Влияние кофеина на организм человека – польза и вред

Немного истории. Как и кем был открыт кофеин

Фридриб Фердинанд Рунге – немецкий химик и гениальный ученый, который первым идентифицировал кофеин. Свои научные эксперименты он начал еще в юношестве. Но настоящая известность и успех пришли к нему благодаря писателю Иоганну Гете, коту и кофейным зернам. Именно Гете подарил Рунге пакет редких кофейных зерен.
С тех пор прошло уже 200 лет. Исследования кофеина и его влияния на организм продолжались. Результатом стало изолирование этого компонента из чая в 1827 году М.Одри и получение искусственным путем Г.Э.Фишером в 1895 году. Фишер также стал первым ученым, который вывел структурную формулу кофеина. Она показывает из чего состоит кофеин.

Симптомы передозировки кофеином

Сначала нужно ознакомиться с перечнем противопоказаний к употреблению этого вещества:

• состояние артериальной гипертензии;
• наличие сердечнососудистых патологий, имеющих органическое происхождение;
• проявление дегенеративных изменений в области зрительного нерва;
• пребывание пациента в чрезмерно возбужденном состоянии;
• регулярная бессонница;
• пребывание в геронтологическом возрастном периоде.

При игнорировании этих правил и злоупотреблении веществом могут возникнуть следующие симптомы передозировки кофеином:

• трудности с засыпанием;
• возбуждение ЦНС;
• излишнее беспокойство;
• привыкание;
• повышение артериального давления;
• учащение пульса;
• головокружение;
• расстройство желудка;
• судорожные припадки;
• приступы удушья;
• дрожь конечностей;
• аллергическая реакция.

При первых симптомах передозировки необходимо помочь пострадавшему

Продукты, усиливающие действие кофеина

А теперь перейдем к вопросу о том, как нейтрализовать кофеин в организме. Для начала нужно ознакомиться со списком продуктов, которые усиливают его влияние на тело человека:

1. Жареная пища. Потребление кофеина совместно с такими блюдами приведет к чрезмерной нагрузке на желудок.
2. Алкогольные напитки. Прием кофе или зеленого чая совместно с ликером и коньяком может сослужить плохую службу для вашего сердца и привести к формированию тахикардии.
3. Острые блюда. Специи и приправы – враги кофеина №1. При совместном приеме может развиться несварение желудка или язвенная болезнь.
4. Продукты, содержащие кофеин. Не рекомендуется пить кофе и чай совместно с шоколадом, колой, коктейлями энергетического действия.
5. Медикаменты. Лекарства от головной боли также содержат кофеин и обладают стимулирующим действием. Поэтому на время лечения от приема кофе следует воздержаться.

Диаграмма – химический состав кофейного зерна

В основном зеленое кофейное зерно состоит из клетчатки, воды и кофейных масел. Оставшиеся 25% – кофеин, белок, минеральные соли, антиоксидант хлоргеновая кислота (формирует вяжущий вкус кофе) и алкалоид тригонеллин (при обжарке создает уникальный аромат).

• Более 50% в составе зеленого кофе занимают углеводы (сахара и клетчатка). Именно они формируют пенку в эспрессо и составляют так называемое тело напитка.
• В кофе содержится множество кислот, и большая их часть выделяется именно в процессе термообработки. Они положительно влияют на работу желудка и пищеварительной системы.
• Танины формируют горький, немного вяжущий вкус. Молочные продукты (молоко или сливки) частично связывают танины, и делают вкус напитка менее горьким.
• Кофеин бодрит, помогает сконцентрироваться, несколько повышает давление и активизирует работу всех систем организма. В различных сортах кофе разное количество кофеина (в робусте больше, чем в арабике), а кроме того, имеет значение и место произрастания, и способ обработки зерна.

В кофе всегда присутствует так называемая кофейная зола, которая состоит из калия, магния, кальция, натрия и марганца.

