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Koffein & Co. Die Inhaltsstoffe des Kaffees

Im Kaffee findet man nicht nur Koffein, sondern auch über 700 Aromastoffe, die zu klassifizieren ein Ausmaß an Liebe zur organischen Chemie voraussetzt (…). Dampft man 0,01 g Koffein in einem Porzellanschälchen mit 10 Tropfen Wasserstoffsuperoxydlösung und 1 Tropfen Salzsäure ein, so hinterbleibt ein gelbroter Rückstand, der sich beim Befeuchten miti Tropfen Ammonikflüssigkeit purpurrot färbt.

Folgende chemische Komponenten und Verbindungen befinden sich im Kaffee: Koffein (1,3,7- TrimethyLxanthin), Kaffeesäure, Cholin, Trigonellin, Theobromin, Theophyllin, Paraxanthin, Theacrin, Liberin, Methylliberin, Chlorogensäuren (z.B. Caffeoylchinsäure), Gerbstoffe sowie Diterpenalkohole (Cafestol, Sitosterin, Stigmasterin, Dihydrositosterin, Coffeasterin) im Kaffeeöl und Fettsäurederivate des 5- Hydroxytryptamin im Kaffeewachs.

Nach dem Rösten (und bedingt durch den Röstvorgang) enthalten Kaffeebohnen außerdem Nikotinsäure, Alpha-Furfurylmercaptan, Kahweofuran, 5-Hydroxyindole, Alkane, Trigonellin und Pigmente.

 

Im Speziellen: Koffein

Koffein (Summenformel C8H10N402) entstammt der Stoffklasse der Purinalkaloide (auch: Purine) und ist ein natürliches und kurzwirkendes Stimulans. Koffein hat als Volksdroge Eingang in weltweit so gut wie jeden Kulturkreis gefunden.

Synonyme: Coffein; 1,3,7-Trimethylxanthin; Methyltheobromin; 1,2,3,6-T etrahydro-1,3,7-trimethyl- 2,6-purindion; Kaffein; Thein; Guaranin; lat. Coffeinum anhydricum (purum), Guaranicum; engl. Caffeine.

Dem Chemiker, Nobelpreisträger und Begründer der klassischen organischen Chemie Hermann Emil Fischer (1852-1919) gelang es mit seiner Forschungsgruppe 1897 erstmals, Koffein und später auch das dem Koffein eng verwandte Stimulans Theobromin (3,7-Dimethylxanthin) synthetisch herzustellen (Lockemann 1955).

Koffein in Kaffee-Blättern

Auch in den Blättern, Stengeln und sogar in den Blüten der gängigen Kaffeepflanzen kann Koffein (und Theobromin) nachgewiesen werden. Jüngere Blätter und Blüten haben dabei einen höheren Alkaloidgehalt als reifere, ältere Blätter und Blüten (Ashihara et al. 1996). Dies ist schon recht lange bekannt, aber mehr oder weniger in Vergessenheit geraten. Mitte des 19. Jahrhunderts hatte die Fachwelt angeregt darüber diskutiert, denn nicht nur die Bohnen, sondern auch die Blätter und Stengel der Kaffeepflanze können in geröstetem Zustand zum Aufguss eines stimulierenden Getränks verwendet werden, das geschmacklich irgendwo zwischen Kaffee und Tee liegt. Emst Freiherr von Bibra hat in seinem Buch Die narkotischen Genussmittel und der Mensch von 1855 den Kaffeeblättem ein eigenes Unterkapitel gewidmet, in dem er erklärt:

„Nach den meisten Untersuchungen (…) hat sich die Menge des im Kaffee enthaltenen Kaffeein (sic!) auf 0,8 Pct. bis 1,9 Pct. herausgestellt, es enthalten also die Blätter des Kaffeebaums eine größere Menge als die Bohnen (…)“.

Die Angewohnheit, aus Kaffeeblättern ein Getränk zuzubereiten, ist unter anderem aus Java und Sumatra bekannt geworden (ebd.). Aber: „Die Wirkungen, welche das aus diesen Blättern bereitete Getränke in physiologischer Hinsicht auf den Organismus ausübt, ist nicht angegeben, und ohne Zweifel auch noch zu wenig studirt worden (…) Vielleicht läßt sich aus dem schwächer gerösteten Produkte ein Thee ähnliches Getränke herstellen, während bei stärkerer und besonders zweckmäßig geleiteter Röstung dasselbe dem Kaffeeabsude näher kommen dürfte“.

