Как насчёт кофе: химия кофеина

18 ноября 2025
6 мин.

В день Вольтер выпивал 50 чашек этого напитка, а Бетховен делал его ровно из 60 зёрен. Его пьют на всех континентах люди всех возрастов — холодным и горячим, с молоком и без. Дошло до того, что название этого напитка стало означать перерыв на обед! Чем же заслужил кофе эту славу и нашу безмерную любовь?

КОФЕЙНЫЕ ЗЁРНА

Этот восхитительный напиток популярен не только в странах Ближнего Востока и Турции, где кофейни и сам процесс кофепития уже давно стали частью национальной культуры, но и в США, где кофе чаще всего пьют на бегу из одноразового картонного стаканчика — без всяких церемоний. 

Кофейное дерево — род вечнозелёных растений семейства мареновых (Rubiaceae). В диком виде обитают в нагорьях тропической Африки и Азии, культивируются в тропиках по всему миру. Большинство видов — небольшие деревья или крупные кустарники. Зёрна кофе, которые засыпают в кофемолку, — это жареные семена плода, называемого кофейной вишней.

Каждая такая «вишня» обычно содержит два обычных зерна или одно сросшееся — пибери. Количество плодов с зёрнами пибери составляет примерно 5% всего урожая, они считаются более ценными.

Самый дорогой кофе в мире — это сорт «копи лювак». Перед тем как попасть в обжарочный цех, плоды кофе (ягоды с зёрнами) должны пройти через желудочно-кишечный тракт азиатской пальмовой циветты (Nandinia binotata), после чего их выбирают из экскрементов животного. Ещё один очень дорогой сорт — «чёрную слоновую кость» — получают из кофейных зёрен, которые съели таиландские слоны.

Вначале кофе употребляли вовсе не в виде отвара зёрен. Жители Эфиопии и Йемена просто жевали ягоды кофейного дерева, чтобы взбодриться. По легенде, эфиопский пастух К заметил, что козы, объедающие ягоды с кофейного дерева, теряют сон и становятся легковозбудимыми. Пастух попробовал ягоды сам — эффект оказался таким же. Первое упоминание о кофейных плодах можно н а й т и в   т р у д а х п е р с и д с к и х у ч ё н ы х I X–X I в е к о в М -Р (Р) и А  С (А). 

Наиболее раннее материальное свидетельство потребления кофе относится к 1200 годам. Во время археологических раскопок на востоке Аравийского полуострова вместе с керамическими изделиями XIII века были обнаружены обугленные зёрна арабики. На территории, где проводились раскопки, кофейные деревья никогда не росли, и  археологи сделали вывод, что к XIII веку кофейные бобы уже стали предметом торговли. Эта находка подтверждает устоявшееся мнение, что путь кофе из Северной Африки в Европу пролегал через Ближний Восток и Малую Азию.

РОЛЬ КОФЕИНА

В чашке любого кофе содержатся тысячи химических соединений, но первое, что приходит в голову, — это кофеин. Именно из-за его бодрящего эффекта кофе стал любимым напитком людей, которым нужно быстро сосредоточиться. Кофеин был открыт и назван так в 1819 году немецким химиком Ф Р. Позднее, в 1838-м, голландский химик Г М доказал, что выделенный из кофе кофеин и выделенный из чая теин на самом деле одно и то же вещество. 

Строение кофеина к концу XIX века установил немецкий химик Г Э Ф. Он же первым синтезировал это вещество в лаборатории. 

Действие кофеина можно объяснить так: он блокирует работу аденозиновых рецепторов центральной нервной системы, которые должны замедлять активность нервных клеток. В результате работа нервной системы не замедляется, а умственная и физическая работоспособность на время увеличивается. Правда, есть у этого процесса и оборотная сторона: стимулированные кофеином нервные клетки способствуют выделению гормона адреналина, который увеличивает частоту сердцебиения, повышает давление. Кофеин также усиливает синтез «гормона удовольствия» дофамина, поэтому у любителей кофе вырабатывается зависимость от него.

Кроме чайного и кофейного деревьев кофеин могут вырабатывать и другие растения. Для них кофеин — это пестицид, который не только парализует и убивает насекомых-вредителей, но и препятствует прорастанию зёрен других растений, оказавшихся в земле поблизости. Так, с помощью кофеина растение выигрывает битву за питательные ресурсы почвы.

Считается, что нормальная суточная доза кофеина для человека — около 100 мг — это одна чашка кофе или пара чашек чая. Смертельная доза — 13–19 г, или 50–100 чашек кофе. Может показаться, что человек столько просто не выпьет. Однако кофеин попадает в наш организм не только с чаем или кофе, но и с шоколадом, колой, энергетическими напитками и некоторыми медицинскими препаратами. 

Кофе богат антиоксидантами-полифенолами, важнейшими из которых являются хлорогеновые кислоты — именно они, кстати, придают напитку горький вкус. Содержание этих кислот в чашке может колебаться в очень широких пределах — от 20 до 675 мг. Точное количество зависит не только от способа приготовления кофе, но и от его сорта. Например, в арабике меньше хлорогеновых кислот, чем в робусте. Кофе без кофеина по содержанию фенольных антиоксидантов не отличается от обычного. 

Есть исследования, доказывающие, что продукты превращения хлорогеновых кислот в пищеварительной системе могут защищать нервные клетки от окислительного повреждения. Предполагается также, что хлорогеновые кислоты, точнее, продукты их биохимических трансформаций предотвращают развитие диабета второго типа у тех, кто регулярно потребляет кофе.

кологи предсказывают, что в скором времени кофе станет роскошью. Изменение климата, вырубка лесов и болезни могут привести к гибели 60% дикорастущих видов кофейных деревьев. Они, конечно, не используются в производстве напитка, но в природе генетическое разнообразие является ключевым моментом для существования в том числе и возделываемого, окультуренного кофе.

Увы, как и в любом блюде или напитке, в кофе есть вредные вещества. Одно из них, 4-метилимидазол, внесено в список потенциальных канцерогенов. Содержание 4-метилимидазола в кофе и напитках вроде кока-колы или пепси-колы примерно одинаково, в кофе его даже меньше. При этом опасность 4-метилимидазола, о которой после его обнаружения в коле много писали СМИ, преувеличена. В исследовании, благодаря которому это соединение попало в список канцерогенов, рак развивался у подопытных мышей, которым два года подряд ежедневно скармливали 170 мг вещества на килограмм живого веса. Человек весом 60 кг, ежедневно выпивающий шесть чашечек кофе по 100 мл, принимает внутрь 4 мкг 4-метилимидазола на килограмм веса, что практически безопасно. И даже если пить кофе в больших количествах, главной проблемой для здоровья будет не 4-метилимидазол, а «лишний» кофеин и сахар.

 Стоит также упомянуть, что молоко и сливки снижают активность кофейных антиоксидантов, а пена капучино затрудняет их усвоение организмом. Но будем честны: какими бы ни оказались результаты научных исследований, люди не откажутся от кофе. Поэтому пейте его, наслаждайтесь, но не забывайте о вреде излишеств и пользе умеренности.

Арабика — это кофе, приготовленный из бобов растения Co ea Arabica родом с юго-запада Эфиопии. Является самым популярным видом кофе в мире. 

Робуста — кофе, изготовленный из растения Co ea canephora. Его кофейные зёрна отличаются низкой кислотностью и высокой горечью.