Kofein | |||
Molekula kofeinu. |
|||
Identifikace | |||
---|---|---|---|
Název IUPAC | 1,3,7-trimethyl-1 H-purin-2,6 (3H, 7H) -dion | ||
Synonyma |
1,3,7-trimethylxanthin |
||
N O CAS | |||
Ne o ECHA | 100 000 329 | ||
Ne o EC | 200-362-1 | ||
N O RTECS | EV6475000 | ||
ATC kód | N06 V04 | ||
DrugBank | DB00201 | ||
PubChem | 2519 | ||
ChEBI | 27732 | ||
FEMA | 2224 | ||
ÚSMĚVY |
CN1C = NC2 = C1C (= O) N (C (= O) N2C) C , |
||
InChI |
InChI: InChI = 1 / C8H10N4O2 / c1-10-4-9-6-5 (10) 7 (13) 12 (3) 8 (14) 11 (6) 2 / h4H, 1-3H3 |
||
Vzhled | krystalický prášek bez zápachu nebo bílé krystaly | ||
Chemické vlastnosti | |||
Vzorec |
C 8 H 10 N 4 O 2 [izomery] |
||
Molární hmotnost | 194,1906 ± 0,0085 g / mol C 49,48%, H 5,19%, N 28,85%, O 16,48%, |
||
pKa | 10,4 (při 40 ° C) | ||
Dipolární moment | 3,64 D. | ||
Fyzikální vlastnosti | |||
T. fúze |
227 až 228 ° C ( bezvodý ) 234 až 236,5 ° C ( monohydrát ) |
||
T ° vroucí | 178 ° C ( subl. ) | ||
Rozpustnost |
21,7 g · l -1 ( voda , 25 ° C ) 180 g · l -1 ( voda , 80 ° C ) 670 g · l -1 ( voda , 100 ° C ); 1 g v 66 ml z alkoholu , |
||
Objemová hmotnost | 1,23 g · cm -3 až 18 ° C | ||
Teplota samovznícení | 550 ° C | ||
Termochemie | |||
C str | 173 J · mol -1 · K -1 až 24,85 ° C | ||
Krystalografie | |||
Křišťálová třída nebo vesmírná skupina | P21 / a | ||
Parametry sítě |
a = 14 800 Å b = 16 700 Å |
||
Objem | 973,91 Å 3 | ||
Opatření | |||
SGH | |||
Varování H302, H302 : Zdraví škodlivý při požití |
|||
NFPA 704 | |||
1 2 0 | |||
Doprava | |||
66 : vysoce toxický materiál UN číslo : 1544 : SOLID ALKALOIDY, NOS; nebo SOLID ALKALOID SOLI, NOS třída: 6.1 Štítek: 6.1 : Toxické materiály Balení: Obalová skupina I : velmi nebezpečné materiály; |
|||
Klasifikace IARC | |||
Skupina 3: Nezařaditelné z hlediska jeho karcinogenity pro člověka | |||
Požití | fatální, pokud je absorbován v příliš velkém množství | ||
Ekotoxikologie | |||
DL 50 | 192 mg kg -1 potkan orálně 127 mg · kg -1 myš orálně 62 mg · kg -1 myš iv 242 mg · kg -1 myš sc 168 mg · kg -1 myš ip |
||
LogP | -0,07 | ||
Farmakokinetické údaje | |||
Poločas eliminace. | V průměru 4 až 6 hodin u dospělých | ||
Psychotropní charakter | |||
Kategorie | stimulující | ||
Způsob konzumace |
požití |
||
Ostatní jména |
káva, čaj, guaraná |
||
Riziko závislosti | Mírný | ||
Související sloučeniny | |||
Jiné sloučeniny | |||
Jednotky SI a STP, pokud není uvedeno jinak. | |||
Kofein , také známý pod názvy kofeinu , nebo 1,3,7-Trimethylxanthine nebo méthylthéobromine je alkaloid z rodiny methylxantinů přítomny v mnoha potravinách, které působí jako stimulant psychotropní a jako mírné diuretikum .
Kofein objevil v roce 1819 německý chemik Friedlieb Ferdinand Runge . Pojmenoval jej „ Kaffein “ jako chemickou sloučeninu v kávě , která se ve francouzštině stala „kofeinem“.
Kofein se nachází v semenech , listech a plodech různých rostlin, kde působí jako přírodní insekticid, paralyzuje nebo zabíjí hmyz, který je konzumuje. Naproti tomu, u savců, kofein působí především jako stimulant z centrálního nervového systému a kardiovaskulárního systému , dočasně snižuje ospalost a reakční doby a zvýšení pozornosti.
Velmi oblíbené nápoje obsahují kofein, jako je káva , čaj a mate . Vyskytuje se také v některých sodovkách a energetických nápojích vyrobených z derivátů kolových ořechů , které obsahují velké množství. Kakao také obsahuje trochu.
Kofein je přítomen zejména v semenech kávy a guarany, jakož i v listech yerba maté a čaje . Díky své přítomnosti v jiných rostlinách než v kávě se mu někdy říká „ theine “, „ Guaranine “ nebo opět „ matéine “. Je to však stejná molekula surového vzorce C 8 H 10 N 4 O 2 , se stejnými účinky, i když není konzumována samostatně, ani stejným způsobem a není přítomna ve stejné koncentraci jako v kávě .
Ve skutečnosti je kofein nejvíce konzumovanou psychoaktivní látkou na světě; je to ve všech zemích legální, na rozdíl od jiných psychoaktivních látek. Stimulační analeptický psychotropní profil kofeinu byl definován kvantitativní elektroencefalografií po perorálním podání vysoké dávky (400 mg) ve srovnání s placebem u zdravých dobrovolníků. Způsobuje tachykardii a duševní stimulaci po dobu několika hodin, po níž následuje nespavost. V Severní Americe 90% dospělých konzumuje kofein denně. Úřad pro kontrolu potravin a léčiv uvádí kofein jako jednu z „víceúčelových potravinářských látek obecně uznávaných jako bezpečné “ v obvyklých dávkách, ale toxický nad určitou dávku.
Kofein se nachází v různých druzích rostlin, kde by hrál roli přírodního pesticidu (jako mnoho alkaloidů), zejména u sazenic, jejichž listy jsou ve vývoji a které dosud nemají zavedený ochranný mechanismus; kofein způsobuje ochrnutí nebo dokonce smrt některého hmyzu, který se živí rostlinou. V půdě kolem kávových sazenic se měří vysoké hladiny kofeinu; kofein by proto také působil jako inhibitor klíčení a růstu sousedních sazenic kávy, čímž by zvyšoval šance na přežití sazenice eliminací konkurence.
