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카페인

last modified: 2015-04-10 18:25:12 Contributors

Contents

1. 식품에 함유되어있는 물질
1.1. 개요
1.2. 작용
1.3. 섭취
1.4. 특징 및 부작용
1.5. 기타


1. 식품에 함유되어있는 물질

1.1. 개요


알칼로이드의 일종. 푸린 유도체에 속한다.

어원은 '커피'에 알칼로이드(amine)물질을 뜻하는 '-ine'가 붙은 것. 1819년 독일의 과학자 프리들리프 페르디난트 룽에(Friedlieb Ferdinand Runge)가 그의 친우였던 괴테 선생이 던진 커피의 효능이 무슨 성분 때문이냐는 질문을 받아들여 연구를 시작, 최초로 발견했다고 한다. 룽게닌으로 불릴 뻔했다. 룽에는 이 성분을 단순히 커피의 유효성분이라는 뜻으로 카페바제(Kaffebase)라고 불렀으나, 비슷한 시기에 룽에와는 별도로 독자적으로 카페인을 발견한 프랑스의 피에르 장 로비케(Pierre Jean Robiquet)와 피에르 조세프 펠르티에(Pierre Joseph Pelletier)가 논문을 내고 Caffeine이라는 명칭을 널리 정착시켜서(단, 처음에는 프랑스어 베이스로 Caféine이라고 명명했음) 이쪽으로 굳어지게 되었다. (다만, 후에 펠르티에는 룽에가 자기보다 먼저 한발 앞서 카페인을 발견했음을 인정하고 공표했다. http://en.wikipedia.org/wiki/Caffeine#Discovery) 약용으로는 카페인 커피 제조과정에서 추출된 카페인을 사용하는 경우가 많다. 수요가 워낙 많은 작물의 부산물이라 특별히 다른 제법을 찾을 일은 없을 듯.

1.2. 작용

아데노신의 경쟁적 억제제로써 작용하는데, 아데노신[1]은 대체로 억제성 신호를 전달하는데 카페인은 이를 방해하여 여러가지 효과를 낸다. BBB(Blood Brain Barrier, 혈액뇌장벽)도 통과하기 때문에 뇌에도 직접 작용하며 졸음을 일으키는 아데노신 수용체의 작용을 방해하여 뇌의 각성을 유지시킨다. 지방세포에서도 비슷, 성장호르몬 등에 의해서 촉진되는 지방산 분해를 억제하는 아데노신을 억제하여 지방산 분해를 돕는다. 섭취시 혈관을 타고 온몸에서 발견이 되며 세포막투과도 자유로운 물질이다. 특히, 카페인은 수용성이자 지용성인 양쪽성 물질이므로 이 때문에 흡수가 빠르며, 또한 혈뇌장벽을 뚫고 중추신경계에 약리작용을 하여 각성효과를 일으킨다. 신경조직이나 심장근육, 호흡기조직의 흥분을 자극하기도 하고 이뇨장애나 피로를 일으키기도 한다. 반감기는 성인 남성의 경우 5.3 시간(혹은 2.5~4시간) 정도이며, 흡수 속도가 매우 빠르다. 45분 내로 99%가 흡수된다.(위벽 흡수.)

이러한 효과를 이용하여 강심제에 사용된다. 카페인은 신경계에 직접적인 자극을 주진 않고, 대신 미약하게나마 두뇌와 척추세포들의 활동을 억제하는 체내 화학물질인 아데노신의 활성을 떨어뜨린다. 그렇게 되면 아데노신이 제 할 일(신경세포 활동 억제)을 못해 신경세포의 활동이 활발해진다. 즉, 일종의 중추신경 자극제인 것이다.

그 외에도 확실하지는 않지만 파킨슨병, 알츠하이머, 암에도 효과가 있으리라는 추측이 있다.

