Kofeina () – organiczny związek chemiczny, alkaloid purynowy znajdujący się w ziarnach kawy i wielu innych surowcach roślinnych. Może również być otrzymywana syntetycznie. Została odkryta przez niemieckiego chemika Friedricha Ferdinanda Rungego w 1819 roku. W zależności od źródła nazywana jest także teiną (gdy źródłem jest herbata), guaraniną (gdy pochodzi z guarany) i mateiną (gdy pochodzi z yerba mate).
Kofeina jest środkiem psychoaktywnym z grupy stymulantów. Jest stosowana jako dodatek do niektórych produktów, w tym napojów energetyzujących, a także do innych napojów, przede wszystkim gazowanych (na przykład coli). Po dłuższym okresie regularnego przyjmowania kofeiny występuje zjawisko tachyfilaksji (tolerancji), czyli stopniowego osłabienia odpowiedzi biologicznej ustroju.
Występowanie thumb|left|Palone ziarna kawy, najważniejsze światowe źródło kofeiny Kofeina występuje w różnych częściach wielu gatunków roślin, które wykorzystują ją jako naturalny pestycyd. Szczególnie duże stężenia zanotowano w siewkach rozwijających liście, które nie mają ochrony mechanicznej; kofeina działa paraliżująco, a nawet zabójczo na owady, które żerują na tego typu roślinach. Podwyższony poziom kofeiny zanotowano również w glebie otaczającej sadzonki kawowca.
Najbardziej rozpowszechnionymi źródłami kofeiny są kawa, herbata i w mniejszym stopniu kakao. Rzadziej używa się w tym celu liści ostrokrzewu paragwajskiego (yerba mate) i nasion guarany, stosowanych do przyrządzania herbat i napojów energetyzujących. Dwie z alternatywnych nazw omawianego związku, mateina i guaranina, odnoszą się bezpośrednio do odpowiednich roślin Generally translated as mateine in articles written in English.. Niektórzy miłośnicy yerby mate zapewniają, że mateina jest stereoizomerem kofeiny, co czyniłoby je dwoma różnymi środkami. Takie twierdzenia są fałszywe, gdyż kofeina jest cząsteczką achiralną, z definicji niemogącą posiadać żadnych izomerów optycznych – w tym enancjomerów. Rozbieżność w doświadczanych doznaniach czy skutkach działania kofeiny różnego pochodzenia może być związana z faktem, iż oprócz kofeiny surowce roślinne zawierają szeroki zakres innych alkaloidów purynowych (ksantyn), w tym działające stymulująco na akcję serca teofilinę i teobrominę oraz zupełnie odrębne substancje (np. polifenole), mogące tworzyć z kofeiną nierozpuszczalne kompleksy.
+ Zawartość kofeiny w różnych produktach oraz dane z Wikipedii.. Produkt Wielkość porcji Zawartość w porcji (mg) Zawartość w litrze (mg) Tabletka kofeiny (regular) 1 tabletka 100 – Tabletka kofeiny (extra strength) 1 tabletka 200 – Środek przeciwbólowy 1 tabletka 65 – Czekolada gorzka 31 – Czekolada mleczna 10 – Kawa parzona 80–135 386–652 Kawa bezkofeinowa 5–15 24–72 Espresso 100 1691–2254 Kawa Arabica/Robusta 240 650–700 Herbata czarna 18–107 100–594 Herbata zielona 30–81 169–450 Coca-Cola Classic 34 96 Mountain Dew 54,5 154 Jolt Cola 280 402 Red Bull 80 320 XS Energy Drink 83 332
Najważniejsze światowe źródło kofeiny stanowią ziarna kawowe (będące nasionami roślin z rodzaju kawowców), z których przygotowuje się kawę. Zawartość kofeiny w kawie zmienia się zależnie od gatunku kawowca, z którego pochodzą nasiona, sposobu przygotowywania nasion do spożycia oraz przyrządzania napoju; nawet nasiona z pojedynczej rośliny mogą wykazywać wahania jej stężenia. Mocno spiekane ziarna są w nią uboższe niż krócej palone, ponieważ palenie prowadzi do zmniejszenia zawartości kofeiny. Kawa Arabica zwykle zawiera mniej kofeiny niż odmiana Robusta. W kawie występują również śladowe ilości teofiliny; nie stwierdzono zaś obecności teobrominy.
Herbata to inne popularne źródło kofeiny. Jej zawartość w suszu jest większa niż w przypadku ziaren kawy, jednak do gotowego napoju przechodzi w znacznie mniejszej ilości z powodu mało intensywnego parzenia. Oprócz mocy naparu, na jej ostateczne stężenie wpływają warunki uprawy, technika przerobu itp. – sama intensywność barwy nie ma większego znaczenia. Przykład może stanowić japońska zielona herbata , posiadająca znacznie większą zawartość kofeiny niż ciemniejsze odmiany (np. lapsang souchong).
