖啡因复合物。通过另一种方法，随后将粗品咖啡因副产物形成为具有约90-约95％咖啡因和约5-约10％的生物活性化合物的粗品咖啡因复合物。粗品咖啡因复合物可随后直接并入食物或其它饮料中，或者如上所述，共混至食物或饮料的前体或成分中。如所述的，可将约0.05-约25％的粗品咖啡因复合物共混至食物或饮料或共混至食物或饮料的前体，以实现上述功能性益处。
通过另一种方法，粗品咖啡因复合物还可被进一步纯化或精制以分离基于咖啡的生物活性物质或富集以浓缩引起上述功能性益处的某些生物活性物质。如果进一步纯化或富集，生物活性化合物可与咖啡因分离，以生产纯的咖啡因提取物和生物活性提取物(其含有生物活性化合物)和较小量咖啡因或不含咖啡因。任选地，经纯化的基于咖啡的生物活性物质可被浓缩。该生物活性提取物可随后加入到食物、饮料或药物产品，以提供提高的葡萄糖摄取以及抗氧化剂和抗炎活性。如果经纯化的生物活性物质与粗品咖啡因分离使用，预期约0.1-约15％可与各种食物或饮料混合，比如饮料、软饮料、零食、糖类、口香糖、饼干、奶酪、薄脆饼干、粉末饮料、烘焙和研磨的咖啡、可溶性咖啡等。同样，这仅是相信适合粗品咖啡因复合物的食物的示例性列举。
转向图1，图1举例说明了提取和形成粗品咖啡因复合物的示例性过程。例如，起始来源可为未经焙烧的生咖啡豆10，其经受咖啡因脱除过程11以生产脱除咖啡因的咖啡豆12和粗品咖啡因提取物13作为副产物。通过一种方法，通过超临界二氧化碳咖啡因脱除过程将未经加工的生咖啡豆脱除咖啡因，其中使用液体形式的二氧化碳从咖啡中提取咖啡因。二氧化碳可随后从粗品咖啡因复合物中蒸发出去。通常，粗品咖啡因提取物13作为废物处理或进一步精制15，以生产纯的咖啡因提取物16。任选地，使用精制步骤15，可将粗品咖啡因提取物13进一步纯化，以由残余物形成实质上纯的生物活性组分17。粗品咖啡因复合物18可得自直接来自咖啡因脱除过程的副产物13，或者粗品咖啡因复合物可通过浓缩、富集、精制或甚至以期望的比率将期望量的残余物17(其为分离的基于咖啡的生物活性物质)与咖啡因一起共混来形成。粗品咖啡因复合物18可随后按需加入到各种食物、饮料、食品、药物和其它食物中。或者，粗品咖啡因复合物还可与食物和食品的各种前体共混，如以下进一步说明的。如图1进一步所示的，通过将粗品咖啡因复合物18直接共混至食物20内或通过首先将粗品咖啡因复合物18共混至食物的成分或前体22内，可得到改进的食品或食物20。
类似于图1(图1为具有食物作为最终产品的示例性粗品咖啡因提取过程的流程图)，图2为具有药物作为最终产品的示例性粗品咖啡因提取过程的流程图，图3为具有化妆品作为最终产品的示例性粗品咖啡因提取过程的流程图，图4为具有膳食补充剂作为最终产品的示例性粗品咖啡因提取过程的流程图，图5为具有生物物质作为最终产品的示例性粗品咖啡因提取过程的流程图。
像在图1中一样，在图2-图5中也如此，起始来源可为未经焙烧的生咖啡豆10，其经受咖啡因脱除过程11以生产脱除咖啡因的咖啡豆12和粗品咖啡因提取物13作为副产物。通过一种方法，通过超临界二氧化碳咖啡因脱除过程将未经加工的生咖啡豆脱除咖啡因，其中使用液体形式的二氧化碳从咖啡中提取咖啡因。二氧化碳可随后从粗品咖啡因复合物中蒸发除去。通常，粗品咖啡因提取物13作为废物处理或进一步精制15，以生产纯的咖啡因提取物16。任选地，使用精制步骤15，可将粗品咖啡因提取物13进一步纯化，以由残余物形成实质上纯的生物活性组分17。