3.25.3.1 stikstofverbindingen I: cafeïne

cafeïne, 1,3,7-trimethyl-xanthine, een purine-alkaloïde, is een secundaire metaboliet van de koffieplant: de biosynthese begint met xanthosinemonofosfaat.In de metabole route, komen de volgende methyleringsstappen met verschillende n-methyltransferases voor, methionine die de methyldonor is. Het purinekatabolisme van cafeïne omvat zijn degradatie via opeenvolgende demethylering tot kooldioxide en ammoniak.,85

in de koffieplant is cafeïne in alle delen van de grond aanwezig. De ecologische effecten van cafeïne als intrinsieke chemische afweer tegen herbivorie, weekdieren, insecten, schimmels of bacteria86 zijn vaak besproken, maar experimentele resultaten voor duidelijke ondersteuning zijn moeilijk te verkrijgen.87

de biosynthese van cafeïne vindt plaats in de bladeren en in het pericarp, het buitenste deel van de vrucht. Bij oudere bladeren is het cafeïnegehalte lager.,In het pericarpweefsel stimuleert licht sterk de methylatiestap van de cafeïnesynthese. Wanneer het zaad in de vrucht begint te groeien, wordt cafeïne door de membranen getransloceerd en hoopt zich op in het endosperm. Daar wordt de uiteindelijke waarde bereikt 8 maanden na de bloei.89

het cafeïnegehalte van de koffiebonen is afhankelijk van soort en variëteit, van 0,6% in Laurina tot 4% in sommige extreme Robusta ‘ s; gemiddelden worden gegeven in Tabel 3.90

Tabel 3., Caffeine content in green beans of different species and varieties

Species Variety Leaf bean
% DW % DW
C. arabica Mundo Novo 0.98 1.11
Typica 0.88 1.05
Catuai 0.93 1.34
Laurina 0.72 0.,62
C. canephora Robusta 0.46 >4
Kouilou/Conillon 0.95 2.36
Laurentii 1.17 2.45

Not included here are coffees from the Mascaracoffea group of Madagascar, which do not belong to the ‘beverage’ coffees.,91 zij hebben een zeer laag cafeïnegehalte op de grens van de analytische detectie (cafeïnevrij)92 en kunnen als genetische hulpbronnen voor verdere werkzaamheden dienen. Deze lage cafeïne soorten vertonen ook lage cafeïne in hun bladeren.93

het cafeïnegehalte in de droge stof wordt niet beïnvloed door postharvest-verwerking, noch door het roosteren. Hoewel het roosterproces ver boven de sublimatietemperatuur plaatsvindt, verdwijnt tijdens het slechts een klein percentage cafeïne, wat wordt overgewogen door het organische gewichtsverlies.,Cafeïne is een fysiologisch actieve verbinding en de blootstelling van de mens aan cafeïne na een kopje koffie is van belang. Een aantal algemene berekeningen kunnen worden gemaakt: een waterige extractie bij regelmatige brouwomstandigheden brengt de cafeïne bijna volledig in de drank. Een kopje van 100 ml met een brouwsel van 55 g l−1 gebrande en gemalen koffie, met de world trade ratio van 60% Arabica en een gemiddeld cafeïnegehalte van Tabel 2, levert ongeveer 100 mg cafeïne.,

kijkend boven de gemiddelden geeft Tabel 4 ruwweg de variabiliteit (brouwsterkte 40 g/l)94,95 van de waarde, waarbij extremen en exoten worden weggelaten – een bereik van plus/min 100%.

Tabel 4. Geschat cafeïnegehalte per kopje, standaardbrouwen van verschillende sterkten

Species (cafeïnebereik) Arabica (0,9–1,6%) Mix 60 Ar/40 Rob (1,7 %) Robusta (1,4–2.,9%)
Brewing strength Caffeine per cup mg/100 ml Caffeine per cup mg/100 ml Caffeine per cup mg/100 ml
40 g l−1a 36–64 67 56–116
55 g l−1b 50–88 92 77–160
70 g l−1c 63–112 118 98–203

Brewing strength according to

a NEVO, 1991, Dutch nutritional tables94: 40 g l−1., B gemiddelde tussen a en c: 55 g l−1 (Duits algemeen gebruik). C ISO 6668: 2008,95: 70 g l-1.

