Influence of coffee brewing and filtration methods on diterpene concentrations and serum cholesterol levels

Abstract

Diterpenes, naturally occurring coffee oils, have been linked to multiple physiological effects, such as antidiabetic, anti-inflammatory, anticancer, and hypercholesterolemic activities. Elevated serum cholesterol is associated with an increased risk of cardiovascular diseases, which has increased interest in the potential health implications linked to coffee consumption. There is a need for a comprehensive evaluation that connects coffee composition, brewing techniques, filtration mechanisms, and their combined impact on diterpene concentrations and exposure as well as health outcomes. This thesis aims to analyse the influence of brewing and filtration methods on diterpene concentrations and serum cholesterol levels through a critical review of existing scientific literature, synthesizing current knowledge to identify key factors affecting diterpene levels in coffee and their potential health implications. The review examines coffee oil composition, extraction processes, and differences between brewing methods, including decoction, infusion, and pressure-based techniques. Particular emphasis is placed on filtration mechanisms and their effectiveness in reducing diterpene concentrations. Based on existing research, paper-filtered coffee contains the lowest concentrations of diterpenes and has negligible effects on serum cholesterol and fasting triglyceride levels. Cloth-filtered coffee contains slightly higher concentrations, whereas unfiltered coffee exhibits the highest levels of these compounds. Overall, the findings indicate that filtration plays an important role in reducing diterpene concentrations and minimizing their impact on serum cholesterol levels.

Diterpeenit ovat luonnollisesti esiintyviä kahvin öljyjä, joihin on liitetty useita fysiologisia vaikutuksia, kuten antidiabeettisia, tulehdusta ehkäiseviä, syöpää ehkäiseviä sekä kolesterolia kohottavia ominaisuuksia. Kohonnut seerumin kolesterolipitoisuus on tunnettu sydän- ja verisuonitautien riskitekijä, mikä on lisännyt kiinnostusta kahvin kulutuksen mahdollisiin terveysvaikutuksiin. Tarvitaan kattava arvio, joka yhdistää kahvin koostumuksen, valmistusmenetelmät, suodatusmekanismit sekä niiden yhteisvaikutukset diterpeenipitoisuuksiin ja terveysvaikutuksiin. Tämän kandidaatintyön tavoitteena on analysoida kahvin valmistus- ja suodatusmenetelmien vaikutusta diterpeenipitoisuuksiin ja seerumin kolesterolitasoihin kriittisen kirjallisuuskatsauksen avulla. Työssä kootaan nykyinen tutkimustieto keskeisten diterpeenipitoisuuksiin vaikuttavien tekijöiden sekä niiden mahdollisten terveysvaikutusten tunnistamiseksi. Kirjallisuusatsauksessa tarkastellaan kahviöljyn koostumusta, uuttoprosesseja sekä eri valmistusmenetelmien, kuten keittämiseen, haihduttamiseen ja paineeseen perustuvien tekniikoiden, välisiä eroja. Erityistä huomiota kiinnitetään suodatusmekanismeihin ja niiden tehokkuuteen diterpeenipitoisuuksien vähentämisessä. Aiemman tutkimuksen perusteella paperisuodatettu kahvi sisältää alhaisimmat diterpeenipitoisuudet ja sillä on vähäinen vaikutus seerumin kolesteroli- ja paastotriglyseridipitoisuuksiin. Kangassuodatettu kahvi sisältää hieman korkeampia pitoisuuksia, kun taas suodattamaton kahvi sisältää näitä yhdisteitä eniten. Tulokset osoittavat, että suodatuksella on merkittävä rooli diterpeenipitoisuuksien vähentämisessä ja niiden vaikutuksen minimoimisessa seerumin kolesterolitasoihin.