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说茶小课堂热知识!其实咖啡碱含量最高的不是咖啡

 想必大家看到标题，已经明白了茶叶中的咖啡碱含量要高于咖啡。至于为什么叫咖啡碱不叫茶叶碱呢？其实原因很简单，只是因为咖啡碱最早是在咖啡中发现的，而按照科学界冠名的惯例，“茶叶碱”只能另谋出路咯。「咖啡碱」是什么？咖啡碱（Caffeine），又名1,3,7-三甲基黄嘌呤，是一种重要的植物嘌呤碱，不仅帮助植物抵御生物伤害和害虫入侵，还可在一定程度上避免周围其他植物争夺养分。目前已发现的含咖啡碱的植物中，茶树中的含量最高，叶片中的咖啡碱占干重的2%~4%。在咖啡属植物的种子和果实中咖啡碱含量为0.4%~2.4%，在可可树的果实中含量为0.6%~0.8%。

1,3,7-三甲基黄嘌呤咖啡碱是一种具有绢丝光泽的晶体物质。作为茶、咖啡及一些功能性饮料中的重要品质成分，咖啡碱成为世界上摄入最广泛的功能性成分之一。茶树中咖啡碱的分布与可可、咖啡等植物中的咖啡碱是主要存在于果实和种子中，叶片含量极少的分布情况不同，茶树几乎各个部位都含有咖啡碱，超过99%的咖啡碱存在于叶片中，除叶片外，茶花、茶树茎梗、茶籽和根部也含有微量的咖啡碱。咖啡碱在茶树新梢的幼嫩芽叶中含量最高，老叶中的含量要明显低于嫩芽。

茶树幼苗不同组织中咖啡碱含量（闫振, 黄健垚, 高路, 等. 茶树体内咖啡碱生物代谢研究进展[J]. 中国茶叶, 2020, 42(7): 1-7.）影响咖啡碱含量的因素季节会影响茶叶中咖啡碱含量，夏秋茶的咖啡碱含量要明显低于春茶，因此咖啡碱也可作为判断茶叶品质的重要标准之一。同时品种对茶树体内咖啡碱的含量也有一定影响。常规茶树栽培种的咖啡碱含量较高，但迄今为止发现了一些含量较低或者不含咖啡碱的茶树，比如可可茶中咖啡碱含量极低，在福建南部发现的“Hongyacha”中不含咖啡碱。

不同茶树主要的嘌呤生物碱（Ashihara H, Sano H, Crozier A. Caffeine and related purine alkaloids: Biosynthesis, catabolism, function and genetic engineering[J]. Phytochemistry, 2008, 69(4): 841-856.）