maar zelfs de term ” cup ” of “portie” is in beweging: de beker is wijdverspreid geworden, met een volume van ongeveer 250 ml, en ” Jumbo ‘s” zijn op de markt, van ongeveer 500 ml.een kopje thee ter vergelijking heeft een iets lager cafeïnegehalte: bereid uit een theezakje van 1,75 g met een gemiddeld cafeïnegehalte voor thee van 3%, bevat een kopje van 100 ml 50 mg, met een natuurlijke variabiliteit vergelijkbaar met het geval van koffie.,

de limiet voor verplichte cafeïneetikettering in niet-Koffie-en niet-theedranken is vastgesteld op 150 mg l-1 (stelt de verplichting voor cafeïneetikettering vast op hoeveelheden hoger dan 150 mg/l en een zin bedoeld als waarschuwing, “bevat hoge hoeveelheden cafeïne”, tenzij (Art.2 2) de drank is gebaseerd op koffie of thee);96 deze etikettering moet consumenten helpen onverwachte cafeïneinname te voorkomen.

De hier gegeven gegevens geven een standaard drankbereiding weer – andere bestaan. In een espresso-stijl percolatie, voor een kopje van 30 ml, 6.,5 g gebraden en gemalen worden ingenomen; bij dezelfde koffie kan ongeveer 87 mg cafeïne worden verwacht. De zeer korte tijd die beschikbaar is om cafeïne uit de cellulaire structuur te extraheren, leidt slechts tot 75-85% extractieopbrengst.Terwijl de consument van zijn koffie geniet, kan hij profiteren van het stimulerende effect van cafeïne.

De waarschuwingseffecten zijn bekend en de mechanismen zijn onderzocht.98,99

na consumptie wordt cafeïne gemakkelijk en volledig geabsorbeerd uit het maagdarmkanaal. Binnen 1 uur wordt het gelijkmatig verdeeld over het lichaam, waardoor het gemakkelijk de bloed–hersenbarrière passeert., Piekplasmaspiegels optreden 30-60 min na inname.

veroorzaakt door een kopje gewone koffie van de eerder berekende concentratie, wordt een cafeïnegehalte van 2 mg l-1 lichaamsvocht bereikt (totaal lichaamsvocht genomen als 60% van een man van 70 kg), net binnen het bereik van het stimulatieniveau van ongeveer 1-4 mg L−1 lichaamsvocht.100 bij dergelijke bloedconcentraties is het belangrijkste werkingsmechanisme in het centrale zenuwstelsel het antagonisme van adenosinereceptoren, dat de activiteit van het centrale zenuwstelsel verhoogt, met effecten op de alertheid en cognitieve controle.,tijdens de circulatie wordt cafeïne gemetaboliseerd in de lever via opeenvolgende demethylering en oxidatieve afbraak tot urinezuur. De afbraakproducten worden via de nieren uitgescheiden. Ongeveer 5% van de cafeïne wordt onveranderd uitgescheiden. De halfwaardetijd varieert van 2,5 tot 4,5 uur bij gezonde mannelijke volwassenen. Voor kinderen, vrouwen, zwangere vrouwen en mensen onder stress werden langere tijden gemeld.

het cafeïnegehalte van koffie kan worden verminderd door cafeïnevrij te zijn. Het proces begint met een stoombehandeling van de groene koffie om de weefsels te verzachten, gevolgd door oplosmiddelextractie., Het eerste patent dateert uit 1905.101 vandaag, processen draaien met dichloormethaan, ethylacetaat, superkritisch of vloeibaar kooldioxide, of water – elk proces met zijn eigen speciale technologie.102 in de Verenigde Staten wordt koffie zonder cafeïne ‘gewone’ koffie genoemd.

wettelijke voorschriften inzake het cafeïnegehalte zijn van toepassing op cafeïnevrije koffie voor het eindproduct voor consumptie, dat wil zeggen gebrande en oploskoffie. In de Verenigde Staten, wordt decaffeinatie gemeten door de graad van decaffeinatie; gemeenschappelijk zijn 97%.,103 De Europese wetgeving stelt voor oploskoffie een maximaal restgehalte aan cafeïne vast van 0,3%; 104 gebrande koffie valt onder de nationale wetgeving, in het algemeen 0,1% voor droge stof.

De standaardanalysemethoden voor cafeïnebepaling maken gebruik van chromatografische scheiding en spectrometrische detectie.Hoewel cafeïne als zuivere chemische stof een duidelijk bittere smaak heeft (het kan worden gebruikt als een “bittere” standaard in fundamentele sensorische tests), speelt het slechts een kleine rol bij het geven van een bittere tint aan de koffiedrank.