Gr. 3

Technologia Żywności i Żywienie Człowieka

Środa 12¹⁵ -18⁰⁰

Laboratorium chemii żywności

Naturalne substancje smakowe: Kofeina z herbaty

KOFEINA

Kofeina (Coffeinum, Coffein), czyli theina (teina) to 1,3,7-trimetyloksantyna lub 3,7-dihydro-1,3,7-trimetylo-1H-puryno-2,6-dion. Czysta kofeina jest białym krystalicznym (igiełki) proszkiem ulegającym sublimacji w temperaturze 178°C, temperatura topnienia 238°C, rozpuszczalnym w wodzie, spirytusie i chloroformie. Ma gorzki smak. Jest alkoidem metabolizowanym w ustroju do kwasu 1-metylomoczowego i 1-metyloksantyny. Czysta kofeina - Coffeinum purum jest dwa razy silniejsza od jej soli.

Kofeina czysta, podobnie jak jej sole (kofeino-benzoesan sodowy Coffeinum natrium benzoicum, kofeino-salicylan sodowy Coffeinum atrium salicylium) pobudzają korę mózgową i ośrodki podkorowe, pobudzają ośrodek oddechowy i naczynioruchowy; rozszerzają naczynia mózgowe, nerkowe i wieńcowe serca, zwężają naczynia brzuszne. Powoduje, więc przepływ krwi z jamy brzusznej do skóry, mięśni i mózgu. Zwiększa wydolność psychofizyczną. Przyspiesza przemianę materii, podnosi ciepłotę ciała. Duże dawki kofeiny zwiększają siłę skurczowa mięśnia sercowego, małe dawki kofeiny zwalniają czynność serca. Zwiększa wentylacje płuc. W dawkach leczniczych pobudza układ bodźcowo-przewodzący serca. Wzmaga wydzielanie soku żołądkowego, pobudza ruchy robaczkowe przewodu pokarmowego, wzmaga ilość wydzielanego moczu, nasila działanie leków przeciwgorączkowych i przeciwbólowych. Kofeina zwiększa percepcję (odbiór) i analizowanie wrażeń, przyspiesza i usprawnia procesy myślowe. W małych i średnich dawkach ułatwia pracę umysłową, polepsza procesy zapamiętywania i kojarzenia. Znosi uczucie znużenia, niechęci i zmęczenia. W dawkach większych powoduje gonitwę myśli i ogólne rozbicie myślowe. Nadużywana i przedawkowywana osłabia koncentrację i powoduje bezsenność, niepokój, drżenie mięśniowe, a nawet drgawki kloniczne.

Dawniej kofeina była szeroko stosowana w medycynie przy niedomodze krążenia w przebiegu przewlekłych chorób serca, w ostrej niewydolności krążenia, przy gorączce, zapaleniu płuc, przy obrzękach płuc, w przebiegu chorób zakaźnych, w zapaściach, po zatruciach narkotykami, czadem, alkoholem i atropiną; w stanach depresji psychicznej, ospałości, przy konieczności intensywnej pracy umysłowej, w zmęczeniach psychofizycznych po przebyciu choroby zakaźnej, przy bólach głowy. Ponadto preparaty koffeinowe były stosowane w charakterze środków moczopędnych. Stwierdzono, że kawa, dzięki zawartości garbników, może przeciwdziałać procesom powodujących próchnicę zębów. Picie kawy, nawet bezkofeinowej, wpływa na ograniczenie działania bakterii na uzębieniu.

Zatrucie kofeiną: zaburzenia myślenia, drżenie, rozkojarzenie, niepokój, częstomocz, pocenie się, uderzenia gorąca, dreszcze, gonitwa myśli, szum w uszach, krótkotrwałe zaciemnienia i błyski w widzeniu, nudności, skurcze jelit, ból brzucha, zawroty głowy niemiarowość serca i tętna. 20-30 g kofeiny powoduje porażenie mięśnia sercowego i ośrodka oddechowego oraz zgon. Filiżanka kawy z 1 czubatej łyżeczki kawy zawiera ok. 100mg kofeiny.

Fakty i mity dotyczące kofeiny

Mit: Kofeina jest czynnikiem ryzyka wystąpienia osteoporozy.
Fakty: Niektóre badania wykazują, że spożycie kofeiny może zwiększać utratę wapnia z moczem. Jednak wzrost wydalania wapnia jest minimalny i przy umiarkowanym spożyciu kofeiny nie wpływa na gospodarkę wapnia w organizmie ani na gęstość kości. Najnowsze badania potwierdzają, że kofeina nie jest czynnikiem ryzyka wystąpienia osteoporozy, zwłaszcza u kobiet przyjmujących odpowiednie ilości wapnia w diecie.