粗品咖啡因复合物18可得自直接来自咖啡因脱除过程的副产物13，或者粗品咖啡因复合物可通过浓缩、富集、精制或甚至以期望的比率将期望量的残余物17(其为分离的基于咖啡的生物活性物质)与咖啡因一起共混来形成。粗品咖啡因复合物18可随后按需加入到各种药物(图2)、化妆品(图3)、膳食补充剂(图4)和生物物质(图5)中。或者，粗品咖啡因复合物还可与药物(图2)、化妆品(图3)、膳食补充剂(图4)和生物活性物质(图5)的各种前体共混。也就是说，如图中进一步所示的，通过将粗品咖啡因复合物18直接共混至药物220(图2)、化妆品320(图3)、膳食补充剂420(图4)和生物物质520(图5)内，或通过首先将粗品咖啡因复合物18共混至相应的药物(图2)、化妆品(图3)、膳食补充剂(图4)和生物物质(图5)的药物成分或前体222(图2)、化妆品成分或前体322(图3)、膳食补充剂成分或前体422(图4)和生物物质成分或前体522(图5)内，可得到改进的药物220(图2)、化妆品320(图3)、膳食补充剂420(图4)和生物物质520(图5)。
在一些方法中，关注的组合物(无论是食物、药物、化妆品、膳食补充剂或生物物质)不重现非脱除咖啡因的咖啡豆或咖啡，或产生普通咖啡。
实施例
除非另外说明，否则所有的百分比按重量计。
实施例1
在超临界条件下，通过二氧化碳使未经焙烧的生咖啡豆脱除咖啡因，得到粗品咖啡因提取物(Maximus Coffee Group，Houston，Texas)。随后分析该粗品咖啡因提取物，以确定粗品咖啡因含量。(Silliker，Inc.，South Holland，IL.)测定结果显示约94.8％的咖啡因浓度。因此，提取物具有至多约5.2％基于咖啡的生物活性化合物。
评价通过超临界二氧化碳(scCO2)咖啡因脱除生产的另一种粗品咖啡因提取物。表1显示粗品咖啡因的近似组成。主要组分为咖啡因(95.95％)、水分(1.10％)和脂肪(1.04％)；灰分、纤维、蛋白和糖的量可忽略不计。
Figure BPA00001530331800161
酚类化合物为在生咖啡中发现的植物化学物质的主要系列，占约10％质量。一些酚类化合物与咖啡因形成复合物，因此可能通过咖啡因脱除而除去。使用Folin-Ciocalteu测定，我们确定在粗品咖啡因中酚类的存在，并发现总酚类水平为10mg CE/g或粗品咖啡因质量的约1％。
实施例2
在人脂肪细胞(脂肪)和骨骼肌细胞(SMC)两者中测试实施例1的粗品咖啡因提取物对葡萄糖摄取的影响(Zen Bio Research，TrianglePark，North Carolina)。进行相同的测试来评价纯咖啡因(BASF，Florham Park，NJ)对葡萄糖摄取的影响。原先相信如果咖啡因组分有助于健康效果，将存在关联使得粗品咖啡因提取物影响健康益处(比如葡萄糖摄取活性)比纯咖啡因显示的小约10-约5％，因为粗品咖啡因是约90-约95％纯咖啡因(也就是说，粗品咖啡因具有少约5-约10％的咖啡因)。然而，意外发现粗品咖啡因复合物(含有较少咖啡因)实际上相对于类似量的纯咖啡因呈现改进的葡萄糖摄取。具体地并参考图6，与对照相比，约0.01mg/mL剂量的粗品咖啡因复合物将脂肪细胞中的葡萄糖摄取提高120％(p＜0.05)，而约0.01mg/mL的纯咖啡因在统计学上不显示这种效果。这些结果图示于图6并与胰岛素比较。通过一种方法，比起纯咖啡因，粗品咖啡因将葡萄糖摄取进入脂肪细胞提高至少90％，如图6所示。