카페인이 혈류로 들어가기까지의 시간간격이 있기 때문에 일반적인 카페인의 섭취 시(음식물로 섭취) 효과를 바로 보긴 어렵다. 그 사이에 일어나는 각성효과는 음식물에 들어간 당에 대한 몸의 반응이라고 한다. 그래서 이런 점에 착안해 비강 등으로 직접 흡수하는 방법도 있다고 한다.

1.3. 섭취

주로 커피, 초콜릿, , 과라나[2], 두통약, 각종 드링크 등에 들어 있는 알칼로이드(화합물 중에 질소를 포함하는 물질)이다. 커피에는 평균 40~180mg(150ml 기준), 차에는 24~50mg(동일 기준), 콜라에는 15~29mg(180ml 기준), 코코아에는 2~5mg(150ml 기준)이 포함되어 있다. 그 외에도 카페인은 진통제, 다이어트 정제에도 첨가되어 있다. 각성 작용 및 신진대사 촉진효과를 이용한다고 한다.

한국 식품의약품안전청의 연구에 따르면, 일일 섭취 권장량은 약 400mg[3]으로 이는 일반적인 성인이 섭취하였을 시에 부작용이 없을 것으로 예상되는 수치이다. 카페인 치사량을 알려주는 사이트. 자주 마시는 음료를 입력하고, 체중을 입력하면 치사량이 나온다.

오늘날 90%의 미국인들이 카페인을 커피, 차, 혹은 다른 방법으로 매일 섭취하고 있으며, 미국 성인 중 절반 이상이 하루에 300mg 이상의 카페인을 이용하고 있으며 미국인 중 20%에서 30%가 600mg 이상 카페인을 섭취하고 있다.

1.4. 특징 및 부작용

카페인에 대한 민감도는 사람마다 상당히 차이가 있다. 카페인을 분해하는 효소의 능력은 유전에 의한 것이라 한 잔의 커피로도 민감한 반응을 보이는 사람이 있는 반면, 서너 잔을 먹어도 잠만 쿨쿨 잘 자는 사람이 있다. 찾긴 힘들지만 레드불도 안 들을 정도로 태어날 때부터 카페인에 강한 사람이 있긴 있다.하지만 몬스터가 출동하면 어떨까? 하지만 몬스터도 안 통할 수도 있는 게 함정 실제로 에너지 드링큰줄 모르고 마신 뒤 낮잠 잔 사람도 있다 카더라 그러면 붕붕드링크....[4][5]

칼슘의 흡수를 막고 중독 증세를 일으킨다고 하지만, 실제로는 지나친 단백질정제당 섭취로 인한 소화과정의 칼슘 소모가 더 심한 문제다. 하지만 그만큼 도시전설급의 근거없는 괴담들도 많이 존재한다. 단, 심장 등에 문제가 있다면 금하고, 위장에 문제가 있으면 주의. 실제로 미국에서 어떤 중학생이 몬스터를 마셨다가 갑작스러운 심장질환을 일으켜 죽은 일이 있다. 실험동물인 생쥐의 경우 치사량은 약 700mg이다. 인간의 경우 체중 1kg당 약 150~200mg이며 이에 따라 성인의 경우 10g에서 12g정도로, 2000mg 즉 2g 짜리 카페인 무수물 알약을 "한꺼번에" 5~6개 정도 섭취하면 죽을 수도 있다.[6] 이는 일반적인 고카페인 에너지 음료(0.25mg/ml) 40리터에 해당하는 양이다. 그 전에 위천공이 일어나겠지 흔히 알려진 LD50 3.5g/kg 는 생쥐를 기준으로 한 반수치사량으로서 일반적인 치사량과는 다른 개념이며 인간에게 적용되지 않는다. 피험체에 해당물질을 주사하여 이상징후가 기준치를 초과하였을 경우에 따른 계산식으로서 대량투여하여도 사망이 일어나지 않는 비독성물질에 사용하는 임상추정치이다.

카페인을 과다섭취하였을 때의 부작용은 대체로 다음과 같다.

