На кофеине. Полезная вредная привычка.

Что такое кофеин?

Кофеин – это природный стимулятор нервной системы, содержащийся в кофе, чае и какао-бобах. В настоящее время наблюдается учащение случаев передозировки кофеином со многими вытекающими от этого проблемами. Более того, благодаря последним достижениям науки мы теперь знаем, что существует ген, отвечающий за метаболизм кофеина. У многих он изменён или отсутствует, в связи с чем некоторым стоит быть более осторожным. Для того чтобы каждый из вас мог контролировать собственное потребление кофеина, мы решили рассказать вам о том, сколько же содержится кофеина в различных кофеиносодержащих напитках и как на это влиять.

Зачем растениям кофеин?

Для начала хотелось бы вообще понять, зачем растение вырабатывает кофеин? Вряд ли для нас с вами. На самом деле с эволюционной точки зрения все мы эгоисты и любое наше действие направлено на защиту от факторов агрессии окружающей среды. Вот также и кофейное дерево начало вырабатывать кофеин, чтобы его не обижали разные насекомые. Насекомых меньше на возвышенностях, соответственно и кофеина в таких растениях меньше, а больше флавоноидов, терпенов и полифенолов, которые являются антиоксидантами – ими и обусловлена большая часть пользы кофе.

Химическая структура кофеина

  

По химической структуре кофеин – это алкалоид. Кофеин не имеет запаха, а имеет лишь горький вкус. Аромат кофе берётся из флавоноидов, полифенолов и терпенов. Исходя из этого гипотеза о зависимости высоты произрастания дерева и содержании кофеина подтверждается. Кофе из Эфиопии, который произрастает довольно высоко, будет обладать большей кислотностью и меньшим содержанием кофеина. В отличие от Бразилии, в которой будет больше горьких нот и больше кофеина. Для простоты вы можете руководствоваться следующим принципом: чем больше горечи вы ощущаете в своей чашке, тем больше в ней кофеина. Вот, к примеру, энтузиасты провели исследование и измерили количество кофеина в кофе из разных стран:

Исходя из результатов исследования, можно сделать вывод, что Starbucks продаёт одни из самых кофеиносодержащих напитков в мире (об этом подробнее в конце поговорим, так что дочитайте).

От чего зависит содержание кофеина

1. Сорт кофе

Две самые известные разновидности кофейного дерева – это Сoffea arabica и Coffea canephora, более известные, как Арабика и Робуста. Они сильно отличаются по вкусу и химическому составу. Арабика содержит в себе среднее количество кофеина, аминокислот и хлорогеновой кислоты (главный кофейный антиоксидант), а также имеет на 60% больше масел, чем робуста, в которой много кофеина и много хлорогеновой кислоты. 

2. Обжарка

Вот тут много вопросов и спорных моментов. Многие считают, что в самом кофейном зерне независимо от интенсивности обжарки всегда одинаковое количество кофеина, однако это не так. Согласно данным исследования, в зелёном зерне на 30% больше кофеина, чем в тёмно обжаренном (исследование проводили на зёрнах Бразилии). Исходя из этого можно сделать вывод, что кофеин разрушается при нагреве. Для примера мы можем cравнить составы кофе starbucks светлой обжарки (360мг кофеина в 473мл) и тёмной обжарки (260мг в 473мл).

3. Количество зёрен

Надо учитывать то, что при обжарке кофейное зерно надувается (из-за выделения CO2) и теряет влагу, соответственно его вес уменьшается, а концентрация различных веществ и объём растут. Чтобы было понятнее, представьте 2 стакана. В стакан А положили 50г тёмного зерна, а в стакан Б 50г светлого зерна. Так вот зёрен по количеству будет больше в стакане А (с тёмным зерном), при том, что вес одинаков. Таким образом может получиться, что в итоге кофеина будет больше в кофе из зёрен тёмной обжарки, так как самих зёрен по количеству было использовано больше.

4. Температура

Холодная вода хуже экстрагирует органические кислоты и другие вещества, в том числе кофеин. Поэтому в cold brew кофеина примерно на 30% меньше, чем в фильтр-кофе.

 

 

5. Помол

Чем мельче помол, тем больше площадь соприкосновения кофейной частицы и воды, соответственно и экстракция всех веществ, в том числе кофеина больше.

В Америке было проведено исследование, в котором измеряли, как три типа помола (мелкий, средний и крупный), а также различные методы заваривания влияют на химический состав кофе. В результате выявили, что в одной порции напитка по антиоксидантной активности и содержанию полифенолов в кофе лидером стал фильтр-кофе, за ним шли эспрессо и кофе в джезве/турке. Содержание кофеина было 316,112 и 64 мг в фильтр-кофе, кофе в джезве/турке и эспрессо соответственно.

