Кофеин (гуаранин, теин) смело можно назвать одним из самых популярных веществ во всем мире. Его употребляет около 80% людей на всем земном шаре. Растения вырабатывают это соединение для борьбы с вредителями, а люди используют для повышения тонуса, улучшения мышления и физической выносливости. Алкалоид был получен в чистом виде впервые в Германии, в начале 19 века. Через несколько лет повторить экстракцию удалось шведам и французам.
Разновидности кофеина
Впервые кофеин был обнаружен в растениях. Определенное количество вещества находится в чае, экзотическом фрукте гуаране, кофе и орехе кола. Затем ученые нашли способы синтезировать этот алкалоид различными методами.
Кофеин содержится в растениях, таких, как кофе, чай, какао, падуб парагвайский (мате), гуарана, кола и некоторых других. Он синтезируется растениями для защиты от насекомых, поедающих листья, стебли и зёрна, а также для поощрения опылителей.
Растительный кофеин
Наиболее распространенными источниками натурального кофеина являются почти все сорта чая, экзотический фрукт гуарана, кофе и орехи кола. Если составить их список в порядке убывания содержания вещества, он будет выглядеть следующим образом:
- Чай. Для получения напитка используются побеги и листья. Содержание кофеина колеблется в зависимости от сорта чая и способа его экстракции, в среднем оно составляет от 4,8 до 9,3%. Больше всего вещества находится в черном чае, на втором месте стоит зеленый, потом – улун.
- Семена и плоды гуараны. Природное содержание в частях растения кофеина составляет 7,6%. Она хорошо растворяется в воде и придает напитку фруктовый вкус и аромат. В сочетании с тонизирующими свойствами эта особенность используется производителями энергетиков.
- Зерна кофе. Содержит кофеин в количестве 3,2%. Черный кофе отличается высокой концентрацией алкалоида. А зеленые плоды считаются более полезными для здоровья благодаря хлорогеновым кислотам, которые исчезают при обжаривании.
- Орех кола. Кофеин содержится в зернах растения, его уровень составляет до 2,5%. Он способен придавать коричневый оттенок, ореховый запах и вкус остальным ингредиентам при смешивании. Если его указывают на этикетке энергетика, то подразумевается экстракт колы, который имеет до 10-20% алкалоида. Растение входит в состав популярных во всем мире напитков «Coca-Cola» и «Pepsi-Cola». Потенциальный недостаток вытяжки этого ореха заключается в снижении выработки мужских гормонов и ухудшении качества спермы при регулярном употреблении в больших дозах.
Смертельно опасно!
Самым страшным последствием является необратимая умственная деградация
Необходимо как можно раньше распознать зависимость и начать ее лечить.
Синтетический кофеин
В настоящее время существует немало разновидностей синтетического кофеина. Популярность его использования объясняется более дешевым способом получения по сравнению с экстрагированием растительных источников вещества. Его можно встретить в продуктах от производителей под разными названиями:
- Кофеин ангидрид (гуранин). Содержит не менее 98, 5% чистого вещества. Он наиболее часто применяется для приготовления пищевых добавок для спортсменов, энергетических напитков и медикаментозных средств. Отличается быстротой всасывания, повышает физическую активность и выносливость, ускоряет сжигание жира.
- Кофеин цитрат. На 100 мг этого соединения приходится от 45 до 55 мг чистого кофеина. Он отличается более медленным растворением в воде по сравнению с натуральным аналогом или ангидридом. Его реже используют в добавках из-за высокой цены. Особенностью этой формы является низкий pH и сильные антибактериальные свойства. Поэтому содержащий его продукт имеет долгий срок хранения.
- Дикофеин малеат. Уровень чистого кофеина в нем – от 65 до 70%. Представляет собой конечный продукт реакции кофеина с яблочной кислотой. Это позволяет снизить раздражающее влияние его при попадании в желудок. Во всяком случае так заявляют производители напитков. Но до сих пор исследований по эффективности и безопасности данной формы алкалоида не проводилось.
Получение кофеина разными методами
Впервые осуществить полный синтез кофеина искусственным путем получилось у немецкого химика Германа Фишера в 1895 году. Он же смог впоследствии вывести формулу строения вещества. В настоящее время разработано несколько способов получения чистого соединения с применением отходов чайного или кофейного производства.
Традиционный способ
В промышленных масштабах с этой целью используется мочевая кислота и ксантин. Традиционно получение алкалоида данным способом проходит в две стадии:
- Производится воздействие формамида на кислоту с получением ксантина.
- Ксантин метилируется с помощью диметилсульфата. При разных условиях проведения синтеза получается кофеин или теобромин. В слабощелочной среде образуется кофеин, его выход при такой реакции составляет до 70%. А с добавлением гидроксида калия при температуре до 70 градусов образуется другой вид алкалоида – теобромин.
Профессиональный колл-центр!
Звоните, и вы успеете спасти своего близкого человека!
Каждый день может стать последним!
- Круглосуточно
- Анонимно
- Бесплатно
По методу Траубе
Еще один вариант синтеза, более выгодный экономически, был предложен Морицом Траубе. Для этого он взял цианоуксусную кислоту или ее эфира с конденсацией мочевиной (а также монометил- и диметилмочевиной).
Наиболее перспективным способом признано получение алкалоида при помощи теофиллина, для создания которого применяется цианоуксусная кислота и диметилмочевина. Для этого теофиллин растворяют в воде с едким калием и при постоянном помешивании вводят диметилсульфат.
В процессе приготовления кофеина каждый из компонентов добавляется еще раз, до выпадения осадка кристаллической формы. Потом реакционная смесь оставляется на один час, затем нейтрализуется серной кислотой, и нагревается до 80 градусов. После обработки углем производится фильтрация, охлаждение и промывание готового вещества дистиллированной водой.