  • 일시적인 신경과민. 현기증을 동반하기도 함.
  • 불면증
  • 식은땀
  • 가려움
  • 심부전(맥박, 혈압감소)
  • 신부전
  • 폐뇨(방광 파열 동반)
  • 말초신경 수축
  • 메스꺼움 또는 구토증세
  • 근육이나 손의 경련증세
  • 조울증
  • 면역력 저하 - 직접적인 원인이라기보다는 피로를 씹은 데서 오는 부작용이다. 뭐든 너무 과다하면 좋지 않다.
  • 수면장애
  • 성장장애
  • 힘이 너무 넘침
  • 날개가 생김

카페인 섭취는 운동과 관련해 특별한 부작용이 존재하지 않는 것으로 보이며, 단기간의 운동에 대해서도 영향이 없다. 그러나 카페인은 지방산의 이용을 촉진하여 장기간의 운동시에 지구력을 증가시킨다.[7]

이뇨작용을 활성화 시키기 때문에 이뇨제로 인식되기도 하나, 엄밀히 말해 이뇨제로서의 성능은 매우 미미하다. 이뇨작용이 활성화 되는 이유는 카페인이 심장 박동을 빨라지게 하고 박동량(stroke volume)을 증가시키기 때문이다. 이로 인하여 신장에서 걸러지는 피의 양이 많아져 소변이 자주 마려워지는 것으로, 이 것은 생리학적으로 심혈관에 관련된 효과이기 때문에 신장에 직접적인 영향을 주게 되는 이뇨작용으로 구분되지 않으며, 카페인이 비록 이뇨작용을 돕더라도 직접적으로 이뇨제라고 할 수 없는 이유가 된다.

의료계에서 카페인 자체가 중독성 물질인가에 대해서는 논란이 있다. 일반적으로 중독성 물질이라 함은 알코올이나 니코틴처럼 의존성과 남용성을 함께 가져야 하고, 갑자기 끊었을 때 금단증상을 유발해야 하기 때문이다. 카페인의 중독성은 본격적인 마약에 비하면 없는 것이나 마찬가지이다. 단 카페인이 뇌혈관을 수축시켜서 두통을 완화시키지만 약효가 떨어지면 반동작용으로 뇌혈관의 확장을 일으키기 때문에 카페인에 적응된 사람은 먹어도 수축은 안되지만 안 먹으면 확장상태로 있는 카페인 유발성 두통을 일으키므로, 이를 금단증상으로 볼 수 있지 않느냐는 의견이 있다. 다만 이런 증상은 빠른 시일 내에 진정된다.

카페인은 위산 분비량을 늘려 위궤양이나 위염을 조장하기도 한다. 카페인이 고혈압이나 심장질환과 연관이 있다는 것은 이미 널리 알려진 사실이다. 장기적으로 카페인 음료를 섭취하는 컴퓨터 프로그래머의 경우 말초 신경이 수축하여 남성의 경우 지속되지 않고 여성은 통증에 민감해져 부부관계가 없는 편이며 이는 임신률에도 영향을 미친다는 연구 결과가 있다.

카페인의 과량복용이 신경 과민의 원인이 되는 경우도 있다. 다만 이 경우에도 섭취량을 줄이면 증상이 완화되거나 없어진다. 우울증약을 처방받다가 다른 의사한테 진료를 받아보니 카페인 과다가 원인이었다는 일도 있는 듯하다. 확인바람.

특히 뉴질랜드 크라이스트처치에 있는 한 병원의 소아과 연구진은 아동질병 전문지에 하루에 커피를 4잔 이상 마시는 여성은 신생아의 조기 사망 위험률을 높인다는 연구결과를 내놓았다. 이는 모체 안에서 카페인에 중독된 아기가 출생 후 갑자기 카페인 공급 중단으로 인해 호흡곤란과 더불어 세균될 확률이 높아져, 원인불명의 연사에 이를 수 있다는 것이다.