Химическая формула и свойства

Кофеин — это алкалоид, содержащийся в некоторых растениях и влияющий на нервную систему человека и животных.

• Химическое название — 1,3,7-триметилксантин.
• Химическая формула кофеина — С8Н10N4O

  Структурная формула

Как видно из формул, компонентами кофеина являются: углерод, водород, азот и кислород. Эти элементы – основа всех органических соединений.

Физические свойства кофеина:

• Представляет собой белые кристаллы.
• Имеет горький вкус.
• Без запаха.
• Растворимость: хорошо — в горячей воде (1:2), плохо – в холодной (1:60) и этаноле (1:50).
• Температура плавления – 234°С.
• Плотность – 1,23 г/см³.

Содержание

• 1 Википедия
• 2 Викисловарь 2.1 Морфологические и синтаксические свойства
• 2.2 Семантические свойства 2.2.1 Значение
• 2.2.2 Гиперонимы

Кофеи?н

— алкалоид (пурин № 7 — caffeine), содержится в таких растениях, как кофейное дерево, чай (кофеин, содержащийся в чае или экстрагированный из него, иногда называют теин), мате (его иногда называют матеин), гуарана, кола, и некоторых других. Также производится синтетически. Содержится в различных напитках, в малых дозах оказывает стимулирующее воздействие на нервную систему. В больших дозах вызывает истощение. В очень же больших дозах (среднесмертельная доза 10 грамм) вызывает смерть.

Таблица изменения химического состава кофе в процессе обжаривания

Обжаривание кофейных зерен запускает множество процессов, во время которых меняется состав кофейного зерна. Чем дольше идет обжарка, тем большими будут изменения.

• Вода. Вода из зерен активно испаряется (примерно с 12% до 3%), и содержание прочих веществ в пересчете на изменившуюся массу возрастает.
• Сахара. В процессе обжарки карамелизируются, что и обуславливает коричневый цвет.
• Клетчатка. Распадается на кислоты, спирты, аминокислоты.
• Жиры. Частично распадаются на кислоты.
• Кофеин. Его количество почти не меняется, но так как зерно теряет влагу, и концентрация сухих компонентов возрастает, в относительном содержании количество кофеина в обжаренном кофе выше, чем в зеленом.
• Хлоргеновая кислота. Ее количество при обжарке сильно снижается, но остается достаточно большим, чтобы формировать аромат и горьковатый вкус.
• Тригоннелин. Один из важнейших алкалоидов, при термообработке выделяет ценный витамин PP, то есть, никотиновую кислоту.

При обжарке компоненты зерна не только распадаются на большее количество соединений, но и реагируют друг с другом, образуя новые (как правило, летучие) составляющие. В результате этого формируется особенный вкус и аромат.

Маслянистые летучие соединения довольно непрочные, и даже при отсутствии воздуха их концентрация снижается. Поэтому важно покупать свежеобжаренный кофе и хранить его в небольших закрытых емкостях.

Сколько кофеина содержится в разных продуктах

Кофейное зерно – основной и наиболее известный источник кофеина. Именно в кофе он впервые был обнаружен. Чай, газированные напитки, спортивное питание, какао, шоколад – это не полный список продуктов в состав которых входит кофеин, в том или ином количестве. Соответственно, его употребляют как взрослые, так и дети.

При разумном потреблении, кофеин не способен навредить даже ребенку и беременной женщине. Для взрослого человека суточная норма составляет 300 мг, для беременных – 200 мг, а для ребенка 2,5 мг на 1 кг веса. В расчет берется объем, полученный из всех продуктов, потребляемых за день.

Отрицательное влияние на организм

Несмотря на все положительные стороны, не стоит забывать, что кофеин можно назвать узаконенным наркотиком. Он является психотропным веществом, воздействующим на центральную нервную систему и вызывающим привыкание при превышении определенной дозировки.

Например, употребление 500-600 мг кофеина в день приводит к бессоннице, беспокойству, раздражительности, расстройству желудка, учащенному сердцебиению и даже к мышечному тремору.

