카페인 무엇인가?

커피나 차 같은 식물에 함유된 알칼로이드의 일종

 

 

 

 
▶ 각성작용, 피로회복작용, 이뇨작용, 중추흥분작용, 기관지이완작용, 위액분비촉진작용, 혈관확대작용, 일시적으로 졸음을 막아주는데, 각성제, 흥분제, 이뇨제, 피로를 덜어주고 정신을 각성시켜주는데, 야간운전자나 수험생이 많이 이용, 조산된 신생아의 수면 중 무호흡증과 불규칙적인 심장박동을 치료하는데, 심장병, 약제 이외 금 및 팔라듐과 비스무트 등의 분석시약, 강심제, 편두통을 다스리는 카페인

1, 건강, 영양식품사전 868면


[카페인

커피콩이나 엽차(葉茶), 카카오등에 함유된 쓴맛이 있는 성분으로, 알칼로이드의 일종. 각성작용(覺醒作用)이나 피로회복작용, 이뇨작용이 있다.

또한 강심제(强心劑)로서도 사용된다. 카페인의 과잉섭취는 부정맥(不整脈), 허탈감(虛脫感), 현기증, 불안감 등을 초래함으로 주의가 필요하다.
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2, 두산백과사전


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카페인(caffeine)

커피나 차 같은 일부 식물의 열매, 잎, 씨앗 등에 함유된 알칼로이드(alkaloid)의 일종으로, 커피, 차, 소프트드링크, 강장음료, 약품 등의 다양한 형태로 인체에 흡수되며, 중추신경계에 작용하여 정신을 각성시키고 피로를 줄이는 등의 효과가 있으며 장기간 다량을 복용할 경우 카페인 중독을 야기할 수 있다.흰색의 결정으로 쓴 맛이 나며, 커피 열매 안의 씨앗, 찻잎, 카카오와 콜라 열매, 마테차 나무와 과리나 등에 들어 있다. 식물에 함유된 카페인은 식물을 먹고 사는 해충을 마비시켜 죽이는 일종의 살충제 역할을 한다.

1819년 독일 화학자 프리드리히 페르디난트 룽게(Friedrich Ferdinand Runge)가 처음으로 비교적 순도 높은 카페인을 분리해냈고, 커피에 들어 있는 혼합물이라는 의미로 카페인(kaffein, 영어로는 caffeine)이라는 명칭을 붙였다. 19세기 말 헤르만 에밀 피셔(Hermann Emil Fischer)가 카페인의 화학구조를 밝혀냈다. 카페인의 분자식은 C8H10N4O2이다.

인간은 석기시대부터 카페인을 섭취하기 시작했으며, 초기에는 우연히 카페인을 함유한 식물의 씨앗, 나무껍질, 잎 등을 씹어 먹다가 피로를 가시게 하고 정신을 각성시키며 기분을 들뜨게 하는 효과가 있다는 것을 알게 된 뒤에, 오늘날 커피나 차를 마시듯이 뜨거운 물에 담가서 우려 먹는 형태로 점차 발전한 것으로 보인다.

카페인이 인체에 미치는 영향은 개인의 신체 크기와 카페인에 대한 내성 정도에 따라 다르지만 적당량을 섭취했을 경우 일반적으로 중추신경계와 신진대사를 자극하여 피로를 줄이고 정신을 각성시켜 일시적으로 졸음을 막아주는 효과가 있으며 이뇨작용을 촉진시키는 역할도 한다. 보통 카페인은 흡수한 뒤 1시간 이내에 효과를 나타내며, 서너 시간이 지나면 효과가 사라진다. 또한 상습적으로 복용할 경우 내성이 생겨 효과가 약해진다.

오늘날 카페인은 기호식품 및 치료약품으로 널리 소비되고 있다. 연간 소비되는 카페인 양은 세계적으로 120,000톤으로 추산되며 가장 흔한 카페인 섭취 경로는 커피와 차를 통한 섭취다. 이외에 카카오 열매 성분이 들어가는 초콜릿과 콜라, 카페인 함유 식물을 활용한 다양한 소프트드링크와 강장음료 등이 널리 인기를 얻고 있다. 근래에는 샴푸와 비누 같은 생활용품에 카페인을 넣은 상품도 출시되고 있다. 제조업체에서는 피부를 통해 카페인이 흡수된다고 주장하지만 효과는 미지수다.