在人骨骼肌细胞中，与对照相比，约0.01mg/mL剂量的粗品咖啡因提取物提高葡萄糖摄取45％(p＜0.05)，同样，纯咖啡因在统计学上不显示这种效果。这些结果也图示于图6并在图6中与胰岛素比较。
对于刺激葡萄糖摄取进入细胞，相信约0.001-约0.1mg/mL剂量的粗品咖啡因比胰岛素更有效或至少效力不少于胰岛素。在100nM(纳摩尔)下测试胰岛素，该剂量为细胞培养物模型中葡萄糖摄取的标准剂量。
总而言之，图6举例说明在人骨骼肌细胞和脂肪细胞中，胰岛素(100nM)、粗品咖啡因(0.01mg/mL)和纯咖啡因(0.01mg/mL)刺激葡萄糖摄取。通过单向ANOVA，接着图基氏事后检验(Tukey′s post hoctest)，分析数据，用于多重比较。在图6中，结果用平均值±SD表示。星号*表示与人骨骼肌细胞相比P＜0.05；胡萝卜顶(carrot top)Λ表示与未经处理的人脂肪细胞相比P＜0.05。
简单地说，使用胰岛素作为正对照，我们确定在人骨骼肌细胞和脂肪细胞中粗品咖啡因对葡萄糖摄取的影响。在人骨骼肌细胞中，100nM胰岛素刺激葡萄糖摄取提高至2.06倍，尽管不如胰岛素有效，0.01mg/mL粗品咖啡因显著提高葡萄糖摄取至1.45倍。与此相反，0.01mg/mL纯咖啡因不产生显著的影响。意外地，在人脂肪细胞中，粗品咖啡因刺激葡萄糖摄取比胰岛素更有效：0.01mg/mL粗品咖啡因诱导葡萄糖摄取提高至2.20倍，而100nM胰岛素诱导提高至1.6倍。纯咖啡因(0.01mg/mL)对葡萄糖摄取不发挥显著的影响。
实施例3
还测试实施例1的粗品咖啡因复合物的抗氧化剂活性，并与纯咖啡因的抗氧化剂活性相比较。抗氧化剂可通过它们的溶解度物理分类为亲水性(水溶性)或亲脂性(脂溶性)。每一种类型的抗氧化剂防止身体不同部位的氧化性破坏。因此，为了防止尽可能多的氧化性破坏，期望具有两种类型的抗氧化剂。我们发现，ORAChydro为329μmol TE/g并且ORAClipo为129μmol TE/g，而纯咖啡因关联极低的ORAChydro(5μmol TE/g)和ORAClipo(0μmol TE/g)。因此，发现粗品咖啡因亲水性和亲脂性抗氧化剂活性两者均高。另一方面，纯咖啡因显示很少的亲水性抗氧化剂活性，并且没有亲脂性抗氧化剂活性。
评价通过超临界二氧化碳(scCO2)咖啡因脱除生产的另一对粗品咖啡因的提取物。在一种中，ORAChydro为145μmol TE/g并且ORAClipo为66μmol TE/g。在另一种中，ORAChydro为288μmol TE/g并且ORAClipo为115μmol TE/g。
通过一种方法，当粗品咖啡因用作添加剂时，亲水性抗氧化剂活性可具有至少约150-约300μmol TE/g(微摩尔的Trolox等价物)的氧自由基吸收能力(ORAC)值。通过另一种方法，当粗品咖啡因用作添加剂时，亲脂性抗氧化剂活性可具有至少约50-约100μmol TE/g的ORAC值。
使用适用于亚油酸酯微乳液系统(Sim，W.L.S等人，Journal ofAgricultural and Food Chemistry 57：3409-3414(2009))的ORAC测定，我们测定与粗品咖啡因、抗坏血酸和绿原酸组合的α-生育酚(一种形式的维生素E)的抗氧化剂活性。数据表示为相对ORAC：100％的相对ORAC是指混合物的抗氧化剂活性等于各组分的抗氧化剂活性的总和(累加效应)，而大于100％的相对ORAC是指混合物的抗氧化剂活性大于各组分的抗氧化剂活性的总和(协同效应)。