Тогда как при потреблении 1000-1500 мг кофеина может возникнуть кофеиновая зависимость, которая, в свою очередь, может вызывать нервозность, раздражительность, беспокойство, бессонницу, головные боли и учащенное сердцебиение, усиление бессознательных рефлексов, может увеличить риск рака мочевого пузыря.

Также, как бы невероятно это не звучало, возможна передозировка кофеином

Ее симптомами является — боль в животе, тревога, психическое и двигательное возбуждение, спутанность сознания, делирий(диссоциатив), обезвоживание, тахикардия, аритмия, гипертермия, учащенное мочеиспускание, головная боль, повышенная тактильная или болевая чувствительность, тремор или мышечные подергивания; тошнота и рвота, иногда с кровью; звон в ушах, эпилептические припадки (при острой передозировке — тонико-клонические судороги).

Преимущества и недостатки растворимого кофе

В растворимом кофе только 15-20% составляющих получены из натурального кофе. Эспрессо готовят всего 30 секунд, а кофейные зерна для растворимого кофе иногда вываривают 5-10 часов. При этом все полезные, ароматические и вкусовые вещества остаются в гуще, которая не используется. В основном, переходит только кофеин и некоторое количество кислот.

Ни один производитель не будет делать растворимый кофе из “100% высокогорной арабики”, как иногда пишут на упаковке. Как максимум туда отправятся разломанные и поврежденные зерна. И то, чаще всего это робуста, в которой больше кофеина.

Производство растворимого кофе подразумевает варку кофейных зерен, получение кофейного напитка и его последующую сушку. При этом происходит интенсивное выделение всех растворимых элементов, содержащихся в кофейных зернах, и повторное помещение их в готовую массу растворимого вещества, что не может не сопровождаться потерями.

Растворимый кофе содержит меньше полезных веществ, чем молотый

Производители стараются компенсировать потери добавлением указанных веществ в готовую продукцию, что неминуемо ведет к его удорожанию. Поэтому, чем дешевле кофе на прилавке, тем беднее его вкус и аромат. Кроме того, при изготовлении растворимого кофе используют отходы производства натурального кофе, чаще — из выбракованных зерен.

Пожалуй, единственным преимуществом растворимого кофе является скорость приготовления и увеличение срока его хранения.

Как действует кофеин

То, что кофеин бодрит – общеизвестный факт. А вот как он это делает, знают далеко не все. Понимая, как работает кофеин, можно использовать его гораздо эффективней. Простым языком объяснить, что делает кофеин можно следующим образом.

В течение дня, пока человек занят повседневными делами, в его организме вырабатывается аденозин, уровень которого контролируется центральной нервной системой через рецепторы. Аденозин — побочный продукт расщепления молекулы АТФ (аденозитрифосфат). АТФ же в свою очередь является основным источником энергии в организме.

В тот момент, когда уровень аденозина возрастает до критичной отметки, возникает усталость, организм подает сигнал, что пора отдыхать. Молекула кофеина и аденозина имеют сходное строение, поэтому кофеин способен попадать в рецепторы аденозина и блокировать их, стимулируя нейроны. Вследствие этого человек ощущает прилив сил и бодрости.

Важно понимать, что кофеин не обладает собственной энергией. Блокируя рецепторы, он провоцирует организм использовать дополнительный запасы АТФ. Это чревато тем, что для восстановления сил потребуется больше времени, иначе возможно нервное истощение и хроническая усталость.

Положительное влияние на организм

После обнаружения кофеина, кофе словно родился заново. Еще тогда, в 1819, его начали использовать как медицинский препарат.

Сейчас же существует около пятнадцати наименований медпрепаратов, изготовленные на основе кофеина, которые способствуют восстановлению работы некоторых внутренних органов.

Основным действием кофеина является придание бодрости организму, благодаря стимуляции центральной нервной системы, однако, помимо этого, он успешно борется с усталостью и улучшает концентрацию внимания.