Nejčastěji používanými přírodními produkty obsahujícími kofein jsou káva , čaj a v menší míře kakao . Kamarád a guarana jsou jiné zdroje kofeinu, méně často používané, který někdy se používá v přípravcích čajových či energetických nápojů. Dvě ze synonym pro kofein, matein a Guaranine, jsou také odvozena od názvu těchto rostlin. Někteří fanoušci mate tvrdí, že matein je stereoizomer kofeinu, a že se tedy jedná o dvě různé látky. Nicméně, toto je špatně, protože kofein je molekula achirální bez atomu z uhlíku asymetrickými , tak, že ani jeden enantiomer nebo diastereomer . Rozdíly pozorované experimentálně mezi různými přírodními zdroji kofeinu mohou být způsobeny skutečností, že kofein extrahovaný z těchto rostlin obsahuje také velmi proměnlivé podíly jiných xanthinových alkaloidů , včetně teofylinu a teobrominu , srdečních stimulantů a dalších látek, jako jsou polyfenoly, které tvoří nerozpustné komplexy s kofeinem.
Globálně je primárním zdrojem kofeinu kávové zrno (ve skutečnosti semeno kávovníku ), ze kterého se vaří nápojová káva . Obsah kofeinu v kávě se velmi liší a závisí na typu kávového zrna a způsobu přípravy; i semena z dané rostliny mohou vykazovat rozdíly v koncentraci. Množství v porci kávy se pohybuje od přibližně 40 miligramů pro jedno espresso ( 30 mililitrů) odrůdy arabica až po přibližně 100 mg pro jeden šálek (120 mililitrů) filtrované kávy. Silně pražená káva má obecně méně kofeinu než káva s nízkým pražením, protože pražení snižuje obsah kofeinu ve zrnku. Arabica káva normálně obsahuje méně kofeinu než robusta . Různé druhy kávy mají různé úrovně kofeinu; Přepravní káva ( Coffea charrieriana ) pocházející z Kamerunu a popsaná v roce 2008 tedy produkuje fazole prakticky bez kofeinu. Káva také obsahuje stopy teofylinu , ale žádný teobromin .
Čaj je dalším zdrojem kofeinu, a je často říkal, že vliv na člověka je mírnější a pozvolnější než u kávy prostřednictvím svých třísloviny , které by zpomalit vstřebávání kofeinu. Toto tvrzení však nebylo prokázáno u lidí a jedna studie nenaznačuje žádný zásadní rozdíl oproti kávě. Navíc, i když čaj obsahuje více kofeinu než káva na základě stejné hmotnosti, typická porce obsahuje mnohem méně, protože čaj je obvykle mnohem slabší. Spolu s intenzitou vaření ovlivňuje obsah kofeinu také druh čaje, podmínky pěstování, způsoby zpracování a další proměnné. Mezi barvou čaje a obsahem kofeinu není žádný vztah. Čaje jako bledý japonský zelený čaj gyokuro tedy obsahují mnohem více kofeinu než jiné tmavší čaje, jako je lapsang souchong , který obsahuje velmi málo. Čaj obsahuje malé množství teobrominu a mírně vyšší obsah teofylinu než káva.
Kofein je také běžnou složkou některých sodovek, jako je Coca-Cola , kde jeho stimulační vlastnosti nahrazují výtažky z listů koky a ořechů kola původně použitých k jeho přípravě. Tyto sodovky obecně obsahují mezi 10 a 50 mg kofeinu na porci. Ve srovnání s tím energetický nápoj jako Red Bull přesahuje 80 mg kofeinu na porci. Kofein v těchto nápojích pochází z použitých přísad nebo se přidává jako přísada; potom se získává dekofeinací přírodního produktu nebo chemickou syntézou. Guarana , typická přísada energetických nápojů, obsahuje velké množství kofeinu a nízké hladiny theobrominu a theofylinu .
Čokoláda odvozený z kakaa obsahuje malé množství kofeinu. Mírný stimulační účinek čokolády je zjevně způsoben kombinací teobrominu a teofylinu stejně jako kofeinu. Čokoláda však obsahuje příliš málo těchto sloučenin, aby měla účinek srovnatelný s kávou ve stejné dávce. 28 g tyčinky mléčné čokolády proto obsahuje asi desetkrát méně kofeinu než šálek espressa.
V posledních letech několik výrobců začalo přidávat kofein do koupelových produktů, jako jsou šampony nebo mýdla , a tvrdí, že kofein může být absorbován kůží. Účinnost těchto produktů však nebyla prokázána a je nepravděpodobné, že mají stimulační účinek na centrální nervový systém , protože kofein se pokožkou téměř neabsorbuje.
Výrobci uvádějí na trh kofeinové tablety a tvrdí, že užívání kofeinu farmaceutické kvality zvyšuje bdělost. Tomu se popírá studie, která ukazuje, že kofein, ať už v tabletách nebo ne, snižuje únavu a zvyšuje účinnost stejně efektivně. Tyto tablety obvykle používají studenti připravující se na zkoušky nebo lidé, kteří pracují nebo řídí dlouhé hodiny.
Obsah kofeinu v různých rostlinných produktech | |
---|---|
Rostlinný produkt | % kofeinu v sušině |
Semeno arabiky ( Coffea arabica ) | 1.1 |
Robusta osiva ( Coffea canephora ) | 2.2 |
Kakaové boby ( Theobroma cacao ) | 0,1 až 0,4 |
Semeno guarany ( Paullinia cupana ) | 2 až 4,5 |
Cola ořechy ( Cola acuminata ) | 1 až 3,5 |
Čajový list ( Camellia sinensis ) | 2,5 až 5 |
Mate list ( Ilex paraguariensis ) | 0,3 až 1,7 |
Obsah kofeinu v různých potravinách a nápojích | |||
Produkt | Část | Kofein v jedné porci ( mg ) | Kofein na litr (mg) |
---|---|---|---|
Hořká čokoláda | 1 bar (43 g ) | 31 | - |
Mléčná čokoláda | 1 bar (43 g ) | 10 | - |
Horká čokoláda | 207 ml | 5 | - |
Mletá káva | 207 ml | 80–135 | 386–652 |
Filtrovaná káva | 207 ml | 115–175 | 555–845 |
bez kofeinu káva | 207 ml | 5 | 24 |
Espresso káva | 44- 60 ml | 100 | 1691–2254 |
Zelený čaj nebo černý čaj | 177 ml | 30-53 | 169 |
Coca-Cola Classic | 355 ml | 46 | 129 |
červený býk | 250 ml | 80 | 320 |
červený býk | 473 ml | 151 | 320 |
Club-Mate | 50 cl | 100 | 200 |
Lidé konzumovali kofein od paleolitu . Brzy lidé zjistili, že žvýkání semen, kůry nebo kořenů určitých rostlin dočasně snižuje únavu a zvyšuje bdělost nebo zlepšuje náladu. Až mnohem později se zjistilo, že účinek kofeinu se zvýšil namočením určitých sušených a / nebo pražených a mletých rostlinných složek do horké vody. Mnoho kultur má legendy, které připisují objev těchto rostlin lidem, kteří žili před tisíci lety.