또한 카페인이 들어간 각성제, 흥분제, 강심제, 이뇨제 등이 만들어져 다양한 용도로 쓰이고 있다. 각성제는 피로를 덜어주고 정신을 각성시켜주므로 야간운전자나 수험생이 많이 이용한다. 카페인은 조산된 신생아의 수면 중 무호흡증과 불규칙적인 심장박동을 치료하는 용도로 활용되며 편두통이나 심장병 등에도 쓰인다. 또한 약제 이외에 금·팔라듐·비스무트 등의 분석시약으로도 사용된다.

카페인은 다량을 장시간 복용할 경우 카페인중독(caffeinism)을 초래할 수 있다. 카페인중독은 짜증, 불안, 신경과민, 불면증, 두통, 심장 떨림, 근반사항진(hyperreflexia), 호흡성 알칼리증(respiratory alkalosis) 등을 포함한 다양한 신체적·정신적 증상을 수반한다. 또한 카페인은 위산분비를 촉진하므로 오랫동안 다량을 복용하면 위궤양, 미란성식도염(erosive esophagitis), 위식도역류질환(gastroesophageal reflux disease) 등을 야기할 수 있다.
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3, 차생활문화대전


[카페인(caffeine)

퓨린(Purine)염기의 하나이다. 차 잎중 카테킨류 다음으로 많이 함유하는 성분으로 차에는 2∼4% 정도 함유된다. 각성, 흥분, 이뇨작용 등이 있고 기호음료로서 차가 인류에 마시게 된 것은 카페인의 작용에 의한 기분이 상쾌하기 때문으로 생각된다. 또 수행중의 승려가 잠을 깨우기 위하여 차를 마셨다고 전해지고 있다. 고미가 있고 차에 고미에 관계한다. 차중에 존재하는 것은 1827년 프랑스의 Oudry에 의해 발견되어 테인(theine(茶素))라고 이름 지었으나 그 후 1819년 독일의 Runge라 커피에서 분리된 카페인과 동일 물질이라 것이 판명되었다. 남미산의 Mate 차에도 함유되어 있다. 차에는 이외 퓨린(purine) 염기로서 테오브로마인(theobromine)과 테오필린(theophylline)이 소량 함유된다. 분자량 194.19, 무색소침상 결정, 융점 238℃(120℃에서 승화가 시작)이다.

차, 커피 등에 함유되는 알칼로이드(alkaloid, 질소를 함유하고 염기성을 나타내는 물질)의 일종으로 중추신경을 흥분시키는 약리 작용이 있다. 카페인은 1820년 커피로부터 발견되었지만 1827년에 차로부터 발견된 theine과 동일물질인 것이 확인되어 현재는 카페인이 물질명으로 쓰이고 있다. 융점 238℃, 견사상의 가벼운 백색결정, 승화는 178℃로부터 시작된다. 열수에 잘 녹고 쓴맛을 나타낸다. 유사 화합물에는 테오브로마인(theobromine), theopurine이 있다. 의학품으로는 흥분, 이뇨, 강심제에 쓰인다. 처음에는 차로부터 추출되었지만 현재는 화학적으로 합성된다. 각종 식물에 함유되는 카페인 함량과 음료 1컵당 카페인함량은 다음과 같다.

순수한 카페인은 냄새가 없고 쓴맛을 가진 하얀 분말로 물에 잘 녹으며 커피를 추출할 때 물에 쉽게 용출된다. 용출되는 카페인의 양은 커피의 품종, 추출방법 등에 따라 달라진다. 일반적으로 Arabica종 커피의 카페인 함량이 1.1∼1.7% 정도이고. Robusta종 커피는 2∼4.5% 정도이다. 또한 추출방식 가운데 에스프레소(Espresso)식으로 끓인 커피의 카페인함량이 가장 적은데 그 이유는 에스프레소 커피를 추출할 때 고온 고압에서 추출하기 때문에 사용하는 물이 많지 않아도 되고 커피와 뜨거운 물이 접촉하는 시간도 30초 정도 짧기 때문이다.