我们发现，粗品咖啡因和抗坏血酸与α-生育酚组合产生累加抗氧化剂效应(相对ORAC为100％)。与此相反，绿原酸与α-生育酚组合产生协同效应(相对ORAC为168％)。
我们的粗品咖啡因与α-生育酚起累加作用的发现指示了预期使用粗品咖啡因来替代基于α-生育酚的膳食抗氧化剂补充剂的益处。
实施例4
还测试了实施例1的粗品咖啡因提取物充当COX-2抑制剂的能力，并与纯咖啡因和阿司匹林(一种常见的NSAID抗炎剂)相比。发现粗品咖啡因复合物显示抑制COX-2活性的能力大于阿司匹林，而纯咖啡因不显示这种抑制活性。如上所讨论的，抑制COX-2酶的能力理解为提供抗炎活性。这些结果图示于图7。表格插入显示IC50值，单位mg/mL。IC50指示实现COX-2酶的约50％抑制所需的有效剂量。较低的数值指示在溶液中需要较少的化合物以得到50％抑制水平。如图表所示，阿司匹林的值为约0.19mg/mL，而粗品咖啡因的值为约0.02mg/mL。因此，在该测试中，比起阿司匹林，需要实质上较少的粗品咖啡因来实现50％抑制。另一方面，普通咖啡的值为2.01mg/mL，说明需要高得多的量的纯咖啡因来实现相同的效果。
总而言之，图7举例说明阿司匹林、普通咖啡、咖啡因和粗品咖啡因抑制COX-2。通过单向ANOVA，接着图基氏事后检验，分析数据，用于多重比较。在图7中，结果表示为平均值±SD。星号*表示与阿司匹林相比P＜0.05。
简单地说，使用阿司匹林作为正对照，通过测定粗品咖啡因对炎性酶COX-2的影响，我们评价了它的抗炎活性。粗品咖啡因抑制COX-2活性；IC50值为20μg/mL，这低至阿司匹林(IC50，190μg/mL)的9.5分之一，指示粗品咖啡因是比阿司匹林更有效的COX-2抑制剂。与此相反，普通咖啡的活性(IC50，2010μg/mL)低至阿司匹林的约10分之一。纯咖啡因不抑制COX-2活性。
实施例5
进一步分析实施例1的粗品咖啡因复合物，来部分确定在复合物的5-10％较小量组分中基于咖啡的生物活性物质的一些组分(Brunswick Labs，Norton，Mass.)。通过以下程序将咖啡因与生物活性提取物分离：(1)将48.90mg粗品咖啡因溶解于15mL去离子(DI)水中，并超声处理直至粗品咖啡因提取物溶解；(2)加入30mL二氯甲烷(CH2Cl2)，振荡，离心并收集CH2Cl2层(下层)；(3)重复步骤2，重复3-4次；(4)向水层(生物活性提取物)中加入约15mL丙酮，混合并超声处理，用于分析。
随后使用薄层液相色谱法、高效液相色谱法和质谱法对粗品咖啡因和已分离的生物活性提取物进行分析，以制备生物活性提取物的色谱图。提取物的分析图表提供于图8A和8B。基于图8A的图表和酚类-特异性Folin-Ciocalteu染色，相信生物活性物质的至少一种组分可为酚类酸化合物。
图8B的图提供了在粗品咖啡因中的组分的质谱图，通过显示它们的质谱指纹而显示存在非咖啡因生物活性化合物。如所示的，咖啡因具有分子量为195.3的峰，如在图8B的图中所标记的。特别地，在复合物中至少三种潜在的生物活性化合物的分子量显示于197.4、187.3和177.5。相信这三种化合物单独地或它们的混合物可为粗品复合物的生物活性组合物的主要组分。在不希望束缚于理论的同时，相信在粗品咖啡因复合物中这三种主要化合物的含量每一种单独地可在生物活性组分的约0-约20％范围内。不含咖啡因，纯化的生物活性提取物可预期在经纯化的提取物中含有0-100％的这三种主要化合物，单独地或它们的混合物。在图8B中的其它峰指示在粗品咖啡因中还找到其它较小量化合物。