Еще кофеин оказывает положительное воздействие на работу мозга. Недавнее исследование Гарвардского института определило, что ежедневное употребление парочки чашек кофе сокращает риск суицида у людей, пребывающих в депрессивном состоянии, в то же время более свежее исследование установило, что ежедневное употребление 200 мг кофеина способствует улучшению долговременной памяти. Другие исследования предположили, что его употребление снижает риск таких заболеваний, как диабета 2-го типа, болезнь Паркинсона, сердечно-сосудистых заболеваний и инсультов.

Витамины и минералы в химическом составе кофе

Натуральный кофе богат множеством полезных для человека витаминов и минералов.

B3 – витамин, получаемый из тригонеллина во время нагревании. Положительно влияет на нервную систему, нормализует метаболизм.

А – витамин, влияющий на рост и развитие всех органов.

D – улучшает всасывание полезных веществ в кишечнике;

Е – стимулирует иммунитет, положительно влияет на репродуктивную систему.

Калий, магний и кальций полезны для сердца, улучшают работу мозга и сосудов, укрепляют костную и мышечную системы.

Какие вещества входят в его состав

Кофе является любимым напитком миллионов людей. Среди самых знаменитых его поклонников: Наполеон, Вольтер (он выпивал по 50 чашек в день и дожил до 84 лет), Оноре де Бальзак (если он не мог сварить кофе, то просто жевал зерна), Бетховен (считал, что хороший кофе варится только из 60 зерен), Виктор Гюго (не только пил кофе, но и рисовал с его помощью картины). В России моду на кофе распространил Петр I.

Химическая формула кофе очень сложная, так как в его состав входит большое количество разнообразных веществ:

• белки;
• жиры;
• углеводы;
• кофеин;
• танин;
• витамины (В1, В2, Е);
• микроэлементы (кальций, калий, медь, железо, натрий);
• органические кислоты.

В зависимости от сорта и условий произрастания, концентрация тех или иных веществ в зернах будет различной. Также отличаться будет структура сырых и жареных кофейных зерен. Наглядно это можно увидеть в таблице.

Из всех перечисленных веществ, наибольшее влияние на организм человека имеет именно кофеин. При обжаривании зерен содержание данного алкалоида увеличивается.

Содержание кофеина в различных напитках

Кофеин присутствует в составе разных продуктов. Помимо кофе и чая, он содержится, например, в газированных прохладительных напитках, энергетиках, шоколаде, конфетах, снеках, десертах и так далее. Наличие кофеина зависит от того, из чего был произведен данный продукт.

О наличии кофеина в кофе можно рассказать более конкретно.

Можно найти много информации по самым разным сортам, но, например, в самых распространенных, таких как арабика находится от 1000 до 1500 миллиграмм на сто грамм, у сорта робуста от 1100 до 2500, в либерике от 700 до 2500.

Стоит отметить, что содержание кофеина в чае и кофе зависит от времени экстракции (заваривания) напитка. Чем дольше, тем большее количество кофеина будет извлечено.

Если вам интересно узнать сколько же содержится кофеина, например, в капучино или зеленом чае, то вы можете посмотреть это в данной таблице:

Кофейные напитки

Чай

Декофеинизация или как получают кофе без кофеина

Кофе бодрит и, в разумных дозах, положительно влияет на организм здорового человека. А вот людям с сердечно-сосудистыми заболеваниями, беременным и детям от употребления этого напитка лучше воздержаться. Что же делать тем, кто любит горячий ароматный кофе, но по тем или иным причинам имеет противопоказания.

Сейчас многие знают о существовании кофе без кофеина. А вот как происходит этот процесс известно далеко не всем. По легенде, изобретение технологии декофеинизации стало возможно благодаря случаю. В 1903 году корабль, на котором находился кофе, попал в шторм и груз намок. Людвиг Роземус изучил зерна и обнаружил, что они лишились кофеина, но их можно использовать.