Podle populární čínské legendy čínský císař Shennong náhodně zjistil, že když byly listy ponořeny do vroucí vody, vznikl kofeinový, voňavý a regenerační nápoj. První zmínka o kávě v literatuře objevují ve spisech lékař perský al-Razi , pocházející z IX th století . V té době byla kávová zrna k dispozici pouze v jejich oblasti původu, v Etiopii . Populární legenda připisuje svůj objev kozákovi jménem Kaldi, který poznamenal, že jeho kozy se po pastvě na kávových stromech dostanou do euforie a v noci zůstanou vzhůru. Zkoušel zase bobule, které kozy konzumovaly, cítil stejnou vitalitu. V roce 1587 Malaye Jaziri sleduje práci o historii a kontroverzích o kávě s názvem „ Undat al safwa fi hill al-qahwa “. Jaziri tam souvisí že Sheikh Jamal al-Din al-Dhabhani, muftí z Adenu , byl první přijmout používání kávy v roce 1454, a na XV -tého století , jsou Sufis z Jemenu běžně používají kávu zůstat vzhůru během modliteb.
Směrem ke konci XVI th století , použití kávy byla zaznamenána o evropské rezidenty ‚s Egyptem , a to bylo v tomto okamžiku že jeho použití stalo se rozšířené v Středním východě . Vznik kávy jako nápoj v Evropě, kde to bylo první známý jako „arabského víno,“ pochází z XVII -tého století . Během tohoto období byly vytvořeny kavárny , první byla otevřena v Konstantinopoli a Benátkách . V Anglii byly první kavárny otevřeny v Londýně v roce 1652 v ulici Al Michal . Ve Francii byla první „kavárna“ otevřena v roce 1671 v Marseille , přístavu s pravidelnými spoji s Orientem, poté se tento fenomén rychle rozšířil do Paříže, kde v roce 1723 podle 380 „kaváren“ bylo otevřít chatování ". Kavárny se rychle stal se populární v celé západní Evropě a hrál důležitou roli v sociálních vztazích XVII th a XVIII -tého století .
Zdá se, že použití ořechu kola, jako je kávové zrno a čajový list, mělo prastarý původ. Žvýká se v mnoha kulturách západní Afriky , jednotlivě nebo na společenských setkáních, aby obnovila vitalitu a zmírnila hlad. V roce 1911 byla cola předmětem jedné z prvních dokumentovaných hrozeb pro veřejné zdraví. Vláda Spojených států poté v Chattanoogě v Tennessee zabavila čtyřicet barelů a dvacet barelů sirupu Coca-Cola z důvodu, že kofein v tomto nápoji byl „nebezpečný pro zdraví“. The13. března 1911, vláda žalovala společnost Coca-Cola („ USA v. čtyřicet sudů a dvacet sudů Coca-Coly “), aby společnost donutila odstranit kofein ze svých receptur, a to pomocí argumentů jako Příliš mnoho Coca-Coly ve škole pro dívky vyústil v „noční rozmary, porušování pravidel a dokonce nemorálnosti“. Přestože soudce vrátil rozsudek ve prospěch společnosti Coca-Cola, byly v Sněmovně reprezentantů v roce 1912 zavedeny dva zákony, kterými se mění zákon o čistých potravinách a drogách a přidává kofein na seznam „škodlivých“ a „škodlivých“ látek. “ které musí být uvedeny na štítku výrobku.
Nejstarší důkazy o použití kakaa jsou zbytky nalezené v mayském hrnci datovaném do roku 600 př. N.l. AD V Novém světě byla čokoláda konzumována v hořkém a kořeněném nápoji zvaném xocoatl , často dochuceném vanilkou , pepřem a achiotem . Bylo známo, že Xocoatl bojuje proti únavě, což je víra, která je pravděpodobně způsobena obsahem teobrominu a kofeinu. Xocoatl byl v předkolumbovské Střední Americe důležitou luxusní komoditou a kakaové boby se často používaly jako vyjednávací čip. Čokoláda, kterou do Evropy zavedli Španělé , se stala oblíbeným nápojem kolem roku 1700.
Listy a stonky yauponu ( Ilex vomitoria ) používali domorodí Američané k vaření čaje zvaného asi nebo černý nápoj , o kterém se archeologové již v dávných dobách přesvědčili . Aktivní složkou tohoto nápoje je kofein a navzdory latinskému názvu rostliny nemá emetický účinek . Kolonisté jej často používali jako náhradu za čaj nebo kávu pod názvem cassina nebo cacina ve španělštině, yaupon v angličtině nebo apalachin ve francouzštině.
Ve XX th století, sdružení „café-bar-Tabac‚všudypřítomný ve Francii a v některých částech Evropy, ukazuje, Robert MOLIMARD, “skupina, která je již dávno v kolektivním nevědomí, a jak alkohol, káva a tabák jsou propojeny pocit pohody a výměny mezi lidmi “ , ale také ilustruje souvislost mezi průmyslem, obchodem a třemi volně prodejnými produkty, které mohou vést k závislosti, samostatně nebo v kombinaci. Několik studií, včetně Framinghamovy studie , ukázalo, že kuřáci často pijí kávu, nikoli však pijáci čaje.
Nedávno byly vyrobeny alkoholy (nyní ve Spojených státech zakázané), energetické nápoje, gumy, čajové prášky nebo čajové granule, žvýkačky (včetně patentovaného modelu s řízeným uvolňováním) obsahující kofein. Bylo dokonce navrženo vyrábět nosní postřik mikročástic.
V roce 1819 německý chemik Friedlieb Ferdinand Runge nejprve izoloval relativně čistý kofein. Pojmenoval jej „kaffein“ jako chemickou sloučeninu v kávě , která se ve francouzštině stala kofeinem. Tuto práci provedl na žádost Johanna Wolfganga von Goetheho . To je popsáno v roce 1821 Pierre Joseph Pelletier a Pierre-Jean Robiquet . V roce 1827 Oudry izoloval tein z čaje, což Gerardus Mulder a Jobat v roce 1838 prokázali jako stejnou látku jako kofein. Struktura kofeinu byl objasněn u konce XIX th století od Hermann Emil Fischer , který byl také první, kdo úspěšně totální syntézy . Fischer bude za tuto práci částečně odměněn Nobelovou cenou za chemii z roku 1902. Aromatický charakter kofeinu je vzhledem k tomu, že atomy dusíku jsou v podstatě planární (v sp 2 hybridizaci orbitální ). Kofein obecně není syntetizován, protože je již k dispozici ve velkém množství jako vedlejší produkt dekofeinace. Může však být syntetizován z dimethylmočoviny a kyseliny malinové .