Coffea bengalensis und andere Cojffea-Arten enthalten ebenfalls Koffein in ihren Blättern.

Ethnobotanik: Koffeinhaltige Pflanzen

Welche langen, dunklen Wege wurden begangen, um schließlich zu dem Endziel gelangt sein zu können: daß der Araber in Jemen oder dem glücklichen Arabien die Kaffeebohnen nicht nur fand, sondern sie auch als erregendes Genußmittel erkannte, zubereiten lernte und lehrte, daß der Bewohner des Sudans die Kolanuß, die gleichfalls Koffein enthält, aus dem gleichen Grunde schätzen und lieben lernte und sie weit verbreitete, daß der Ostasiate den Teestrauch als ein hohes Wertobjekt erkannte und die Blätter richtig behandelte, um daraus gleichfalls ein Koffein enthaltendes Getränk zu gewinnen, daß Südamerikaner von Brasilien, Paraguay just eine Ilexart unter den Tausenden sie umgebender Pflanzen der äquatorialen und subäquatorialen Flora als ein gehirnerregendes Produkt erkannt haben, das diese Wirkung durch Koffein erzeugt, oder schließlich, daß der Indianer am Amazonas ein Produkt der Paullinia sorbilis als koffeinhaltiges Material benutzt?

Koffeinhaltige Pflanzen (Auswahl)

Familie Aquifoliaceae

  • Ilex ambigua
  • Ilex cassine
  • Ilex guoyusa
  • Ilex paraguariensis
  • (Mate)
  • Ilex vomitoria

Familie Cactaceae

  • Cereus jamacaru
  • Harrisia adscendens
  • Leocereus bahiensis
  • Pilosocereus gounellei

Familie Combretaceae

  • Combretum-Arten

Familie Nyctaginaceae

  • Neea theifero

Familie Rubiaceae

  • Coffea arabica
  • Coffea liberica
  • Coffea canephora

Familie Sapindaceae

  • Pauilinia cupana
  • Paullinia yoco

Familie Sterculiaceae

  • Brochychiton diversifolius
  • Cola acuminata
  • Cola nitida
  • Firmiana simplex
  • Theobroma cacao
  • Theabrome-Arten

Familie Theaceae

  • Camellia sinensis

Fam.Tumeraceae

  • Tumera diffusa (Damiana)
  • Tumera ulmifolio
  • Tumera diffusa

Der Pilz Claviceps sorghi, eine Mutterkorn-Art, enthält im Gegensatz zu den bekannten Claviceps-Arten keine Mutterkomalkaloide, sondern interessanterweise Koffein

Koffeinhaltige Limonaden und Energydrinks

Energydrinks sind das Koks der heutigen Jugend. Koffein ist damit mal wieder eine „neue“ Modedroge unter Jugendlichen. Was früher der Longdrink oder das Bier in der Disko, ist heute der Energydrink. Was früher die Line Pep im Club, ist heute die Dose Red Bull & Co. Eine Auswahl:

Cola

  • Coca-Cola
  • Pepsi Cola
  • Jolt Cola
  • Africola
  • TAUfrisch Cola
  • River Cola (Aldi)
  • Sinalco Cola
  • Dr. Pepper
  • RCCola
  • Virgin Cola
  • Club-Cola (DDR)
  • Freeway-Cola (Lidl)
  • Frucade Cola
  • Fritz Kola
  • Gänsefurther Cola
  • Premium-Cola
  • Prick-Cola (DDR)
  • Trendy-Cola (PLUS)
  • Topstar Cola (Aldi)
  • Vita-Cola (DDR)
  • Spar American Cola (SPAR)
  • Clar-Cola (Dänemark)
  • Mecca-Cola (Frankreich: Firmensitz Dubai)
  • Turk-Cola (Türkei)

Energydrinks

  • Red Bull
  • Flying Horse
  • Koks
  • Magic Man
  • Maximal G
  • Monster
  • Power Horse
  • Relentless
  • Rockstar

Mate

    • 1337 Mate
    • Club Mate
    • Charitea Mate
    • Gekko Mate
    • Mio Mio Mate
    • Thomas Henry Mate

Andere

  • Buenos Guaranä
  • Fritz Kaffee-Cola
  • Mischmasch
  • Orangina Rouge
  • Schwip-Schwap
  • Sokick Guarand-Limonade
  • Spezi

Der Koffeingehalt der Genussmittel

Es gibt eine ganze Reihe von Genussmitteln, die Koffein enthalten. Hier die ungefähren durchschnittlichen Werte:

Genussmittel Menge Koffeingehalt
Cola 330 ml 40 mg
Energydrinks 250 ml 80 ml
Espresso 50 ml 50 mg
Kaffee 150 ml 150 mg
Kakao 150 ml 5 mg
Schokolade dunkel 100 g 90 mg
Schokolade Vollmilch 100 g 15 mg
Schwarztee 150 ml 50 mg

Die Wirkungen und Nebenwirkungen des Kaffees

O, Kaffee, du zerstreust die Sorgen, du bist das Getränk der Gottesfreude, du gibst Gesundheit denen, die arbeiten, um Weisheit zu erwerben. Nur der vernünftige Mensch, der Kaffee trinkt, kennt die Wahrheit. Der Kaffee ist unser Gold: da, wo man ihn darbietet, genießt man die Gesellschaft der besten Menschen. Möchte Gott, daß dem hartnäckigen Verleumder dieses Getränks es nimmer zugänglich werde.

Das Kaffeine, das heißt Kaffee, Tee, Guarana, Schokolade, Mate und andere weniger bekannte Substanzen, erzeugen selten einen eigentlichen Rausch, den nur Leute von ganz besonderer Empfindlichkeit an sich erfahren können, und nur wenn die Getränke in reichlicher Menge genossen werden. Mantegazza 1928

Koffein stimuliert zunächst die Großhirnrinde, dann das Atem- und Gefäßzentrum; die geistige und körperliche Leistungsfähigkeit werden gleichermaßen gesteigert. Kotschenreuther 1976

Die Kaffeewirkung ist im wesentlichen eine Wirkung des Coffeins. (…) Die Coffeinwirkung ist komplexer Natur. (…)Am Zentralnervensystem wird die Reflexerregbarkeit erhöht, eine Wirkung, die sich beim Mensche in Aufregung, Schlaflosigkeit und Herzklopfen äußert, in kleinen Dosen in der Anregung geistiger Vorgänge. Die Coffeinwirkung auf den Kreislauf setzt sich zusammen aus einer Erreauna der zentralen Organe des Vagus, einer Erregung der Ganglien des Reizleitungssystems, einer Wirkung auf die Herzmuskulatur und einer Erweiterung der Coronargefdße. Daraus erklärt sich die mögliche Blutdrucksteigerung die Wirkung auf die Herzaktion, die beschleunigt oder verlangsamt sein kann. Das Pulsvolumen wird nicht vergrößert, doch vermag das Herz einen größeren Maximaldruck zu überwinden. Das Coffein kann einmal durch die Verbesserung der Herzaktion die Diurese vermehren; wesentlich ist aber vor allem die Wirkung an der Niere selbst. Roth et al. 1994

Koffein hemmt das Enzym Phosphodiesterase und stimuliert auf diese Weise das zentrale Nervensystem (ZNS). Der Konsument hat eine gesteigerte Pulsfrequenz, schwitzt, wird unter Umständen ein wenig unruhig und hat einen erhöhten Harndrang. Ursache für den aufmunternden und sinnesschärfenden Effekt des Koffeins ist unter anderem die Gefäßerweiterung im Hirn.

„Das wichtigste ist natürlich die psychische Wirkung. Sie reicht von der milden Anregung, die die .Gedanken schärft’ bis hin zur Aufputschung, bei der das Denken fahrig und zusammenhanglos wird, ähnlich wie bei einem Amphetamin.“ (Schmidbauer & vom Scheidt 1994)

Ein schwerer ∫ kennzeichnet sich in der Hauptsache durch extremes Schwitzen, Schwindelgefühle, Übelkeit und Erbrechen, Blassheit und eine mitunter heftige Verwirrung aus. Eine normale Dosierung liegt bei um die 100 Müligramm, eine Überdosierung kann (je nach Gewöhnungsgrad) ab 300 Milligramm vorliegen. Die letale (also tödliche) Dosis beim Erwachsenen kann ab etwa 10 Gramm erwartet werden.

Eine Koffein-Überdosierung ruft einen schweren Rausch hervor, ist außerordentlich unangenehm und geht meistenfalls einher mit Brechreiz, Diarrhoe, Erregungs- und Verwirrungszuständen, Herzrasen, Kopfschmerzen, Ohrensausen, Schlaflosigkeit, Schwindel, Unruhe, übermäßigem Harndrang – im schlimmsten Falle sogar mit deliranten Symptomen, Krämpfen und Muskelsteifheit. Koffein ist ein kurzwirksamer Wirkstoff. Daher ist kein Antidot nötig. Im Bedarfsfall kann Diazepam appliziert werden. Koffein sollte nicht zusammen mit MAO-Inhibitoren eingenommen werden.