Основная задача декофеинизации — не только сделать кофе безопасным для организма, но и сохранить его вкус и аромат. Сейчас технология стала настолько совершенной, что очень сложно различить кофе с кофеином и без. Существуют несколько сотен способов декофеинизации. В любом из них проводится обработка зеленого зерна. Особо стоит отметить три основных метода.

Этот метод самый простой и наименее затратный. Весь процесс выглядит следующим образом:

1. Зеленые кофейные зерна заливаются горячей водой (но не кипятком) или обрабатываются паром в течение 30 минут.
2. Затем они погружаются в растворители (чаще всего применяется метиленхлорид или этиленацитат), которые выводят алкалоид. Этот этап длится в среднем 10 часов.
3. После этого зерна снова промываются в горячей воде для удаления излишка растворителя.
4. Завершающий этап — сушка.

Содержание кофеина при таком способе составляет от 1% до 3%. Среди недостатков стоит отметить потерю вкусовых качеств и некоторых полезных веществ вследствие использования химических растворителей.

Этот способ более новый и дорогой. Он был введен в употребление швейцарской . Преимущество швейцарской технологии состоит в том, что в процессе не используются химические средства. Этапы декофеинизации:

1. Зеленые кофейные зерна замачиваются горячей водой.

1. Далее воду сливают и с помощью фильтра удаляют из нее кофеин.
2. После этого новую партию зерен заливают водой с растворенными в ней вкусовыми компонентами. В результате получается напиток, не уступающим натуральному кофе.

Использовать двуокись углерода для декофеинизации зерен впервые предложили в Германии. Этот метод был запатентован в 1970 году. Процесс состоит из следующих этапов:

1. Сперва кофейные зерна вымачиваются в горячей воде.
2. Далее их помещают на 10 часов в сжатый углекислый газ с небольшим количеством воды (примерно 3%). Температура должна составлять 70 °С. Диоксид углерода превратится в жидкость и будет играть роль растворителя.
3. По истечении необходимого времени, зерна высушиваются и обжариваются.

Данная технология позволяет сохранить весь вкус и аромат кофейного зерна. А углекислый газ не оставляет после себя следов. Соответственно на выходе получается безвредный для здоровья ароматный напиток.

Семантические свойства

Значение

1. Хим. органическое вещество, содержащееся в зёрнах Кофе, листьях чайного куста, орехах кола и в некоторых других растениях; действует возбуждающее на центральную нервную и сердечно-сосудистую системы; применяется в медицине как стимулирующее средство, при наркотических отравлениях и др. ? Зёрна Кофе с пониженным содержанием кофеина.

Гиперонимы

1. Алкалоид

КОФЕИН (C8H10N4O2), белый, горького вкуса АЛКАЛОИД, содержащийся в Кофе, чае и других веществах, например, в растениях какао и падубе. В напитках он действует как мягкое, безвредное стимулирующее и МОЧЕГОННОЕ средство, однако в чрезмерных дозах может вызвать бессонницу и бредовое состояние.

Психоактивное стимулирующее средство с горьким вкусом, без запаха. Его действие проявляется очень быстро, уже через несколько минут после употребления. Совершая влияние на центральную нервную систему (головной и спинной мозг), кофеин учащает и усиливает дыхание, сердечные сокращения, ускоряет обмен веществ, придает ощущение бодрости, снимает сонливость и усталость. Также он оказывает мочегонное действие и стимулирует сужение кровеносных сосудов — это определяет его способность облегчать головные боли (если их причиной было расширение кровеносных сосудов головы). Также кофеин повышает мышечный тонус и улучшает координацию движений. В больших дозах, например в количестве, содержащемся в четырех чашках кофе, выпитых в течение короткого времени, кофеин вызывает беспокойство, бессонницу, раздражительность и головные боли.