Kofein - C 8 H 10 N 4 O 2Nebo 1,3,7-tri methyl- xanthin nebo i 1,3,7-trimethyl-1H- purin -2,6-dion - je molekula methylxanthinové rodiny , který také zahrnuje theofylin a theobromin . Ve své čisté formě se skládá z bílého prášku s extrémně hořkou chutí. Kofein je těžko rozpustný ve vodě a organických rozpouštědlech . Při vysokých teplotách se zvyšuje rozpustnost kofeinu ve vodě. Kofein, stabilní v relativně kyselém a zásaditém prostředí, je slabá báze a může reagovat s kyselinami za vzniku solí. V normálním vodném roztoku však není ionizovaný. Po rozpuštění může být přítomen ve formě dimerů i polymerů . Kofein je látka absorbující UV záření s maximální vlnovou délkou 274 nm .
Globální spotřeba kofeinu se odhaduje na 120 000 tun ročně, což z něj činí nejpoužívanější a nejpoužívanější psychoaktivní látku na světě. Toto číslo odpovídá jednomu kofeinovanému nápoji denně pro každého obyvatele planety. V Severní Americe 90% dospělých konzumuje kofein denně. Země, kde konzumujeme nejvíce kofeinu na obyvatele, jsou uvedeny na opačném histogramu. Jsou zde uvedeny hodnoty pro dva hlavní zdroje kofeinu, kávu a čaj . Všimněte si, že třetí zdroj kofeinu, zvláště důležitý a neustále se zvyšující, není v tomto grafu uveden, jedná se o sycené nápoje. Příjem kofeinu z kakaa nepřekračuje 15 mg / den / obyvatele pro Dánsko , hlavního spotřebitele, a je zde zanedbáván. Argentina a Paraguay jsou dvěma hlavními spotřebiteli kamaráda , což je příjem kofeinu 100 a 50 mg / den / obyvatele (v tomto pořadí), není zde znázorněno. Vývoj spotřeby tří hlavních zdrojů kofeinu ve Spojených státech je uveden v grafu níže.
Kofein, který je centrálním nervovým systémem a metabolickým stimulantem , se používá pro rekreační i lékařské účely ke snížení fyzické únavy a obnovení bdělosti, když se objeví neobvyklá slabost nebo ospalost. Kofein stimuluje centrální nervový systém v mozku, což má za následek zvýšenou bdělost, jasnější a rychlejší tok myšlenek, zvýšenou koncentraci a lepší celkovou koordinaci těla. Jakmile je v těle, má složitou chemii a funguje prostřednictvím různých mechanismů popsaných níže.
Kofein je rychle a úplně absorbován zažívacím traktem a dostane se do mozku na 5 th minutě požití. V jedné studii u 75% dobrovolníků je dávka 175 mg kofeinu absorbována žaludkem po čtvrt hodině. Maximální plazmatické hladiny je dosaženo po jedné hodině.
Kofein rychle difunduje do extravaskulárního prostředí. Je jen slabě vázán na cirkulující plazmatické proteiny (asi 15%). Překračuje hematoencefalickou bariéru díky své podobnosti s adenosinem . Jeho koncentrace v mozkomíšním moku je stejná jako v plazmě.
Důležitý je také jeho průchod do mateřského mléka, jeho koncentrace je zde rovna 50% plazmatické koncentrace matky. U dospělých je kofein téměř úplně metabolizován v játrech oxidací , demetylací a acetylací .
Kofein nelze detekovat v těle déle než 24 hodin po posledním příjmu kofeinu, a to ani testem krevních buněk, ani chemickým vyšetřením moči .
Kofein v kávě nebo jiných nápojích se vstřebává ze žaludku a tenkého střeva a poté se znovu distribuuje krví do všech tkání v těle. Je eliminována podle kinetiky prvního řádu . Kofein může také být absorbovány rektálně , v případě čípku základního tartrátu z ergotaminu a kofeinu na zmírnění migrény nebo chlorbutanol a kofeinu pro léčbu hyperemesis ( nevolnost a zvracení nepoddajný o těhotenství ).
Poločas kofeinu - čas potřebný pro tělo eliminovat polovinu původního množství kofeinu - značně liší mezi jednotlivci v závislosti na faktorech, jako je věk, zda jste či nejste těhotná, a to, zda jsou či nejsou těhotné. jiné konkurenční léky nebo úroveň aktivity v játrech enzymů nezbytných pro metabolismus kofeinu. U zdravých dospělých je poločas kofeinu 2 až 12 hodin (v průměru 4 až 6 hodin). U žen užívajících perorální antikoncepci se může tato doba prodloužit na 4–12 hodin a u těhotných žen je poločas přibližně 9–11 hodin. Kofein se může hromadit u jedinců se závažným onemocněním jater s poločasem až 96 hodin. U kojenců a malých dětí může být poločas delší než u dospělých; u novorozenců se pohybuje od 65 do 130 hodin. Další faktory, jako je kouření, mohou snížit poločas kofeinu.
Kofein je metabolizován v játrech na cytochrom P450 enzymový systém (zejména se isoenzym 1A2) do tří izomerů z dimethylxanthin , každý z těchto metabolitů má své účinky na tělo:
Každý z těchto metabolitů je zase metabolizován a poté vylučován močí.
Stejně jako alkohol a nikotin kofein snadno prochází hematoencefalickou bariérou, která odděluje krevní oběh od mozku od zbytku těla. Jakmile se dostane do mozku, působí primárně jako antagonista receptoru pro adenosin , to znamená blokování. Ve skutečnosti se molekula kofeinu, která má strukturu podobnou adenosinu , může vázat na receptory adenosinu umístěné na povrchu buněk, aniž by je aktivovala. Kofein proto působí jako kompetitivní inhibitor .
Adenosin je přítomen v celém těle, ve skutečnosti hraje roli v energetickém metabolismu ATP , ale má zvláštní funkce v mozku. Koncentrace adenosinu v mozku se zvyšují různými typy metabolického stresu (včetně anoxie a ischemie ) a pomáhají chránit mozek potlačením neuronální aktivity a zvýšením průtoku krve. Kofein má tedy neutralizací adenosinu celkový dezinhibiční účinek na mozkovou aktivitu. Přesný mechanismus, kterým se tyto účinky promítají do zvýšené bdělosti a bdělosti, však není znám.
Antagonismus kofeinu s adenosinem způsobuje zvýšenou nervovou aktivitu s uvolňováním adrenalinu a zvýšenou hladinou dopaminu . Adrenalin je hormon, který způsobuje několik účinků, jako je zvýšená srdeční frekvence ( chronotropní pozitivní), kontraktilita srdce ( inotropní pozitivní), krevní tlak , přísun krve do svalů , snížení přísunu krve do jiných orgánů (kromě mozku ) a uvolňování glukózy z jater , například pomocí glukoneogenezi . Pokud jde o dopamin , jedná se o neurotransmiter . Modulace jeho koncentrace má důležité důsledky: například účinky amfetaminů jsou způsobeny zvýšenou aktivitou dopaminu.