上图：可可茶；下图：Hongyacha

此外，不同加工方式也会令咖啡碱的含量稍有变化。绿茶、白茶、乌龙茶的加工过程中咖啡碱含量基本保持稳定或有些许降低；而在黑茶加工过程中，茶叶中咖啡碱含量会有一个明显的增长趋势。咖啡碱的滋味特征咖啡碱是茶叶主要的滋味物质之一，苦味明显，阈值低（500 μmol/L）。温度和pH值会影响咖啡碱的苦味强度且呈负相关关系，在室温25 ℃时，苦味强度最高。EGCG也是茶汤中呈现苦涩味的成分，咖啡碱与 EGCG 混合液的苦味强度，高于单一物质所呈现的苦味，各呈味物质之间的协同赋予了茶汤无与伦比的口感。除了本身的苦味之外，咖啡碱还能与茶黄素、茶红素以氢键缔合形成络合物，也就是我们常说的“冷后浑”，有利于刺激感、鲜爽度和回甘的提升。在一定浓度范围内，咖啡碱与茶多酚结合对茶汤鲜爽度能起到促进作用，过量后就会转变为苦涩味。研究认为咖啡碱滋味转变的阈值为3.8%~4.5%，茶多酚滋味转变的阈值为20%~24%。咖啡碱的生理功能1. 强化学习和记忆能力咖啡碱能刺激脑部的中枢神经系统，延长脑部清醒的时间，使思路保持清晰、敏锐，且注意力较为集中，通过摄入咖啡碱可以强化动物的学习和记忆能力，是最早发现的咖啡碱生理功能之一。在适量摄入咖啡碱时，咖啡碱能够提高警觉性、减少疲劳感，还能增强识别能力，缩短选择反应时间，提高瞬时记忆力，并且能提高处理简单重复工作时的持久力与耐受力，提升工作及学习的效率。这也解释了为什么人在工作中困顿疲惫的时候会选择茶叶和咖啡提神。咖啡碱虽好，却不能贪多。成年人长期大量摄取咖啡碱或一次性摄入咖啡碱超过1 g，会导致“咖啡碱中毒”。具体表现为对咖啡碱上瘾或出现神经过敏、易怒、焦虑、失眠、心悸等一系列身体与心理的不良反应。对孕妇来说，咖啡碱会造成自然流产、早产、低体重儿。所以要严格控制儿童、孕妇等特殊人群的咖啡碱摄入量。咖啡碱摄入过量会引起失眠、心悸等症状2. 控制体重，促进消化咖啡碱能提高人体消耗热量的速率，适量饮用，有减重效果，减少脂肪累积。有研究发现摄入100 mg的咖啡碱（约1杯咖啡），可加速脂肪分解，使人体的新陈代谢率增加3%~4%。咖啡碱还会刺激交感神经，提高胃液分泌，如果在饭后适量饮用有助于消化，一杯清茶消食解腻是不错的选择。3. 抗癌功能咖啡碱摄入能有效降低肾癌发生的风险，可以抑制UV-B引起的大鼠皮肤癌、表皮生长因子引起的恶性肿瘤细胞转移，并且可以抑制结肠癌细胞生长。咖啡碱除了能直接抗癌外，还经常被用作化疗增效药物，研究证实咖啡碱对乳腺癌化疗具有增效作用。4. 利尿护肝咖啡碱有利尿作用，它可以促进尿液中水的滤出率，增加肾小球的过滤量，同时抑制肾小管的再吸收，提高有害物质的排出。此外，咖啡碱还能促进肝脏的新陈代谢，将血液中酒精排出体外，减轻酒精对人的危害，所以很多人喝酒之后喜欢喝茶来解酒。此外，咖啡碱还能预防肝硬化，保护肝脏。5. 防治糖尿病咖啡碱具有防治糖尿病性膀胱病的作用。美国哈佛大学的学者发现，长期饮用含咖啡碱的咖啡能显著降低Ⅱ型糖尿病的发病率，而饮用脱咖啡碱的咖啡则无作用。日本一项研究表明，每天喝绿茶和咖啡也许能够帮助糖尿病患者延长寿命，改善生活，每天喝4杯或更多绿茶、每天喝2杯或更多咖啡的参与者，死亡几率甚至降低了63％。绿茶和咖啡的摄入对糖尿病患者全因死亡率的综合影响（Komorita Y, Iwase M, Fujii H, et al. Additive effects of green tea and coffee on all-cause mortality in patients with type 2 diabetes mellitus: The Fukuoka Diabetes Registry[J]. BMJ Open Diabetes Research & Care, 2020, 8(1): e.）咖啡碱的应用目前，咖啡碱广泛应用于食品、医药和化工等领域。1. 食品行业除了茶、咖啡、巧克力等本身富含咖啡碱的饮料及食品，咖啡碱还可作为天然的添加剂，来显著改善食品、饮料的口感，同时提高精神活力。为了刺激消费热情，市场上有70%以上的饮料添入0.02%的咖啡碱，部分冰激凌等食品中也有添加。2. 医药行业咖啡碱在医药上多用作兴奋剂、强心剂和麻醉剂，也被广泛用于临床上的镇痛、止血等医疗领域，在医疗上市场发展前景十分广阔。3. 日用化工行业在日化领域，咖啡碱可用于开发减肥产品和美容护肤产品，满足消费者特别是女性群体的需求。添加咖啡碱的眼霜、精华等美容产品（往期“说茶小课堂”文章请看下方“往期推荐”，或翻至页面顶部关注话题；文中插图来源于网络。）

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