Люди, которые регулярно употребляют больше пяти чашек Кофе в день, сильно привыкают к кофеину. Перестав его принимать, они могут почувствовать симптомы отмены: головокружения, раздражительность, головные боли и слабость. Кофеин выводится из организма в течение нескольких часов, поэтому его прямое действие непродолжительно. Существует версия, еще не доказанная, что длительное потребление кофеина в высоких дозах может вызывать повышенное кровяное давление, ишемическую болезнь сердца и некоторые врожденные дефекты у потомства.

Кофеин встречается во многих популярных напитках. В чашке обыкновенного Кофе — около 100 мг кофеина (в сравнении с меньше 5 мг в чашке декофеинизированного); в стакане чая или колы — около 50 мг; а чашка какао содержит около 10 мг.

Кофеин

, сущ., кол-во синонимов: (8) 1. алкалоид 2. гуаранин 3. каффеин 4. коффеин 5. лекарство 6. метилтеобромин 7. теин 8. фермент

Кофеин — алкалоид с формулой C8H10N4O2; его химическое название — 1,3,7 — триметилксантин. В промышленности его получают тремя способами: выделением из жареных кофейных зерен, в которых содержится 0,75-1,5% кофеина; экстракцией из чайной пыли, т.е. перемолотых чайных листьев, содержащих 1,5-3,5% кофеина; экстракцией из орехов колы, содержащих около 2% кофеина. Кроме того, он может быть получен химическим путем из мочевой кислоты или метилированием теобромина. Кофеин усиливает действие аспирина и других анальгетиков и вместе с ними часто входит в состав лекарств, продающихся без рецепта.

Декофеинизации подлежат зеленые кофейные зерна. Существует несколько способов декофеинизации, но все они начинаются одинаково: зерна замачиваются в воде, органических растворителях (наиболее распространенные этилацетат и метиленхлорид), сжиженных CO2 и пр. жидкостях до момента, пока не откроются поры и действие кофеина не ослабнет. В результате замачивания кофейное зерно набухает и увеличивается в обьеме в два раза. Очень часто процесс декофеинизации сопровождается потерей вкусовых и ароматических качеств. Чтобы этого не случилось, оптимальным способом проведения декофеинизации считается замачивание кофейных зерен в воде, пока они находятся на стадии зеленых бобов.

После замачивания в горячей воде, жидкость сливают, а зерна снова заливают. На этот раз растворителем. После растворителя зерна снова заливают водой, на этот раз кипящей (чтобы удалить весь растворитель), тщательно полощат и просушивают.Таким образом, процесс предусматривает обработку Кофе паром, его экстракцию, удаление растворителя и влаги. Но как бы качественно и каким бы способом не был проведен процесс декофеинизации, в зернах остается некоторое количество растворителя, что небезопасно для здоровья.

Поэтому в 1979 году (Швейцарская) предложила новый способ декофеинизации — без использования растворителя. Кофейные зерна просто замачиваются в воде. Таким образом из них удаляется кофеин. В принципе, этот способ является более совершенной модификацией исходного варианта декофеинизации, открытого еще в начале XX века (1903 г.) немцем Людвигом Роземусом. Этот метод гораздо более дорогостоящий, но более безопасный и позволяет сохранить вкус и аромат кофейных зерен. Существует еще несколько методов декофеинизации, в том числе при помощи сжатого диоксида углерода (СО2) и разлагания кофеина путем электролиза. Они не оставляют никаких следов в напитке и позволяют сохранить все его качества.

Твин Пикс «Сквозь огонь»

— Я не употребляю наркотики. — Кофеин — это наркотик. Никотин — тоже. — Это что за умник?

«Доктор Хаус» (Эпизод 5 «Без ума от любви»)

Д-р Хаус:

Кофейных стаканчиков нет. Решила жить без кофеина. Хорошо для ребёнка.
Д-р Кадди:
Стаканчики в другом ведре, а ребёнок — в твоём воображении.

(Пока оценок нет)

Юрий Кульчицкий

Предыдущая запись

Питчинг

Следующая запись