Některé z vedlejších účinků kofeinu jsou pravděpodobně způsobeny mechanismy nesouvisejícími s adenosinem. Je známo, že kofein je kompetitivním inhibitorem enzymu cAMP-fosfodiesterázy (cAMP-PDE), který konvertuje cyklický AMP (cAMP) v buňkách na svou neaktivní necyklickou formu, což způsobuje akumulaci cAMP v buňkách. Cyklický AMP se podílí na aktivaci proteinkinázy A (PKA), která iniciuje fosforylaci specifických enzymů používaných při syntéze glukózy. Blokováním jeho eliminace kofein zesiluje a prodlužuje účinky adrenalinu a léků podobných adrenalinu, jako je amfetamin , metamfetamin nebo methylfenidát . Zvýšení koncentrace cAMP v buňkách U žaludku epitelu vede ke zvýšení aktivace proteinkinázy A (PKA), která zase zvyšuje aktivaci ATPasy H + / K + , což zase zvyšuje aktivaci ATPasy H + / K + . V konečném důsledku způsobuje zvýšenou sekreci žaludeční kyseliny z buněk.
Metabolity kofeinu také přispívají k účinkům kofeinu. Paraxanthine je zodpovědný za zvýšení lipolýzy , která uvolňuje glycerol a mastné kyseliny v krvi, které mají být použit jako zdroj energie pro svaly. Theobromin je vazodilátor který zvyšuje tok kyslíku a živin do mozku a svalů. Theofylin uvolňuje hladké svalstvo a ovlivňuje hlavně rytmus a dobrou srdeční funkce.
Obecně lze říci, že kofein je stimulant a psychostimulant . Na kardiovaskulární systém tato bioaktivní sloučenina způsobuje zvýšenou srdeční frekvenci a vazodilataci . Má také účinky na dýchací a gastrointestinální systém . Kromě toho působí na úrovni kosterních svalů , průtoku krve ledvinami , glykogenolýze a lipolýze .
Dochází ke zlepšení fyzického výkonu a ke zvýšení výdeje moči . Kofein může způsobit určité zlepšení nálady , vzrušení a intelektuální výkon. Na druhou stranu, ukončení obvyklé konzumace nebo prostě zapomenutí na její užívání často způsobí abstinenční příznaky : únava , bolesti hlavy , dokonce deprese . Kvůli těmto abstinenčním příznakům se zdá, že skutečné psychostimulační účinky kofeinu byly někdy výzkumem nadhodnoceny. Vycházelo by to ze skutečnosti, že v některých studiích se za zhoršený psychický stav při ukončení konzumace kofeinu (vysazení a vysazení) považoval stav osoby, která kávu obvykle nekonzumuje. Zlepšení zmizením abstinenčních účinků po požití by pak mohlo být interpretováno jako příznivý účinek kofeinu.
Případ mírného příjmuMnožství, při kterém kofein produkuje účinky, se u jednotlivců liší v závislosti na jejich stavbě a stupni tolerance vůči kofeinu. První účinky se projeví do hodiny po požití a účinky nízké dávky odezní po třech až čtyřech hodinách. Konzumace kofeinu nevylučuje potřebu spánku, pouze dočasně snižuje pocit únavy.
Kofein má silný ergogenní účinek , zvyšuje kapacitu pro duševní a fyzickou práci. Studie provedená v roce 1979 ukázala, že subjekty, které konzumovaly kofein, obíhaly po dobu dvou hodin větší vzdálenost o 7% ve srovnání s kontrolními subjekty. Některé studie přinesly mnohem dramatičtější výsledky: studie vyškolených běžců ukázala, že při dávce 9 mg kofeinu na kilogram tělesné hmotnosti došlo ke zvýšení vytrvalostní schopnosti o 44%, stejně jako ke zvýšení vytrvalosti na kole o 51%. Jiné studie uvádějí podobné účinky. Studie ukázala, že u cyklistů cvičících na okruzích vyžadujících intenzivní práci zvyšuje koncentrace 5,5 mg kofeinu na kilogram tělesné hmotnosti dobu trvání úsilí o 29%.
Kofein uvolňuje vnitřní anální svěrač, a proto by se mu lidé s fekální inkontinencí měli vyhnout . Má také močopudný účinek .
Kofein může zvýšit účinnost některých léků. Kofein tak zvyšuje účinnost léků proti bolesti hlavy o 40% a pomáhá tělu rychleji tyto látky vstřebávat, čímž rychleji snižuje bolest. Výsledkem je, že mnoho léků proti bolesti hlavy, které jsou k dispozici na prodej, obsahuje kofein. Používá se také s ergotaminem při léčbě migrén a klastrových bolestí hlavy , stejně jako k překonání ospalosti způsobené antihistaminiky .
I když je pro lidi relativně bezpečný, kofein je podstatně toxičtější pro ostatní zvířata, jako jsou psi, koně a papoušci, kvůli jejich mnohem omezenější schopnosti metabolizovat tuto sloučeninu. Zejména u pavouků má kofein mnohem významnější účinek než jiné účinné látky.
Závislost, závislost a staženíVzhledem k tomu, kofein je především antagonista na neurotransmiter adenosinových receptorů v centrálním nervovém systému, skupina lidí, kteří pravidelně konzumují kofein přizpůsobuje pokračující přítomnosti této látky podstatně zvýšením počtu receptorů adenosinu, centrálního nervového systému. Toto zvýšení počtu adenosinových receptorů činí tělo mnohem citlivějším na adenosin, což má dva hlavní důsledky. Za prvé, u stejné dávky jsou stimulační účinky kofeinu výrazně sníženy, jedná se o fenomén návyku . Za druhé, protože tyto adaptivní reakce na kofein činí jednotlivce mnohem citlivějšími na adenosin, snížení příjmu kofeinu zvýší fyziologické účinky adenosinu, což povede k nevítaným abstinenčním příznakům.
Další výzkumy popírají myšlenku, že regulace adenosinových receptorů je odpovědná za návyk na stimulační účinky kofeinu, přičemž mimo jiné poznamenává, že tato tolerance je nepřekonatelná pro vyšší dávky kofeinu (to by mělo být překonatelné, pokud by závislost byla způsobena nárůstem receptorů ) a že nárůst počtu adenosinových receptorů je mírný a nevysvětluje silnou závislost na kofeinu, ke které dochází.
Závislost na kofeinu se vyvíjí velmi rychle. Úplná návyk na účinky kofeinu nastává po konzumaci 400 mg kofeinu třikrát denně po dobu sedmi dnů. Úplné navyknutí na subjektivní účinky kofeinu nastává po konzumaci 300 mg kofeinu třikrát denně po dobu 18 dnů a možná i dříve. V dalším experimentu byla úplná závislost na kofeinu pozorována u subjektů konzumujících dávky 750–1 200 mg denně, zatímco u osob konzumujících průměrné dávky kofeinu byla pozorována neúplná návyk.
