για την Χημεία

Τα χημικά μυστικά του καφέ

coffee-image001Η ιστορία του καφέ, σύμφωνα με τον μύθο, ξεκινάει στα όρη της Αιθιοπίας. Εκεί ένας αιγοβοσκός παρατήρησε ότι τα ζώα του μετά από την κατανάλωση των καρπών ενός συγκεκριμένου δέντρου αποκτούσαν τόση ζωηράδα που τα κράταγε άγρυπνα όλο το βράδυ.

Το εμπόριο του καφέ ξεκίνησε από τους Άραβες και διαδόθηκε τον 16ο αίωνα στην Περσία, την Αίγυπτο, τη Συρία και την Τουρκία. Ο καφές, πιθανότατα, λειτούργησε για τους μουσουλμάνους ως το ιδανικό υποκατάστατο των αλκοολούχων ποτών, τα οποία απαγορεύονταν από το κοράνι.

Η φήμη του ΄΄κρασιού της Αραβίας΄΄, όπως αποκαλούνταν ο καφές, έφτασε στην Ευρώπη τον 17ο αιώνα. Η διάδοσή του ήταν ταχύτατη παρά της υποδοχής που έτυχε στην αρχή,  όπου πολλοί το θεώρησαν ως ανακάλυψη του σατανά.

Η οικογένεια του καφέ

Ο καφές ταξινομικά ανήκει στην οικογένεια Rubiaceae η οποία περιλαμβάνει περίπου 500 γένη και περισσότερα από 6000 είδη. Αποτελεί το σημαντικότερο μέλος της οικογένειας, τουλάχιστον από οικονομική σκοπιά.

Υπάρχουν τουλάχιστον 25 είδη καφέ, αλλά τα δύο σημαντικότερα (πάνω από 60% της ανθρώπινης παραγωγής) είναι τα Coffea arabica και Coffea canefora. Δύο ακόμη είδη παράγονται σε πολύ μικρότερη κλίμακα: Coffea liberica και Coffea dewevrei.

Χημική σύσταση

Ο καφές περιέχει μια μεγάλη ποικιλία χημικών ενώσεων όπως υδατάνθρακες, πρωτεϊνες και λιπίδια. Πρωταρχικό ρόλο στη χημική του σύσταση διαδραματίζουν τα χλωρογενικά οξέα τα οποία έχουν αντιοξειδωτικές ιδιότητες, οι οποίες όμως ελαχιστοποιούνται με το έντονο ψήσιμο του καφέ.1

Η σύνθεση των χλωρογενικών οξέων πραγματοποιείται μέσω μιας αντίδρασης εστεροποίησης trans-κινναμικών oξέων με ένα από τα υδροξύλια του κινικού οξέος.

Ένα μεγάλο μέρος των χλωρογενικών οξέων διασπάται κατά το ψήσιμο του καφέ οδηγώντας σε μία πληθώρα απο προϊόντα. Η υδρόλυση τους μπορεί να οδηγήσει προς ελεύθερα φαινολικά οξέα, ενώ η αφυδάτωση τους οδηγεί σε λακτόνες χλωρογενικών οξέων με χαρακτηριστική πικρή γεύση. Τέλος, το σύμπλεγμα των αντίδρασεων Maillard δύναται να οδηγήσει σε μια ποικιλία ενώσεων όπως οι μελανοϊδίνες, οι οποίες έχουν καφέ χρώμα και πολύ πικρή γεύση.  Μέχρι σήμερα οι ακριβείς χημικές δομές των μελανοϊδινών παραμένουν άγνωστες, κάτι το οποίο αποδίδεται στην μεγάλη πολυπλοκότητα αυτών των μορίων. 2

Καφεϊνη

coffee-image002Η καφεϊνη, το πιο γνωστό συστατικό του καφέ, θεωρείται πως βελτιώνει την μνήμη καθώς και την ταχύτητα με την οποία ο εγκέφαλος επεξεργάζεται πληροφορίες.

Η καφεϊνη προσδένεται σε εκείνους τους υποδοχείς στους οποίους συνδέεται και η αδενοσίνη, μια χημική ένωση η οποία συν τοις άλλοις προκαλεί υπνηλία.  Συγκεκριμένα, πρόκειται για τους υποδοχείς Α1 και Α2Α  της αδενοσίνης τους οποίους βρίσκουμε στον εγκέφαλο αλλά και στην καρδιά.