1.5. 기타

커피의 종류 중에 샤리에 커피(Coffea charrieriana)가 아예 처음부터 카페인이 없는 커피 품종이라고 한다. 워낙 최근에 발견한 지라 아직 시험재배 중인 관계로 맛이 어떨지는 아무도 모른다.

달팽이를 죽이는데 탁월한 효과가 있다고 한다. 실제로 천연 농약으로 사용되기도 하며 해충 구제에 효과가 있다. 다른 식물들의 성장을 방해한다.

IT쪽 종사자들이나 폐인공학도를 위해 카페인을 포함한 실로 이상한 제품도 많이 나온 상태이다. 카페인을 따로 추출해 음료수에 넣어놓으면 웬만한 에너지 드링크가 된다. 카페인을 잘 섭취할 수 있도록 카페인이 든 사탕이나 도 있다. 심장야근을 등가교환

그러나...조지아 맥스 한 캔이 핫식스 두 캔이고 조지아 다크블렌드는 핫식스 세 캔이다. 에너지 드링크가 커피보다 카페인이 많을 거라고 생각하지 말자. 에너지 드링크에는 카페인 말고 타우린 등 비타민이 들어간다는게 좋은거지 함량으로 치면 캔커피와 별 차이가 없거나 오히려 적다. 최소한 커피는 어른의 사정으로 인해 카페인이 너프되는 일도 없기도 하고.

정말 신기한 아이디어 상품으로는 카페인이 든 비누가 있다. 카페인은 피부를 통해서도 꽤 많은 양이 흡수된다고 하며 아침에 이 비누로 씻으면 정신이 번쩍! 든다고 한다.

날로 먹으면 진짜 쓰다. 쓴맛의 척도.

참고로 커피의 카페인은 80도 이상의 물과 접촉하는 시간이 길수록 많이 나온다. 진한 에스프레소가 연한 드립 커피[8]보다 카페인 함량이 낮은 이유가 바로 이 때문이다. 인스턴트 커피는 가공과정에서 커피콩을 뜨거운 물에 장시간 우려내서 맛을 뽑아내기 때문에 원두커피에 비교해 카페인이 많이 나오지만 그렇게 많이 나온 카페인을 다른 용도로(에너지 드링크에 넣는 다던지)쓰기 위해서 상당량을 뽑아내기 때문에 그다지 많지는 않다.(테이블 스푼(15ml)당 80mg정도)

사실 발견년도만 봐도 알겠지만 여러가지 약용내지 식용 화합물 중에서 가장 오랫동안 연구가 진행된 물질 중 하나이다. 그럼에도 계속 다른 연구결과가 나오는 거 보면 그저 대단할 따름이다.


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  • [1] DNA에 나오는 그 아데노신 맞다. 핵산은 ATP나 DNA 뿐 아니라 체내에서 여러가지 작용을 한다. CAMP라든지 CGMP같은거나
  • [2] 차 등으로 섭취하는 열대 식물. 대부분의 에너지 드링크는 여기서 카페인을 추출한다.
  • [3] 성인 남성 기준. 여성, 특히 임산부의 경우 300mg이다.
  • [4] 민감한 사람들 중은 커피뿐만 아니라 초콜렛만 먹어도 잠이 안 오는 사람이 있다고 한다.
  • [5] 사실이다. 심한 사람들은, 밤 좀 새 보려고 핫식스를 15캔을 들이켰지만 자려고 마음 먹은 순간 잠이 들 정도다. 위험할 수 있으니 절대 따라하지 말자.
  • [6] 시중에 판매하는 카페인정은 보통 한알에 200mg 정도의 카페인을 함유하고있다.
  • [7] 그래서 오랫동안 힘써 일해야 하는 막노동판에 가면 커피 믹스가 사방에 굴러다닌다.
  • [8] 10g에서 150cc 추출 시 약 80~150mg.