Pokračující konzumace kofeinu nakonec vede k závislosti v důsledku přebytku adenosinových receptorů a nedostatku dopaminových receptorů . Oslovila několik slavných spisovatelů, jako je Honoré de Balzac .
Vzhledem k tomu, adenosin se používá částečně k regulaci krevního tlaku tím, že způsobí vazodilatace , zvýšení účinků adenosinu v důsledku přerušení kofein způsobit, že krevní cévy v hlavě se rozšíří , což způsobuje přebytek krve v nich a potenciálně způsobit ztrátu krve. Bolesti hlavy a nevolnost . Nižší krevní tlak může způsobit další příznaky, jako je bradykardie . Snížená katecholaminergní aktivita může způsobit pocity únavy a ospalosti. Pokles koncentrace serotoninu, když se spotřeba kofeinu zastaví, může vést k úzkosti, podrážděnosti, neschopnosti soustředit se a ke snížení motivace ke spuštění nebo dokončení každodenních úkolů; v extrémních případech může vést k mírné depresi . Nedostatek dopaminových receptorů může generovat jakýsi depresivní stav a výrazné snížení výkonu mozku; proto vždy doporučujeme postupné odstavení v průběhu několika týdnů, i několika měsíců. Na rozdíl od jiných stimulantů centrálního nervového systému však kofein nepůsobí přímo na nucleus accumbens , který je zodpovědný za psychickou závislost .
Příznaky z vysazení - které mohou zahrnovat bolest hlavy, podrážděnost, neschopnost soustředit se, ospalost, nespavost a bolest žaludku, horní části těla a kloubů - se mohou objevit 12 až 24 hodin po ukončení užívání kofeinu. Maxima je dosaženo kolem 48 hodin. Obvykle trvají jeden až pět dní, což je doba potřebná k návratu adenosinových receptorů v mozku na „normální“ hladinu. Léky proti bolesti, jako je aspirin, mohou tyto příznaky zmírnit, stejně jako nízká dávka kofeinu. Nejúčinnější je kombinace přípravku na zmírnění bolesti a malého množství kofeinu.
Nadměrná spotřebaKonzumace kofeinu ve velkém množství po delší dobu může vést k intoxikaci známé jako kofeismus . Kofeismus obvykle kombinuje závislost na kofeinu s velkým množstvím nepříjemných fyzických a psychických stavů, včetně úzkosti , podrážděnosti , třesu , fascikulace ( hyperreflexie ), nespavosti , bolesti hlavy , respirační alkalózy a bušení srdce . Protože kofein zvyšuje produkci žaludečních kyselin , může dlouhodobá nadměrná konzumace vést k peptickým vředům , erozivní ezofagitidě a gastroezofageální refluxní chorobě .
K dispozici jsou čtyři poruchy psychiatrické vyvolané kofeinem, uznané Diagnostický a statistický manuál mentálních poruch , 4 th Edition : kofeinu intoxikace, úzkostné poruchy vyvolané kofeinem, poruchy spánku vyvolané kofeinem a poruch NS kofein-související.
OtravaKofein je klasifikován jako mírně toxický. Úřad pro kontrolu potravin a léčiv ji uvádí jako „ obecně uznávanou jako bezpečnou víceúčelovou potravinářskou látku “, ale poté, co se počet návštěv pohotovostních oddělení zahrnujících energetické nápoje od roku 2000 do roku 2011 zdvojnásobil (z 10 068 na 20 783 případů , většinou adolescentů nebo mladých dospělých), podle zneužívání návykových látek a duševní federální správa Health Services . Většina případů se týkala dospívajících nebo mladých dospělých, ve Spojených státech v roce 2013 po diskusi s FDA skupina Wrigley ukončila marketing a prodej kofeinovaných gum ( „Alert caffeinated gum“ ) a v roce 2010 agentura zakázala výroba alkoholických nápojů obsahujících kofein. „Rozdíl mezi bezpečným množstvím a smrtelnou dávkou kofeinu v práškových výrobcích je velmi malý,“ připomněla v roce 2014 Jennifer Dooren (mluvčí FDA, která v roce 2014 spustila výstrahu po náhlé smrti mladého sportovce (zápasníka), jehož pitva odhalilo více než 70 mikrogramů kofeinu na mililiter krve, což je až 23krát větší množství než v typické kávě nebo v kofeinové sódě.
Akutní otrava kofeinem se obvykle vyskytuje kolem 300 miligramů, v závislosti na tělesné hmotnosti a úrovni tolerance kofeinu. Může způsobit stav nadměrné stimulace centrálního nervového systému s příznaky odlišnými od příznaků pozorovaných při předávkování jinými stimulanty . Mohou zahrnovat úzkost , vzrušení, nespavost , zrudnutí kůže (zrudnutí obličeje), polyurii , gastrointestinální poruchy , nedobrovolné kontrakce , tok nekonzistentních myšlenek a řeči, podrážděnost, srdeční arytmie , tachykardie a neklid. Při větším předávkování může nastat mánie , deprese , chyby úsudku, dezorientace, dezinhibice , delirium , halucinace , psychóza a rhabdomyolýza (destrukce svalových buněk). Doporučuje se nepřekračovat denní příjem kofeinu (všechny zdroje) 600 mg / den , což odpovídá přibližně šesti šálkům kávy nebo dvěma až třem litrům čaje denně. U těhotných žen se doporučuje omezit denní příjem na maximálně 300 mg .
Předávkování může vést k úmrtí, zejména pokud je zneužíváno v práškové formě jako doplněk stravy (ve Spojených státech je stále k dispozici v USA v roce 2014) nebo jako samoléčba (při hubnutí). Jedna čajová lžička kofeinového prášku může obsahovat 3 200 miligramů kofeinu, což je potenciálně smrtelná dávka. FDA připomíná, že dávkování prášku je téměř nemožné dělat s obvyklými kuchyňskými nástroji.
Letální dávka 50 ( LD 50 ) u potkanů je 192 mg na kg. LD 50 kofeinu u lidí, který závisí na hmotnosti a individuální citlivosti, se odhaduje na přibližně 150 až 200 mg na kg tělesné hmotnosti, nebo u normálního dospělého přibližně na osmdesát až sto šálků kávy užívaných v omezeném čase který bude záviset na poločasu rozpadu . Dosáhnout takové smrtelné dávky pravidelnou kávou je nesmírně obtížné, nicméně byly hlášeny případy úmrtí na předávkování tabletami kofeinu a závažné příznaky předávkování vyžadující hospitalizaci již od dvou gramů kofeinu. Výjimkou by mohlo být užívání léku, jako je fluvoxamin, který blokuje enzymy v játrech, které se podílejí na metabolismu kofeinu. Výsledkem je drastické pětinásobné zvýšení hladiny kofeinu v krvi a jeho účinků. V tomto případě není káva kontraindikována, ale důrazně se doporučuje výrazně snížit spotřebu kofeinovaných nápojů, protože pití jednoho šálku kávy bude mít stejné účinky jako pití pěti za normálních podmínek. Smrt obvykle nastává v důsledku komorové fibrilace způsobené účinky kofeinu na kardiovaskulární systém .