Μια υπόθεση που ελέγχεται τον τελευταίο καιρό, είναι ο ρόλος που μπορεί να διαδραματίσει η καφεϊνη στην αντιμετώπιση της νόσου Alzheimer. Εικάζεται ότι η αλληλεπίδραση της καφεϊνης με τον υποδοχέα Α2Α μπλοκάρει σε σημαντικό βαθμό το μηχανισμό παραγωγής του πεπτιδίου (β-amyloid) που πιθανότατα εμπλέκεται στην εμφάνιση της νόσου.

Οι άνθρωποι δεν είναι οι μόνοι ζωντανοί οργανισμό που επηρεάζονται από την καφεϊνη. Επιστήμονες της NASA μελέτησαν την επίδραση αρκετών χημικών ουσιών στις αράχνες, με την καφεϊνη να έχει την ισχυρότερη επίδραση. Οι ιστοί των αραχνών απώλεσαν την συνήθη τους δομή με τα επαναλαμβανόμενα μοτίβα, όπως φαίνεται και στις εικόνες.3 Αυτό που αντιλαμβανόμαστε είναι οτι οι αράχνες υπό την επίδραση της καφεϊνης δεν μπορούν να συγκεντρωθούν ιδιαίτερα…για την κατασκευή του, υπό άλλες συνθήκες, προσεγμένου ιστού τους.

Γιατί όμως τα φυτά παράγουν την καφεϊνη; Ο σκοπός τους είναι να προστατευτούν απέναντι σε διάφορα έντομα. Η καφεϊνη ανήκει στις μεθυλοξανθίνες, μια κατηγορία χημικών ενώσεων που δρα ως εντομοκτόνο.

Η καφεϊνη προσφέρει ελπίδες για την θεραπεία του Alzheimer

coffee-image003 coffee-image005

Οι σκοτεινές περιοχές του καφέ

coffee-image006Οι επιδράσεις του καφέ δε θα μπορούσαν να είναι μόνο θετικές. Μέσα στην ποικιλία των συστατικών του, περιέχονται και χημικές ενώσεις οι οποίες χαρακτηρίζονται ως καρκινογόνες, όπως το ακρυλαμίδιο και το 4-μέθυλο ιμίδαζόλιο. Ειδικά το ακρυλαμίδιο εμφανίζει μια διακύμανση στην συγκέντρωση του ανάλογα με την διάρκεια του ψησίματος, καθώς σε κάποιο σημείο φτάνει σε ένα μέγιστο συγκέντρωσης μετά από το οποίο μειώνεται σταθερά.

Επίσης, μεγάλο ερευνητικό ενδιαφέρον υπάρχει σχετικά με την επίδραση προσθέτων στην αντιοξειδωτική χημεία του καφέ. Επί παραδείγματι, ποια είναι η επίδραση ως προς το αντιοξειδωτικό του προφίλ κατά την προσθήκη ζάχαρης ή γάλακτος;

Όπως και να έχει ο καφές, ανεξάρτητα της χημείας και των πολύπλοκων αλληλεπιδράσεων των συστατικών του, αποτελεί πηγή ενέργειας και ευχαρίστησης για τον περισσότερο κόσμο. Επομένως, η μόνη συμβουλή που μπορεί να δώσει κανέις είναι να απολαμβάνουμε τον καφέ με μέτρο, χωρίς υπερβολές, καθώς δεν είναι εύκολο – τουλάχιστον προς το παρόν – να γνωρίζουμε πότε οι αρνητικές του επιδράσεις υπερισχύουν των θετικών.

Σταμάτης Περδικάρης


1. Rice-Evans, C.A. et al. Free Radical Biology and Medicine, 20, 933-956, 1996.
2. Coffee brew melanoidind, Structural and Functional Properties of Brown-Colored Coffee Compounds,  E. Koen Bekedam
3. «Spiders on speed get weaving» New Scientist. 29 April 1995. Retrieved 2006-09-08

Αφήστε μια απάντηση

Top
 
Αλλαγή μεγέθους γραμματοσειράς
Μετάβαση σε γραμμή εργαλείων