概括地说，薄层层析法(图8A)通过特异性染色显示粗品咖啡因含有非咖啡因酚类抗氧化剂。自底部的第三染色带，在左手第三通路中，从色谱仪刮下凝胶，进一步通过LC-MS分析。
继续，LC-MS(图8B)显示包含在刮下的带中的指纹化合物的分子量。主要指纹化合物的分子量分别为197.4、187.3和177.5。
实施例6
粗品咖啡因。粗品咖啡因市售可得。其为咖啡因脱除过程的副产物。总的来说，咖啡因脱除过程包括使用溶剂提取未经加工的生咖啡豆。图9举例说明粗品咖啡因作为超临界二氧化碳(scCO2)咖啡因脱除过程的副产物的制备。在该过程中，将生咖啡豆在水中浸泡，直至水分含量为50％。通过液体二氧化碳在高温(90-100℃)和高压(300atm)下，将咖啡因在提取器中除去。将液体二氧化碳在提取器和洗涤器之间再循环，在洗涤器中用水将咖啡因从液体二氧化碳中除去。随后将所得到的富含咖啡因的水溶液通过反向渗透浓缩，并真空干燥。通过Silliker，Inc.(South Holland，IL)分析粗品咖啡因的近似组成。
总酚类。根据Singleton，V.L.&J.A.Rossi，Jr.，Am.J.Enol.Vitic.16：144-158(1965)的方法，确定粗品咖啡因的总多酚含量。将1毫升绿原酸标准物或粗品咖啡因溶液与15mL水和1.0mL Folin-Ciocalteu试剂混合，随后于室温下温育10分钟。加入20％碳酸钠(3.0mL)并于40℃下温育20分钟后，使用Agilent 8453UV-可见光分光光度计(Waldbronn，德国)，在755nm下测量吸光度。总多酚含量表示为绿原酸等价物的毫克数/克粗品咖啡因(CE/g)。
氧自由基吸收能力。为了测定亲水性级分的抗氧化剂值(ORAChydro)，于室温下，在定轨振荡器上用20mL丙酮/水(50∶50v/v)提取5g粗品咖啡因1小时。在Rotanta 460R离心机(GMI，Ramsey，MN)上，将混合物于1972xg下离心。使用由Ou(Ou，B.等人，Journalof Agricultural and Food Chemistry 49：4619-4626(2001))修改的方法，在由KC43.0软件控制的FL600板荧光读数器(Bio-Tek Instruments，Inc.，Winooski，VT)上，测定上清液的ORAChydro值。激发波长设定为485(±20)nm，且发射波长设定为530(±25)nm。为了测定亲脂性级分的抗氧化剂值(ORAClipo)，用10mL己烷/二氯甲烷(50∶50v/v)提取5g粗品咖啡因两次。根据以前公布的方法(Wu，X.等人，Journal ofAgricultural and Food Chemistry 52 4026-4037(2004)；Huang，D.等人，Journal of Agricultural and Food Chemistry 50：1815-1821(2002))测定合并的有机相的ORAClipo值。