Těžká otrava kofeinem obvykle vyžaduje pouze podpůrnou léčbu, ale pokud má pacient velmi vysoké koncentrace kofeinu v séru , může být nutná peritoneální dialýza , hemodialýza nebo hemofiltrace .
Úzkost a poruchy spánkuDvě vzácně diagnostikované poruchy vyvolané nadměrným nadměrným příjmem kofeinu po delší dobu, které jsou uznávány Americkou psychiatrickou asociací (APA), jsou úzkostná porucha vyvolaná kofeinem a porucha spánku vyvolaná kofeinem .
Porucha spánku vyvolaná kofeinem se vyskytuje u osoby, která pravidelně konzumuje velké množství kofeinu, které je dostatečně velké, aby vyvolalo závažné poruchy spánku a vyžadovalo klinickou péči.
U některých jedinců může velké množství kofeinu vyvolat těžkou úzkost vyžadující klinickou péči. Tato úzkostná porucha vyvolaná kofeinem může mít různé formy, jako je generalizovaná úzkost , záchvaty paniky , obsedantně-kompulzivní porucha nebo dokonce fóbie . Protože tyto stavy mohou být podobné organickým duševním poruchám, jako je bipolární porucha nebo dokonce schizofrenie , mnoho lékařů se domnívá, že lidé s otravou kofeinem jsou obvykle špatně diagnostikováni a jsou léčeni léky, zatímco stačí, aby psychózy vyvolané kofeinem přestali konzumovat kofein. Studie z British Journal of Addiction dospěla k závěru, že i když jen zřídka diagnostikovaný kofeismus může postihnout jednoho z deseti lidí v populaci.
Srdeční a kardiovaskulární onemocněníKofein se váže na receptory na povrchu svalových buněk v srdci, což způsobuje zvýšení koncentrace cAMP uvnitř těchto buněk (blokováním enzymu, který degraduje cAMP), čímž je napodobuje. Účinky adrenalinu (který se váže na receptory na buňka, která aktivuje produkci cAMP). CAMP působí jako sekundární posel a aktivuje velké množství proteinových kináz A (PKA). To má obecný účinek na zvýšení glykolýzy a množství ATP dostupného pro svalovou kontrakci a relaxaci. Podle epidemiologické studie spotřeba kofeinu ve formě kávy významně koreluje s nižším rizikem kardiovaskulárních onemocnění u lidí ve věku 65 let a starších. Tento vztah však byl ověřen pouze u lidí, kteří nemají závažnou hypertenzi . Kromě toho nebyla u lidí mladších 65 let ani u osob starších 65 let nalezena žádná taková věc, pokud jde o úmrtnost na cerebrovaskulární onemocnění .
Paměť a učeníVelké množství studií ukázalo, že kofein může mít nootropní účinky , což způsobuje určité změny v memorování a učení. Bylo však zjištěno, že výsledky testu jsou rozporuplné a neprůkazné.
Vědci zjistili, že dlouhodobá konzumace nízkých dávek kofeinu zpomaluje závislé učení v hipokampu (část mozku spojená s procesem zapamatování) a snižuje dlouhodobou paměť u myší. Konzumace kofeinu po dobu čtyř týdnů významně snížila hipokampální neurogenezi ve srovnání s kontrolami během experimentu. Závěrem bylo, že dlouhodobá konzumace kofeinu může inhibovat učení závislé na hipokampu a částečnou paměť inhibicí hipokampální neurogeneze.
V jiné studii byl kofein přidán in vitro do neuronů potkanů. Tyto dendritické trny (část neuronů, které tvoří spojení mezi neurony) v hipokampu vzrostly o 33% a nové trny vytvořeny. Po hodině nebo dvou se však tyto buňky vrátily do původního tvaru.
Ještě další studie ukázala, že subjekty, kterým bylo podáno 100 mg kofeinu, měly zvýšenou aktivitu v čelním laloku , v oblasti mozku, kde se nachází část sítě zapojené do zapamatování, a v přední cingulární kůře , části mozku, která ovládá pozornost. Subjekty s kofeinem si také lépe vedly při cvičeních zapamatování.
Jiná studie však ukázala, že kofein může snížit krátkodobou paměť a zvýšit výskyt fenoménu tzv. „ Slova na špičce jazyka “. Studie vedla vědce k domněnce, že kofein by mohl pomoci krátkodobé paměti, když informace, které je třeba si pamatovat, souvisí se sledem myšlenek, ale také k hypotéze, že kofein by interferoval s krátkodobou pamětí, pokud myšlenkový směr nesouvisí. Stručně řečeno, konzumace kofeinu by zvýšila mentální výkonnost soustředěného myšlení, zatímco by mohla snížit myšlenkové schopnosti širokého myšlenkového pole.
Spotřeba během těhotenstvíNavzdory širokému používání a obecně rozšířené myšlence, že kofein je bezpečná látka, studie z roku 2008 naznačuje, že těhotné ženy, které konzumují 200 mg nebo více kofeinu denně - ekvivalent dvou nebo více šálků kávy - mají riziko potratů asi dvakrát stejně vysoké jako ženy, které je nepoužívají. Jiná studie však nenašla souvislost mezi konzumací kofeinu a rizikem potratu. Ve Velké Británii Agentura pro potravinové standardy (FSA) doporučila, aby těhotné ženy omezily příjem kofeinu na méně než 200 mg denně. FSA poznamenává, že experimentální protokol použitý v těchto studiích nemůže určit, zda pozorované rozdíly jsou způsobeny samotným kofeinem nebo životním stylem spojeným s vysokou spotřebou kofeinu, ale cítil, že rada je dobrá.
Těhotenství trvá statisticky o něco déle (několik hodin) u žen, které pijí hodně kávy, ale nezávisle na kofeinu, což naznačuje, že na těhotenství může působit další složka kávy, a priori bez větších důsledků pro pacientku. zdraví. Studie provedená v Norsku a založená na panelu téměř 60 000 těhotných žen (které po nekomplikovaném těhotenství porodily jedno dítě) nenalezla žádné důkazy o zvýšené nezralosti.