Kofeina jest również powszechnym składnikiem napojów typu cola, pierwotnie przygotowywanych z ziaren drzewa koli. Jedna porcja zawiera zwykle 10 do 50 miligramów kofeiny. Dla odmiany napoje energetyczne w rodzaju Red Bulla zawierają najczęściej powyżej 80 mg w pojedynczym opakowaniu. Do takich celów można stosować kofeinę zawartą naturalnie w używanych składnikach, jak również będącą produktem procesu dekofeinacji lub typowej syntezy chemicznej. Guarana, kluczowy składnik wielu napojów energetycznych, zawiera duże ilości kofeiny oraz mniejsze teobrominy i teofiliny wraz z naturalnymi środkami opóźniającymi ich uwalnianie.
Czekolada jako produkt otrzymywany z ziaren kakaowca charakteryzuje się niską zawartością kofeiny. Słaby efekt pobudzający tego przysmaku może wynikać zarówno z działania kofeiny, jak i teobrominy czy teofiliny. Pojedyncza porcja zawiera zbyt małą ich ilość, aby móc wywołać efekty porównywalne z działaniem kawy. Kostka mlecznej czekolady o masie 28 gramów ma tyle samo kofeiny, co filiżanka kawy bezkofeinowej.
W ostatnich latach niektórzy producenci zaczęli dodawać kofeinę do środków czystości (szamponów, mydła), twierdząc, że może być ona wchłaniana poprzez skórę. Skuteczność takich produktów nie została potwierdzona; nie mogą one zauważalnie wpływać na ośrodkowy układ nerwowy, ponieważ kofeina nie jest skutecznie absorbowana na takiej drodze.
Różni producenci oferują kofeinę w postaci tabletek, jako środek farmaceutyczny mający poprawić sprawność umysłową. Takie zastosowanie jest rezultatem badań naukowych wskazujących, że przyjmowanie kofeiny (w postaci tabletek lub innej) skutkuje zmniejszonym odczuwaniem zmęczenia i podwyższonym stopniem uwagi. Głównymi odbiorcami są studenci intensywnie uczący się podczas sesji, a także kierowcy kursujący na długich trasach.
Historia
thumb|left|Kawiarnia w Palestynie, około roku 1900 Ludzie spożywali kofeinę od czasów epoki kamiennej. Początkowo zauważono, że żucie nasion, kory lub liści pewnych roślin powoduje zniesienie uczucia zmęczenia, pobudza świadomość i poprawia samopoczucie. Znacznie później człowiek zorientował się, że może zwiększyć skuteczność takiego specyfiku zanurzając składniki w gorącej wodzie. W wielu kulturach zachowały się legendy przypisujące odkrycie takich roślin osobom żyjącym przed tysiącami lat.
Zgodnie z popularnym podaniem chińskim, cesarz Shennong, mający panować około 3000 p.n.e., przypadkowo odkrył właściwości herbaty, gdy kilka liści pobliskiego drzewa spadło do gotującego się wrzątku, dając w efekcie orzeźwiający i pokrzepiający napójChow p. 19–20 (Czech edition); also Arcimovicova p. 9, Evans p. 2 and others.. Shennong jest również wspomniany w słynnym dziele Cha Jing autorstwa Lu Yu, będącym traktatem poświęconym w całości herbacie.
Historia kawy ma swoje początki w IX wieku n.e. W tym czasie ziarna kawy były dostępne tylko w ich pierwotnym miejscu występowania – na terenie Etiopii. Rozpowszechniona legenda przypisuje jej odkrycie pasterzowi Kaldiemu, który zauważył, że kozy, które pasły się wśród zarośli, stały się pobudzone i odporne na sen. Spróbowawszy sam owoców pochodzących z rosnących tam krzewów, doświadczył podobnego przypływu sił.
Najwcześniejszą pisemną wzmianką o kawie może być uwaga o Bunchumie w pracach IX-wiecznego medyka perskiego al-Raziego. W 1587, Malaye Jarizi stworzył pracę przytaczającą historię oraz kontrowersje prawne narosłe wokół kawy, zatytułowaną Undat al safwa fi hill al-qahwa. W dziele tym Jarizi podaje szejka Jamala-al-Dina al-Dhabhaniego, muftiego Adenu, jako pierwszą osobę, która rozpoczęła stosowanie kawy w 1454 roku. W XV wieku sufici z Jemenu zwyczajowo używali kawy do podtrzymania skupienia podczas modlitw.