Mit: Kofeina powoduje raka.
Fakty: Wiele badań naukowych potwierdziło, że kofeina nie zwiększa ryzyka zachowania na choroby nowotworowe. Badania obejmujące dużą populację prowadzone w Norwegii i na Hawajach oraz przegląd 13 badań obejmujących ponad 20 tysięcy osób nie wykazały zależności pomiędzy spożyciem kofeiny a ryzykiem choroby nowotworowej.

Mit: Kofeina nie posiada żadnych korzystnych właściwości.
Fakty: Wielokrotnie potwierdzono, że kofeina podwyższa możliwości skupienia uwagi i wydłuża czas koncentracji. Wypicie filiżanki kawy lub herbaty jest często zalecane w celu zwalczenia uczucia senności, zwłaszcza u kierowców oraz osób, które pracują intensywnie przez wiele godzin. Kofeina może również poprawiać pamięć i logiczne myślenie. Wiele napojów zawierających kofeinę, przede wszystkim herbata, ale również kawa i czekolada, posiada w składzie antyoksydanty, którym przypisuje się działanie zapobiegające chorobie niedokrwiennej serca i nowotworom.

Nowe badania sugerują, że kofeina może być przydatna w leczeniu reakcji alergicznych, ponieważ zmniejsza stężenie histaminy - substancji biorącej udział w reakcjach alergicznych. Aby ten wpływ potwierdzić niezbędne jest jednak przeprowadzenie kolejnych badań.

Od dawna wiadomo, że u niektórych chorych kofeina może zmniejszać nasilenie objawów astmatycznych.

W Holandii wykazano, iż wraz ze zwiększoną konsumpcją kawy, spada ryzyko zachorowania na cukrzycę.

Kofeina, zawarta w kawie, to jeden z najbardziej powszechnych środków psychotropowych, mających zdolność wpływania na nastrój. Służy ona nie tylko poprawie nastroju, ale także zmniejsza uczucie przygnębienia. Jeśli ktoś twierdzi, że bez porannej filiżanki kawy nie zacznie się uśmiechać, to jest to prawdą. 

Wnioski:
Po kilkudziesięciu latach badań nie udowodniono, aby spożycie kofeiny w umiarkowanych ilościach wykazywało wyraźny związek z jakimkolwiek zagrożeniem dla zdrowia. Przy zachowaniu zdrowego rozsądku i umiarkowania można bez obawy pić herbatę, kawę i inne napoje zawierające kofeinę.

Tabela zawartości kofeiny w wybranych produktach

	Przeciętna ilość kofeiny w jednej porcji
Kawa rozpuszczalna	75 mg w filiżance o pojemności 190 ml
Kawa parzona	85 mg w filiżance o pojemności 190 ml
Herbata parzona	50 mg w filiżance o pojemności 190 ml
Napoje energetyzujące z dodatkiem kofeiny lub guarany	28 - 87 mg w szklance o pojemności 250 ml
Napoje typu cola (zwykłe i „light”)	8 - 53 mg w szklance o pojemności 250 ml
Niektóre napoje bezalkoholowe	24 mg w szklance o pojemności 250 ml
Czekolada	5,5 - 35,5 mg w tabliczce 50 g

Wykonanie doświadczenia

Do zlewki wrzuciłyśmy herbatę Madras, zalałyśmy 100 ml wrzącej wody i parzyłyśmy przez 5 minut. Po 5 minutach odcisnęłyśmy torebki z nadmiaru herbaty i wyrzuciłyśmy. Roztwór wstawiłyśmy do łaźni wodnej w celu schodzenia roztworu do temperatury pokojowej. Wystudzony roztwór przelałyśmy do rozdzielacza i trzykrotnie wyekstrahowałyśmy (po 20 ml) chlorkiem metylenu. 3 ekstrakty połączyłyśmy i przemyłyśmy dwukrotnie 20 ml 6M roztworem wodorotlenku sodu. Następnie przemyłyśmy roztwór jednokrotnie 20 ml zimnej wody. Warstwę organiczną wysuszyłyśmy bezwodnym siarczanem sodu. Produkt po wysuszeniu przesączyłyśmy do zważonej wcześniej kolbki, oddestylowałyśmy rozpuszczalnik na wyparce próżniowej i zważyłyśmy kofeinę.

Nazwa herbaty	Ilość kofeiny w 10g	Ilość kofeiny w 100g
Madras	0,06745	0,67450
Big Ben	0,10875	1,0875
Assuan

Wnioski

Najmniejszą zawartość kofeiny ma herbata Madras, w 100g jest ok. 0,67450g. A największą zawartość kofeiny ma Assuan, w 100g jest ok. Jak widać każda z herbat ma różną zawartość kofeiny. Więc jeśli jesteśmy zmęczeni, czeka nas wysiłek umysłowy lub fizyczny i nie możemy pić kawy to najlepiej jest wybrać herbatę Assuan, ponieważ ma największą zawartość kofeiny.

---