Tato studie však dospěla k závěru, že expozice kofeinu in utero je skutečně rizikovým faktorem pro děti s nízkou porodní hmotností, a to nezávisle na kouření (které je také rizikovým faktorem a často je spojeno s konzumací kávy). Studie o možném vlivu konzumace kofeinu během těhotenství na hmotnost novorozence jsou však rozporuplné: některé ukazují, že spotřeba kofeinu koreluje s nižší porodní hmotností, jiné nenacházejí žádnou souvislost. Metaanalýza 13 epidemiologických studií dospěla k závěru, že existuje souvislost. Bez ohledu na dobu těhotenství „jakékoli denní zvýšení o 100 miligramů kofeinu - ekvivalent přibližně dvou šálků filtrované kávy nebo espressa - snižuje hmotnost novorozence o 12 až 18 gramů“ . WHO dříve předpokládala, že pod 300 mg / den toto riziko neexistuje, a obecně se doporučuje nepřekračovat více než 200 mg kofeinu denně. Švédská studie však ukazuje, že nad touto hranicí 200 mg / den má průměrná severoevropská žena až "o 62% větší riziko, že bude mít malé dítě pro svůj gestační věk " .
Potenciální účinek konzumace kávy během těhotenství na následné zdraví dítěte je zdokumentován méně dobře. Studie na zvířatech naznačují, že vysoký příjem kofeinu může ovlivnit vývoj nervů . U lidí se stávající epidemiologické studie shodují na závěru, že konzumace méně než 200 mg denně (asi dva šálky) je bez většího rizika pro kognitivní vývoj dítěte. Ve francouzské epidemiologické kohortě , studie EDEN , byla však spotřeba více než 200 mg denně spojena s nižším inteligenčním kvocientem ve věku 5–6 let.
Kofeinová terapie u předčasně narozených dětíStudie provedená na 2 000 předčasně narozených dětech naznačuje, že kofein má pozitivní vliv na jejich respirační funkce.
Kofein citrát má blahodárné účinky při léčení poruch dýchání předčasně narozených dětí , jako je apnoe nedonošených a bronchopulmonální dysplasie . Jediným krátkodobým rizikem léčby kofein citrátem je dočasné snížení přírůstku hmotnosti během léčby. Dlouhodobé studie (18–21 měsíců) prokázaly trvalé výhody při léčbě předčasně narozených dětí kofeinem.
Spotřeba u dětíNěkolik vědeckých studií vyvrátilo přesvědčení, že konzumace kofeinu vede u dětí k osteoporóze. Děti mohou zaznamenat stejné účinky kofeinu jako dospělí. Většina energetických nápojů (obsahujících vysoké množství kofeinu) byla v mnoha školách po celém světě zakázána, ale mají další nežádoucí vedlejší účinky, včetně žaludečních problémů, nervozity, třesu, zrychlení, srdečního rytmu, nespavosti a podrážděnosti.
Parkinsonova chorobaNěkolik rozsáhlých studií ukázalo, že příjem kofeinu je spojen se sníženým rizikem rozvoje Parkinsonovy choroby u mužů, zatímco studie u žen jsou neprůkazné. Mechanismus, kterým kofein nepřímo souvisí s touto chorobou, zůstává záhadou. Na zvířecích modelech vědci prokázali, aniž by to dokázali vysvětlit, že kofein může zabránit ztrátě dopaminergních nervových buněk pozorovaných u Parkinsonovy nemoci.
Extrakce kofeinu je průmyslový proces, proud může být dosaženo třemi způsoby:
První metoda, která se používá již léta, má tendenci být nahrazena druhou metodou ze zdravotních důvodů (zbytkové stopy rozpouštědel ), vlivu na životní prostředí, nákladů a chuti. Ten druhý je nejméně účinný a může narušit chuť.
Kavárna s názvem „bez kofeinu“ dělá, je ve skutečnosti není zcela; Podle severoamerické studie, která testovala kávu od devíti značek pomocí plynové chromatografie, poskytuje většina značek pět až deset šálků kávy bez kofeinu ekvivalentní dávku kofeinu dvěma šálkům kávy bez kofeinu : Všechny kromě jedné značky obsahovaly 8,6 mg až 13,9 mg kofeinu. Podle D r Mark S. Gold, profesor psychiatrie na University of Florida , toto množství je dostatečné způsobit fyzickou závislost na kávě pro některé spotřebitele.
Jedná se o klasický proces, který se opírá o diferenciální rozpustnost ( rozdělovací koeficient ) kofeinu. Kofein v kávě se rozpustí v organickém rozpouštědle, obvykle v chlorovaném rozpouštědle ( chloroform , trichlorethylen nebo dichlormethan ) nebo benzenu , které se poté odstraní destilací. Organická rozpouštědla, jako je ethylacetát, představují mnohem menší riziko pro zdraví a životní prostředí než aromatická a chlorovaná rozpouštědla používaná v minulosti.
Superkritický tekutý oxid uhličitý je vynikající nepolární rozpouštědlo pro kofein a navíc je zdravější než syntetická organická rozpouštědla. Proces extrakce je následující: C.O 2je nucen procházet kávovými zrny při teplotách nad 31,1 ° C a tlacích nad 73 atm . Za těchto podmínekO 2, který je v superkritickém stavu , má vlastnosti plynu, což mu umožňuje proniknout hluboko do kávových zrn, ale má také vlastnosti kapaliny, která rozpouští 97–99% kofeinu. C.O 2naplněný kofeinem pak prochází proudem vody pod vysokým tlakem, aby odstranil kofein. Kofein lze nakonec izolovat adsorpcí na aktivním uhlí , destilací , rekrystalizací nebo reverzní osmózou .
Kávová zrna jsou namočena ve vodě. Tato voda, která obsahuje nejen kofein, ale také mnoho dalších sloučenin, které přispívají k chuti kávy, se poté nechá projít aktivním uhlím , které kofein zadržuje. Voda pak může být zpět s fazolemi a poté odpařena, takže káva bez kofeinu má dobrou vůni.
Odstraněný kofein se prodává jako přísada do sodovky nebo jako základ v kofeinových tabletách, které jsou k dispozici na prodej.
Někteří následovníci Církve Ježíše Krista Svatých posledních dnů (Mormoni), Církve adventistů sedmého dne , Obnovené církve Boží a Křesťanské vědy se vyhýbají nebo nekonzumují kofein. Nekonzumují vůbec s tím, že Bůh je proti k nelékařskému užívání psychoaktivních látek nebo, pro adventisty, že konzumace látky, která může mít škodlivé účinky na zdraví, není slučitelná s úctou k tělu, kterou by křesťané měli mít. Vaishavist Hinduisté obecně upustí od konzumace kofeinu a tvrdí, že to narušuje mysl a hyperstimuluje smysly. Člověk, který má být zasvěcen guruem , nesmí po dobu nejméně jednoho roku konzumovat kofein (stejně jako alkohol, nikotin a další drogy ).
„Rychlost metabolismu je variabilní a poločasy se u zdravých dospělých pohybují od 2 do 12 hodin. V průměru jsou poločasy 4–6 hodin, s kratšími poločasy u kuřáků a delšími poločasy u lidí s chronickým onemocněním jater nebo u těhotných žen. "