 

6. Количество воды

Вода – универсальный растворитель. Чем больше воды, тем больше кофеина вытащим из зерна. Эта информация также была доказана Итальянским исследованием, в котором также установили, что наиболее низкий ph (значит кислотность выше) у эспрессо – 5.41, затем кофе в джезве/турке – 5.70, и в конце фильтр-кофе – 6.09. Однако стоит учесть, что в данном исследовании фильтр-кофе делали на зерне тёмной обжарки, а обычно всё-таки берут светлую или среднюю, соответственно кислотность у них будет выше.

Зная 4 и 5 пункт мы можем теперь рассказать об исследовании, в котором взяли три чашки эспрессо по 25 мл и измерили содержание кофеина. Использовали помол 6, 6.5 и 7.0. Содержание кофеина оказалось 77.44, 105. 83, и 98.97 мг соответственно. Исходя из этого мы можем сделать вывод о том, что при наиболее мелком помоле количество воды, проходящее через таблетку уменьшается, соответственно и количество кофеина уменьшается, даже несмотря на максимальную площадь соприкосновения. То есть, для большего количества кофеина в эспрессо стоит соблюдать баланс и выбирать средний помол. А, если цель стоит добиться максимальной концентрации кофеина в кофейном напитке, а не в эспрессо, то стоит максимально измельчить кофе, а затем залить достаточно большим количеством горячей воды.

 

Практическое изучение кофеина в напитках 

В данном исследовании учёные, не изменяя помола, готовили эспрессо объёмом 25 мл множество раз, используя кофемолку Super Jolly Coffee Grinder for Grocery, Mazzer, Italy. Время экстракции варьировалось от 13.5 до 17 секунд из-за того, что вариабельность частиц в помоле каждый раз отличалась, соответственно и проходящее количество воды разнилось. В итоге результаты содержания кофеина варьировались от 80 до 130 мг. Исходя из этого мы можем понять, что каждый раз из-за разницы в приготовлении, количество кофеина будет разным.

Однако есть и ещё одна важная вещь – зерно каждый раз содержит в себе тоже разное количество кофеина. Некоторые любознательные люди решили провести исследование, в котором они на протяжении 6 дней каждый день в одном и том же магазине покупали одну и ту же пачку кофе небезызвестной фирмы Starbucks.

Исходя из того, что результаты разнятся почти в 2 раза, мы можем сделать вывод о том, что даже такая крупная компания, как Starbucks не может обеспечить поставки кофе с всегда стандартным количеством кофеина. Это очень вариабельный процесс, зависящий от множества факторов, пока что не подчиняющийся никому.

   

Рекомендованная норма кофеина в мг – сколько это будет в чашках 

Также хочется вам напомнить, что еда и напитки – это огромный фактор влияния на человека и кофе тут не исключение. Благодаря кофеину он оказывает весьма сильное стимулирующее действие, поэтому за 5-7 часов до сна желательно его не употреблять, так как могут произойти нарушения со сном, который является важнейшим периодом восстановления для организма. Европейское агентство по безопасности продуктов питания (EFSA) считает, что употребление кофеина до 400мг в сутки не представляет никакой опасности для взрослого человека (исключение беременные и пожилые), следовательно, пересчитывая эту дозу на более понятные чашки получаем, что в сутки можно выпить одну чашку фильтр-кофе (~316мг кофеина), три чашки кофе в джезве/турке ( ~336мг кофеина) и целых пять чашек эспрессо (~320мг кофеина).

Бонусом мы решили рассказать вам интересный факт. Starbucks продаёт кофе с бОльшим содержанием кофеина, чем у конкурентов. Непонятно, как и зачем они это делают, но это факт. У них даже в линейке decaf содержится 25мг кофеина, а в обычном доходит и до 360мг, при том что в среднем у всех около 300мг максимум.

Кофе с самым высоким содержанием кофеина в мире

Изучая тему этой статьи, мы обнаружили, что в мире есть бренды, продающие кофе с экстремальным содержанием кофеина, которое может доходить до 1555 мг в 354мл, что является по самым лояльным рекомендациям минимум в 4 раза больше суточной нормы. И что самое интересное, многие из данных зёрен – это арабика, а не робуста, как многие могли подумать.

 

В конце этой статьи хочется сказать, что кофе достаточно сложный напиток, который кроме кофеина содержит в себе целую кладезь других веществ полезных и потенциально опасных. Научное и медицинское сообщества до сих пор не сформулировали какую-то чёткую позицию в отношении употребления кофе, однако абсолютно точно все уверены в том, что наиболее безопасным является фильтр кофе, так как сам фильтр задерживает многие вредные вещества. При этом, пропуская кофе через фильтр, всё равно стоит помнить, что во всем важна мера и не стоит употреблять более 400мг кофеина в день.

А о том, какие именно вредные вещества задерживает фильтр и в принципе, что ещё содержится в кофе, кроме кофеина мы расскажем в следующих постах.

В оформлении статьи были использованы элементы работ иллюстратора Peter Slattery.