葡萄糖摄取。使用人脂肪细胞和骨骼肌细胞(Zen-Bio，ResearchTriangle Park，NC)评价粗品咖啡因对葡萄糖摄取的体外影响。简要地说，使初生(primary)人皮下脂肪细胞或初生人成肌细胞在96-孔微板中分化。所得到的脂肪细胞(分化后2周)或骨骼肌细胞(分化后10天)在3H-2-脱氧葡萄糖存在下用粗品咖啡因(0.001-0.5mg/mL，最终浓度)处理；用胰岛素(100nM)处理的细胞用作正对照，未经处理的细胞用作负对照。所有的样品(包括正和负对照)进行三重测试。于37℃和5％CO2下温育2小时后，细胞用PBS洗涤并细胞溶解。将细胞溶解产物与闪烁流体混合，并将每个孔的放射性测量为计数/分钟(CPM)。
COX-2抑制。于37℃下，在Oxytherm(Hansatech Instrumental，Norfolk，England)的反应室中测量氧消耗。将由0.5mL Tris缓冲液(0.1M，pH 8.0)、5μL血红素[100μM，在二甲基亚砜(DMSO)中]和10μL COX-2酶组成的反应混合物温育1分钟。加入5微升每一种样品(在DMSO或乙醇中)，将混合物再温育1分钟。通过加入5μL花生四烯酸来开始测定，监测氧浓度。由动力学曲线得到初始氧消耗速率。COX-2抑制表示为初始氧消耗速率下降50％时的抑制剂浓度(IC50)。
粗品咖啡因生物活性化合物与α-生育酚组合的累加效应。在15-mL试管中，将亚油酸甲酯(1.2g)、Tween-20(2.9g)、正丁醇(1.5g)和磷酸钾缓冲液(4.4g)涡流，直至所得溶液澄清。用双重孔的Trolox溶液标准物(20μL；500，250，125，62.5或31.25μM)和三重孔的稀释于磷酸盐缓冲液中的样品(20μL)制备OBS微板。周边孔不用于动力学研究，以避免潜在的边缘效应。随后加入氧化底物，亚油酸甲酯微乳液(200μL)。将板在37℃下温育10分钟，随后向每个孔中加入20μL 2，2′-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐(AAPH，0.20g/mL，在磷酸盐缓冲液中)；每个孔的最终体积为240μL。含有200μL微乳液和40μL磷酸盐缓冲液的对照孔用于使荧光读数标准化。在37℃下监测反应动力学2小时，通过Synergy HT微板荧光读数器(Biotek Instruments Inc.)每2分钟进行读数。微板读数器配备485nm的激发滤光器、590nm的发射滤光器和氧传感器生物系统，在每次读数之前将板在低强度下振荡20秒，以确保充分混合。标准化后，将荧光数据转化为在反应的每个点的氧浓度。如前所述测定样品的ORAC值(Sim，W.L.S.等人，Journal of Agricultural and Food Chemistry 57：3409-3414(2009))。
统计学分析。使用PASW Statistics18(Chicago，IL)，通过单向方差分析(ANOVA)，接着图基氏事后比较检验来分析数据。结果表示为平均值±标准偏差(SD)。P＜0.05认为是在统计学上显著的。
这些实施例和实施方案是示例性的，不应看作是限制本发明的范围，本发明的范围由本说明书和所附权利要求书所限定。
在本说明书中引用的所有参考文献通过引用结合到本文中。

Claims (43)