Pod koniec XVI wieku ukazuje się pierwsza wzmianka o kawie autorstwa Europejczyka osiadłego w Egipcie, która w tym okresie powoli rozpowszechnia się na całym obszarze Bliskiego Wschodu. Docenienie roli kawy jako napoju w Europie, gdzie była wpierw znana pod nazwą „wina arabskiego”, ma początek już w wieku XVII. W tym okresie rozpoczęły działalność pierwsze „kawiarnie”, położone najpierw w Konstantynopolu i Wenecji. W Wielkiej Brytanii pierwszy tego rodzaju przybytek został otwarty w Londynie w 1652 roku na St. Michael’s Alley (okręg Cornhill). Kawiarnie szybko zdobyły popularność w całej Europie Zachodniej (do Polski moda ta dotarła w 1724 roku), odgrywając poważną rolę w kształtowaniu stosunków społecznych na przestrzeni XVII i XVIII wieku.
Wykorzystanie orzechów koli, tak jak wcześniej wspomnianych używek, zdaje się mieć początki już w zamierzchłych czasach. Były one żute przez członków wielu zachodnioafrykańskich kultur, na osobności lub gromadnie, w celu odzyskania sprawności i złagodzenia dolegliwości na tle głodowym. Ogólnoświatowa kariera tego produktu rozpoczęła się w 1886 roku, kiedy aptekarz z Atlanty John S. Pemberton stworzył recepturę napoju na bazie ekstraktu z koli i koki, ochrzczonego „Coca-Colą”. W 1911 stał się on powodem ogromnego poruszenia opinii publicznej, kiedy rząd amerykański skonfiskował 40 beczek i 20 beczułek syropu Coca-Coli w Chattanoodze, zarzucając, że sztucznie dodawana kofeina w napoju jest szkodliwa dla zdrowia. 13 marca 1911 roku rozpoczął się proces sądowy The United States v. Forty Barrels and Twenty Kegs of Coca-Cola, mający zmusić firmę do usunięcia kofeiny z formuły sztandarowego produktu. Końcowy wyrok Sądu Najwyższego zapadł na korzyść producenta, nie powstrzymując jednak Izby Reprezentantów przed wprowadzaniem dwóch poprawek do Pure Food and Drug Act (Ustawy o czystości żywności i leków), nakazujących dodanie kofeiny do spisu substancji potencjalnie szkodliwych, które muszą być zawsze wyszczególniane na opakowaniu.
Ziarna kakaowca były wykorzystywane przez Majów już 600 lat p.n.e., o czym świadczą osady w zachowanych naczyniach. W Nowym Świecie czekolada była spożywana w formie gorzkiego i ostrego napoju zwanego xocoatl, często zaprawianego wanilią, papryką chili i achiote. Wierzono, że xocoatl pomaga zwalczać zmęczenie, co prawdopodobnie wynikało z zawartej w nim teobrominy i kofeiny. Czekolada w prekolumbijskiej Mezoameryce stanowiła towar luksusowy, a nasion kakaowca często używano jako środka płatniczegoAleksandra Cetwińska, [Z archiwum] Słodki handel. Turkusy za ziarna kakaowca, 10 czerwca 2021 [dostęp 2022-01-14]..
Xocoatl przywieźli do Europy Hiszpanie, gdzie stał się popularnym napojem około roku 1700. Zapoczątkowali również uprawy kakaowca w Indiach Zachodnich oraz na Filipinach. W alchemii kakao wykorzystywano pod nazwą „czarnych nasion”. W 1689 uznany lekarz i poborca podatkowy Hans Sloane, przebywając na Jamajce, wynalazł słodką, mleczną wersję tego napoju. Był on pierwotnie przygotowywany przez lokalnych aptekarzy, aż do 1897 roku, kiedy prawa do jego wyrobu nabyli bracia Cadbury. Czekoladę w formie tabliczek zaczęto wyrabiać dopiero w okresie rewolucji przemysłowej; przyczyniły się do tego usprawnienia technologiczne wprowadzone przez holenderską rodzinę van Houtenów.
Liście i łodygi ostrokrzewu Ilex vomitoria były stosowane przez Indian Ameryki Północnej do parzenia herbaty zwanej Asi lub czarnym wywarem już w starożytności, być może od epoki archaicznej. W Ameryce Południowej porównywalne znaczenie osiągnął napój sporządzany z odmiany Ilex paraguariensis zwany yerba mate. Historia jego popularności sięga połowy XVII wieku, kiedy to do dorzeczy Parany przybyli misjonarze jezuiccy. Doceniwszy zalety napoju przyrządzonego ze sproszkowanych liści i pędów, rozpropagowali go w Europie jako alternatywę sprowadzanej z Azji herbaty.