한편 인스턴트 커피의 카페인함량은 Arabica종 커피에 비하여 약 2배 이상 더 함유되어 있는데 그 이유는 인스턴드 커피 제조 시 카페인함량이 높은 Robusta종을 많이 사용하고 커피의 생산수율을 높이기 위하여 고온 고압에서 3∼4시간 정도 추출하기 때문이다. Trigonelline은 볶은 커피 열매에 존재하는 수용성 물질의 약 5%를 차지하고 있는 성분으로서 카페인의 쓴맛 중 1/4정도를 가지고 있다. 커피 열매를 볶는 동안에 trigonelline의 일부가 니코틴산(nicotinic acid), 나이아신(niacin)으로 전환되는데 한 컵의 커피에는 0.5mg의 나이아신(niacin)이 함유되어 있다.

향기성분: 볶아낸 커피의 향기성분은 670여 종에 달하고 있다. 몇 가지 휘발성 유기산이 존재하는데 그 중에서 가장 많은 것이 acetic acid이다.

그 외에 diacetyl, acetylmethyl, carbonyl, furfural, 같은 알데하이드(aldehyde)와 케톤(ketone)도 존재한다. 커피 열매를 볶는 동안에 trigonelline에서 형성되었다고 생각되는 pyridine도 guaiacol과 paracinyl guaiacol의 형태로 존재한다. 유기산 : 볶는 커피의 중요한 유기산은 phenolic compound인 카페인산(caffeic acid), 클로로젠산(chlorogenic acid)이다. 커피의 성분 중 클로로젠산(chlorogenic acid)가 주된 용해성 물질로서 볶은 커피 무게의 4% 이상을 차지하고 유기산의 약 2/3 정도로 약간 시면서 쓴맛을 낸다. 그밖에 볶은 커피에 존재하는 유기산으로는 citric, malic, tartaric acid 외에 소량이 oxalic acid가 함유되어 있다. 이들 산은 끓일 때 쉽게 용출되는데 엷게 끓인 커피 맛은 약간의 신맛을 나타내는 것은 이들 유기산 때문이다.

커피의 종자, 카카오의 종자, 찻잎에 들어 있는 알칼로이드를 말한다. 차를 상징하는 중요성분으로 함량은 2~3%이며 상쾌한 쓴맛이 있는 퓨린 염기의 하나이다. 생리작용은 대뇌중추신경에 대한 각성작용, 이뇨작용, 중추흥분작용, 기관지이완작용, 위액분비촉진작용 그리고 혈관확대작용 등이 있으며 1일 허용량은 500mg으로 알려져 있다. 찻잎 중의 카페인은 카테킨, 테아닌, 비타민 C 등의 고분자화합물과 공존하고 있어서 그 작용이 완만하게 일어나며 지속시간이 짧고 정신불안, 불쾌감 등의 부작용을 나타내지 않는다.

[각종식물 중의 카페인 함량(건물%)]


1, 찻잎(Camella sinensis): 2.0∼5.0

2, 커피 열매(Caffee arabica): 0.8∼1.75

3, 카카오 열매(Theobroma cacao): 0.3

4, 콜라열매(Colanitida): 1.5∼2.0

5, 마떼차(Ilex paraguariensis): 0.2∼2.0.
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상기 자료는 약초연구가로서 지구상에 존재하는 천연물질의 우수성을 널리 알리고 질병으로 고통을 겪고 있는 환우들에게 희망을 주며 기능성 식품과 신약을 개발하는데 통찰력을 갖게하고 약초를 사랑하는 모든 사람에게 정보의 목적으로 공개하는 것임을 밝혀 둔다.  

(글모음/ 약초연구가 & 동아대 대체의학 외래교수 전동명)

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참조: 유산균 무엇인가?:
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