1.一种食物，所述食物包含食物基料，所述食物基料具有在其中共混的有效量的功能性添加剂，所述功能性添加剂包括咖啡因和有效量的基于咖啡的生物活性组分的粗品咖啡因复合物，以提供以下之一：和胰岛素类似或更好地刺激细胞中的葡萄糖摄取、亲水性和亲脂性抗氧化剂活性、抗炎活性和它们的组合。
2.权利要求1的食物，其中所述粗品咖啡因复合物包括约90-约95％咖啡因和约5-约10％的基于咖啡的生物活性组分。
3.权利要求2的食物，其中在未经焙烧的生咖啡豆的咖啡因脱除中，所述基于咖啡的生物活性组分与咖啡因共洗脱，并且其中所述生物活性组分的分子量选自约197、约187、约177和它们的混合。
4.权利要求3的食物，其中所述粗品咖啡因复合物的所述基于咖啡的生物活性组分包括每一种约0-约20％与咖啡因共洗脱的化合物，并且所述化合物的分子量选自约197、约187、约177和它们的混合。
5.权利要求1的食物，其中所述食物包括约0.05-约25％的粗品咖啡因复合物。
6.权利要求1的食物产品，其中粗品咖啡因的量以在统计学上类似于100nM胰岛素的水平提高葡萄糖摄取进入人骨骼肌细胞。
7.权利要求1的食物产品，其中粗品咖啡因的量提高葡萄糖摄取进入人脂肪细胞，在统计学上类似于或高于100nM胰岛素。
8.权利要求1的食物产品，其中所述食物基料选自软饮料、零食、饼干、奶酪、薄脆饼干、粉末状饮料、烘焙和研磨的咖啡和可溶性咖啡。
9.权利要求1的食物产品，其中所述粗品咖啡因复合物包括小于约0.01％绿原酸及其内酯衍生物、小于约0.1％糖类和小于约0.01％蛋白质。
10.权利要求1的食物产品，其中所述粗品咖啡因复合物由未经焙烧的生咖啡豆的超临界二氧化碳咖啡因脱除而得到。
11.一种生产包含粗品咖啡因复合物的改进的食物的方法，所述方法包括：
a.使未经焙烧的生咖啡豆脱除咖啡因，以生产脱除咖啡因的咖啡豆和粗品咖啡因提取物；
b.回收所述粗品咖啡因提取物；
c.使所述粗品咖啡因提取物转化成为具有较大量咖啡因和较小量基于咖啡的生物活性化合物的粗品咖啡因复合物；和
d.将所述粗品咖啡因复合物加入到食物中，其量有效实现以下之一：刺激葡萄糖摄取进入细胞、抗氧化剂性质和抗炎活性。
12.权利要求11的方法，其中所述粗品咖啡因复合物为约90-约95％咖啡因和约5-约10基于咖啡的生物活性化合物。
13.权利要求11的方法，其中所述咖啡因脱除是超临界二氧化碳咖啡因脱除。
14.一种刺激细胞的葡萄糖摄取的方法，所述方法包括使细胞与咖啡因和有效量的基于咖啡的生物活性组分的共混物的粗品咖啡因复合物接触。
15.权利要求14的方法，其中所述粗品咖啡因复合物为约90-约95％咖啡因和约5-约10％基于咖啡的生物活性组分。
16.权利要求14的方法，其中所述细胞为人骨骼肌细胞。
17.权利要求14的方法，其中所述细胞为人脂肪细胞。
18.权利要求14的方法，其中使细胞接触包括使细胞与约0.001-约0.01mg/mL的粗品咖啡因复合物接触。
19.权利要求14的方法，其中所述粗品咖啡因复合物由未经焙烧的生咖啡豆的超临界二氧化碳咖啡因脱除而得到。
20.一种在具有升高的血糖水平的有机体中降低血糖水平的方法，所述方法包括向有机体提供有效量的粗品咖啡因复合物，以刺激葡萄糖摄取进入细胞和降低有机体的血糖水平而低于升高的血糖水平，其中所述粗品咖啡因复合物包括咖啡因和有效量的基于咖啡的生物活性组分的共混物。
21.权利要求20的方法，其中所述粗品咖啡因复合物为约90-约95％咖啡因和约5-约10％基于咖啡的生物活性组分。
22.权利要求20的方法，其中所述细胞为人骨骼肌细胞。
