Biochemická zbraň, která je k nalezení v každé kuchyni

Evoluce je vynalézavá -  tak dala rostlinám k dispozici spoustu účinných látek, které je chrání před škůdci. Ve vyšších koncentracích jsou jedovaté i pro člověka. I vy ji máte ve své kuchyni - a denně ji používáte. (délka 5 min)

Její sumární vzorec je C8H10N4O2. Konstituční vzorec, který znázorňuje propojení různých atomů a víceméně také geometrický tvar molekuly, vypadá takto…

Jeho chemický název je 1,3,7 Trimetylxantin. Jedná se o substanci biologického původu - látku, která je v malém množství (několik procent) obsažená v několika desítkách druhů rostlin. V čisté formě vypadá jako bílý prášek nebo lesklé jehličky s hořkou chutí.

Ve vyšší koncentraci je smrtelným jedem. Plže zahubí dokonce už i listy s koncentrací kolem 2 %. Rostliny skutečně produkují tento jed hlavně proto, aby se bránily hmyzu a škůdcům.

Tato látka není ale jen jedovatá - je to zároveň také nejpopulárnější psychoaktivní substance. Na rozdíl od jiných je legální a její prodej se neřídí žádnými omezeními. Používá se hlavně v nápojích. To, že se jedná o drogu, napovídá fakt, že způsobuje návyk, závislost a abstinenční příznaky.

Ten, kdo látku konzumuje častěji, si na ni fyzicky přivykne. Nemá pak zdaleka takový účinek jako v počátcích konzumace. Při vysazení naopak vyvolává takové symptomy jako bolest hlavy, pocit vysílení, ztráty energie nebo ztráta schopnosti se koncentrovat. Abstinenční příznaky trvají několik dní.

Poznali jste svou oblíbenou drogu?

Kofein samozřejmě není jen v kávě - ale právě díky ní je velice oblíbený. A pomohl k vymyšlení nejednoho zajímavého vynálezu nebo vědecké teorie.

Kávě se kdysi říkalo arabské víno. Určitá podoba tu skutečně je - ale káva je daleko komplikovanější nápoj. Zatímco bylo ve víně dodnes objeveno kolem 500 různých aromatických složek, obsahuje jich káva více než 800.

Kávu dnes konzumuje více než 80 % dospělých. Káva vítězí co do počtu pijanů dokonce i nad vínem a pivem.

Díky kávě byla vynalezena první webová kamera. Měla “hlídat” kávovar na cambridgeské univerzitě. Objevitele už nebavilo chodit ke kávovaru vzdálenému tři patra - a pak stát před prázdnou konvicí. Proto zkonstruovali malé hlídací zařízení aby věděli, jestli se jim daleká cesta za černým nápojem vyplatí.

Hledáte důvod pro další šálek kávy?

Při pití kávy se prý aktivují stejná mozková centra jako při konzumaci heroinu nebo kokainu. Zároveň z nás dělá příjemnější lidi. Zhruba půl hodiny po vypití větší dávky kávy jsme nadšenější - a to hlavně pro pozitivní vjemy a hesla jako “hrdina”, “oslava” nebo “víkend”.

Kofein “nenakopává” jen naši psychiku, ale zvyšuje také produkci tepla v organismu. Tím zlepšuje spalování tuků. Díky pití kávy tedy můžete … zhubnout.

Jak se vyrábí káva bez kofeinu?

Jakkoliv jsou tato fakta svůdná, někteří z nás nemají na výběr. Kofein jim nedělá dobře a pokud chtějí vychutnat vůni  kávy, musí sáhnout po takové, která byla zbavena kofeinu chemickou cestou. Dříve se to dělalo pomocí benzolu, chlorovaných uhlovodíků jako například chloroform nebo dichlormetan. Taková káva pak měla nejen ošklivý zápach, stopy rozpouštědel, které v ní zbyly, z ní nedělaly zrovna zdravý nápoj.

Dnes se používá tzv. destrakce, její název se skládá ze slov destilace a extrakce. Využívá se při ní CO2, bezbarvý plyn, který se v malém množství nachází dokonce i v naší atmosféře.  

CO2 se nejprve převede do tzv. nadkritického stavu. Tím se skokově zvýší jeho schopnost rozpouštění některých látek. V praxi to znamená, že se CO2 nahřeje na teplotu kolem 80 °C a stlačí na 150-násobek našeho normálního atmosférického tlaku. V tomto stavu se chová jako tekutina, kterou se dají selektivně rozpouštět určité komponenty v kávě. CO2 se pak od kávy oddělí - a vezme s sebou také rozpuštěný kofein. Nezanechá po sobě žádné škodlivé substance ani zápachy.

Proč působí káva a čaj rozdílně?

Oba nápoje obsahují kofein, přesto každý z nich působí jinak. Zatímco káva nabuzuje prakticky hned poté, co se dostala do krevního oběhu, je působení čaje pomalejší a méně znatelné - a to i přesto, že je kofeinu v čaji několikrát víc než v kávě.

Kofein je v rostlinách vázán na kyseliny, sám je totiž slabě zásaditý. Výsledná sloučenina se nachází v čaji víceméně v nezměněné formě a ve střevech se rozkládá jen pomalu, takže se z ní kofein uvolňuje také patřičně pomalu.

Kávová zrna se ale nekonzumují v původní (i když fermentované) formě - káva se praží. Pražení při vysoké teplotě dané sloučeniny rozkládá. Kofein v kávě není vázaný v jiné sloučenině a je k dispozici daleko dříve než kofein z čaje.

Kofein jako zbraň

Evoluce nedala kofein rostlinám k dispozici pouhou náhodou. V naprosté většině případů je to účinná zbraň proti téměř všem škůdcům (až na malou skupinu těch, které se umí bránit evolučně vytvořenou rezistencí). Jedná se tedy o chemickou zbraň.

Koncentrace kofeinu přitom v rostlinách narůstá během vegetační periody a nejvíc je ho v době, kdy má rostlina hodně listí. Škůdci jako housenky a brouci se jím buď otráví nebo ztrácí schopnost se rozmnožovat. Stárnoucí listy na konci vegetační periody, tedy listy, které už rostlina nebude moc dlouho potřebovat, naopak už neobsahují téměř žádný kofein. Rostliny ho “stáhly” a zpracovaly. Kofein totiž obsahuje poměrně hodně dusíku, prvku, který je pro rostliny důležitý. Svou vlastní biologickou zbraň tedy rostlina nakonec ještě recykluje.

Příroda zjevně nemá ráda plýtvání.