3.25.3.1 kväveföreningar i: koffein
koffein, 1,3,7-trimetyl-xantin, en purinalkaloid, är en sekundär metabolit av kaffeanläggningen: biosyntesen börjar från xantosinemonofosfat.84 i den metaboliska vägen uppträder efterföljande metyleringssteg med olika n-metyltransferaser, metionin är metyldonatorn. Den purin katabolism av koffein innefattar dess nedbrytning via successiv demetylering ner till koldioxid och ammoniak.,85
i kaffeanläggningen finns koffein i alla delar över marken. De ekologiska effekterna av koffein som ett inneboende kemiskt försvar mot växtätare, blötdjur, insekter, svampar eller bakterier86 har ofta diskuterats, men experimentella resultat för tydligt stöd är svåra att få.87
Koffeinbiosyntes sker i bladen och i perikarpen, den yttre delen av frukten. I åldrade löv är koffeinhalten lägre.,88 i perikarpvävnaderna stimulerar ljuset starkt metyleringssteget av koffeinsyntes. När fröet inuti frukten börjar växa, översätts koffein genom membranen och ackumuleras i endospermen. Där uppnås det slutliga värdet 8 månader efter blomningen.89
koffeinhalten i kaffebönorna beror på art och sort, från 0.6% i Laurina upp till 4% i vissa extrema Robustas; medelvärden ges i tabell 3.90
tabell 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 de har mycket lågt koffeininnehåll vid gränsen för analytisk detektion (koffeinfri)92 och kan fungera som genetiska resurser för vidare arbete. Dessa låga koffeinarter visar också låg koffein i sina löv.93
koffeinhalten i torrsubstansbasen påverkas inte av postharvest-bearbetning, inte heller av rostningen. Även om rostningsprocessen sker långt över sublimeringstemperaturen, försvinner endast en liten andel koffein, vilket är överbalanserat av den organiska viktminskningen.,91
koffein är en fysiologiskt aktiv förening, och den mänskliga exponeringen för den efter en kopp kaffe är av intresse. Vissa allmänna beräkningar kan göras: en vattenhaltig extraktion vid vanliga bryggförhållanden överför koffein nästan helt i drycken. En kopp 100 ml med en brygga på 55 G L-1 av rostat och malet kaffe, med världshandelsförhållandet 60% Arabica och ett genomsnittligt koffeininnehåll i Tabell 2, levererar ca 100 mg koffein.,
om man tittar bortom medelvärdena ger Tabell 4 ungefär variabiliteten (bryggstyrka 40 g / l) 94,95 av värdet, utelämnar ytterligheter och exotics – ett intervall på plus/minus 100%.
tabell 4. Uppskattade intervall av koffeinhalt per kopp, standard bryggning av olika styrkor
| arter (koffeinområde) | Arabica (0.9–1.6%) | Blanda 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 medelvärde mellan a och C: 55 g l−1 (tyskt gemensamt bruk). C ISO 6668: 2008,95: 70 g L-1.
men även termen ” cup ”eller” serving ”är i rörelse: muggen har blivit utbredd, med en volym på ca 250 ml och ”jumbos” finns på marknaden, på ca 500 ml.
en kopp te för jämförelse, har en något lägre koffeinhalt: framställd av en 1,75 g tepåse med en genomsnittlig koffeinhalt för te på 3%, en kopp 100 ml innehåller 50 mg, med en naturlig variabilitet som liknar fallet med kaffe.,
gränsen för obligatorisk koffeinmärkning i icke-kaffe och icke-tedrycker är inställd på 150 mg L−1(anger skyldigheten för koffeinmärkning i mängder som överstiger 150 mg / l och en mening avsedd som varning, ”innehåller höga mängder koffein”, såvida inte (Art.2 2) drycken är baserad på kaffe eller te);96 denna märkning bör hjälpa konsumenterna att undvika oväntat koffeinintag.
de data som ges här återspeglar en standarddryckberedning – andra finns. I en espresso-stil perkolering, för en kopp 30 ml, 6.,5 g grillat och slipat tas; med samma kaffe kan cirka 87 mg koffein förväntas. Den mycket korta tid som finns tillgänglig för att extrahera koffein från den cellulära strukturen leder till endast 75-85% extraktionsutbyte.97
medan du njuter av sitt kaffe kan konsumenten dra nytta av den stimulerande effekten av koffein.
de alarmerande effekterna är välkända och de mekanismer som undersöks.98,99
efter konsumtion absorberas koffein lätt och fullständigt från mag-tarmkanalen. Inom 1 h är det jämnt fördelat i kroppen, som lätt passerar blod-hjärnbarriären., Maximala plasmanivåer uppträder 30-60 min efter intag.
provocerad av en kopp vanligt kaffe med den tidigare beräknade koncentrationen uppnås en koffeinnivå på 2 mg L−1 kroppsvätska (total kroppsvätska som tas som 60% av en 70-kg man), precis i intervallet av stimuleringsnivån på ca 1-4 mg L−1 kroppsvätska.100 vid blodkoncentrationer såsom dessa är den huvudsakliga verkningsmekanismen i centrala nervsystemet antagonismen hos adenosinreceptorer, vilket ökar aktiviteten i centrala nervsystemet, med effekter på vakenhet och kognitiv kontroll.,
under cirkulationen metaboliseras koffein i levern via successiv demetylering och oxidativ nedbrytning till urinsyra. Nedbrytningsprodukterna utsöndras genom njurarna. Ca 5% koffein utsöndras oförändrat. Halveringstiden varierar från 2, 5 till 4, 5 h hos friska manliga vuxna. För barn, kvinnor, gravida kvinnor och personer under stress rapporterades längre tider.
koffeinhalten i kaffe kan minskas genom koffeinavbrott. Processen börjar med en ångbehandling av det gröna kaffet för att mjukna vävnaderna, följt av lösningsmedelsextraktion., Det första patentet går tillbaka till 1905.101 idag, processer som körs med diklormetan, etylacetat, superkritisk eller flytande koldioxid eller vatten – varje process med sin egen speciella teknik.102 i USA kallas icke-koffeinfritt kaffe ”vanligt” kaffe.
rättsliga krav på koffeinhalten gäller koffeinfritt kaffe för slutprodukten för konsumtion, det vill säga stekt och lösligt kaffe. I USA mäts decaffeination genom graden av decaffeination; vanliga är 97%.,103 i EU-lagstiftningen fastställs en högsta återstående koffeinhalt på 0,3% för snabbkaffe. 104 rostat kaffe omfattas av nationell lagstiftning, i allmänhet 0,1% för torrsubstans.
standardanalysmetoderna för bestämning av koffein använder kromatografisk separation och spektrometrisk detektion.105
även om koffein som ren kemikalie har en tydligt bitter smak (den kan användas som en ”bitter” standard i grundläggande sensoriska tester), spelar den bara en mindre roll för att ge en bitter tinge till kaffedrycken.