23.权利要求20的方法，其中所述细胞为人脂肪细胞。
24.权利要求20的方法，其中使细胞接触包括使细胞与约0.001-约0.1mg/mL的粗品咖啡因复合物接触。
25.权利要求20的方法，其中所述粗品咖啡因复合物由未经焙烧的生咖啡豆的超临界二氧化碳咖啡因脱除而得到。
26.权利要求20的方法，所述方法进一步包括鉴别具有升高的血糖水平(大于200mg/dL)的有机体，所述有机体需要具有低于升高的血糖水平的降低的血糖水平(小于或等于200mg/dL)。
27.权利要求1-10中任一项的食物，其中所述食物基料和其中共混的所述功能性添加剂不重现未脱除咖啡因的咖啡豆/咖啡或产生普通咖啡。
28.包含食物和粗品咖啡因的物质的组合物，所述粗品咖啡因是生豆咖啡因脱除过程的产物。
29.包含药物和粗品咖啡因的物质的组合物，所述粗品咖啡因是生豆咖啡因脱除过程的产物。
30.包含化妆品和粗品咖啡因的物质的组合物，所述粗品咖啡因是生豆咖啡因脱除过程的产物。
31.包含膳食补充剂和粗品咖啡因的物质的组合物，所述粗品咖啡因是生豆咖啡因脱除过程的产物。
32.包含生物物质和粗品咖啡因的物质的组合物，所述粗品咖啡因是生豆咖啡因脱除过程的产物。
33.权利要求28-32中任一项的物质的组合物，其中所述食物、药物、化妆品、膳食补充剂或生物物质以及所述粗品咖啡因不重现未脱除咖啡因的咖啡豆/咖啡或产生普通咖啡。
34.权利要求28-32中任一项的物质的组合物，其中所述粗品咖啡因以在统计学上类似于或高于胰岛素的水平刺激葡萄糖摄取进入人脂肪细胞或以在统计学上类似于胰岛素的水平刺激葡萄糖摄取进入人骨骼肌细胞。
35.权利要求28-32中任一项的物质的组合物，其中所述粗品咖啡因的ORAChydro值为至少约150-约300μmole TE/g并且ORAClipo值为至少约50-约100μmole TE/g。
36.权利要求28-32中任一项的物质的组合物，其中所述粗品咖啡因以在统计学上类似于或大于阿司匹林的水平抑制COX-2活性。
37.一种在具有升高的血糖水平的有机体中降低血糖水平的方法，所述方法包括向有机体提供有效降低有机体的血糖水平而低于升高的血糖水平的量的粗品咖啡因，所述粗品咖啡因是生豆咖啡因脱除过程的产物。
38.权利要求37的方法，所述方法进一步包括鉴别具有升高的血糖水平(大于200mg/dL)的有机体，所述有机体需要具有低于升高的血糖水平的降低的血糖水平(小于或等于200mg/dL)。
39.一种通过在有机体中提高抗氧化剂的总膳食摄取量的补充膳食的方法，所述方法包括向有机体提供通过提高抗氧化剂的总膳食摄取量而有效补充膳食的量的粗品咖啡因，所述粗品咖啡因是生豆咖啡因脱除过程的产物。
40.权利要求39的方法，所述方法进一步包括鉴别需要通过提高抗氧化剂的总膳食摄取量而补充膳食的有机体。
41.一种在具有升高的炎性水平的有机体中降低炎性活性的方法，所述方法包括向有机体提供有效降低有机体的炎性水平而低于升高的炎性水平的量的粗品咖啡因，所述粗品咖啡因是生豆咖啡因脱除过程的产物。
42.权利要求41的方法，所述方法进一步包括鉴别具有升高的炎性水平的有机体，所述有机体需要具有低于升高的炎性水平的降低的炎性水平。
43.权利要求20-26或37-42中任一项的方法，其中所述有机体为人。
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