Kaffee bzw. Koffein kann eine Gewöhnung, eine Sucht verursachen. Und zwar nicht nur in seelischer, sondern auch in körperlicher Hinsicht. Auch bildet sich bei chronischem Kaffeekonsum eine Toleranz aus:

„Beim Koffein tritt, wie bei vielen anderen Gifter eine allmähliche Gewöhnung ein. Wenn gar kei Koffeingenuß vorangegangen ist, können schon gering Koffeindosen auffällige Störungen hervorrufen. Ii Übereinstimmung mit der alltäglichen Beobachtung fand man bei Versuchen an Menschen und Ratten, daf: Koffeinmengen, die anfangs starke Aufregung verursachten, nach mehrfacher Wiederholung nicht mehr die gleiche Wirkung zeigten und daß man die Dosen allmählich steigern mußte, wenn man den gleichen Effekt wie am Anfang hervorrufen wollte. Setzt man mit dem Kaffeegenuß auch nur vierzehn Tage vollständig aus, so verliert sich die erworbene ,Kaffeefestigkeit’ vollständig; solche Menschen sind dann gegen Koffein wieder so empfindlich, wie wenn sie überhaupt noch nie Kaffee getrunken hätten“.

,„Kaffee“, das aus den gerösteten Samen bereitete Getränk, ist sicherlich von den gebräuchlichen ,Genußgiften’ dasjenige, von dem Nebenwirkungen am wenigsten zu erwarten sind. Bei reinem Coffein, als Analeptikum auch Arzneimittel, ist erst in Gramm- Dosen mit schweren Vergiftungssymptomen zu rechnen (starke Erregungszustände, Kopfschmerzen, Zittern, Krämpfe). Über Vergiftungsfälle mit Coffein, insbesondere bei Kindern, ist vereinzelt berichtet worden. Ippen und Kölmel haben darauf hingewiesen, daß es bei externer Anwendung von Coffein (30%ige Salbe zur Behandlung einer psoriatischen Erythrodermie) trotz der Schwerlöslichkeit des Alkaloids durch perkutane Resorption zu einer Coffeinintoxikation kommen kann.“

Wenn auch einige Ärzte im 17. Jahrhundert der Ansicht waren, dass der Kaffee sogar zum Tode führen könnte, wird die explizit relative Ungefährlichkeit des Kaffees auch durch Römpp noch einmal betont:

„Nach Ansicht ärztlicher Sachverständiger sollen sonst Gesunde auch abends unbedenklich bis zu 0,1 Gramm Koffein (entspricht zwei Tassen von einem mäßig starken Familienbohnenkaffee) in irgendeiner Form genießen können, wenn sie ,bei ausgestreckter Hand und gespreitzten Fingern kein Zittern erkennen lassen’. Nachteilig wirkt Koffein bei Menschen mit labilem Herzgefaßsystem, bei denen jede körperliche Anstrengung oder seelische Erregung von einer erheblichen Steigerung der Pulszahl begleitet ist, ferner bei Übererregbarkeit des Zentralnervensystems, Epilepsie, Nierenkrankheiten, Schlaflosigkeit, Nervosität und Neigung zu erhöhter Schilddrüsentätigkeit. Manche sonst ganz gesunde Menschen haben eine angeborene .Intoleranz’ gegen Kaffee; diese reagieren schon auf 0,1 Gramm Koffein mit starker Schlaflosigkeit und Herzklopfen“

Personen mit Herzschwäche oder Herzkrankheiten kann Kaffee in hohen Dosierungen zu schaffen machen. Nicht selten resultieren bei solchen Menschen Rhythmusstörungen und eine pathologisch gesteigerte Herzfrequenz aus dem Genuss größerer Mengen des Getränks.

Das im Bohnenkaffee enthaltene Cholin hingegen hat bei der Maus in entsprechender Dosierung den Exitus zur Folge:

„(…) 0,18 Milligramm Reinkoffein [wirken] auf das Gramm Maus tödlich, dagegen tritt nach Einspritzung von Bohnenkaffee schon bei wesentlich geringeren Koffeinkonzentrationen der Tod ein. Nach Ansicht [der] Forscher kommt dem im Bohnenkaffee enthaltenen Cholin eine besondere Bedeutung zu; dieses soll vor allem Atmung, Blutdruck und Herztätigkeit erheblich beeinflussen“ (Römpp 1941a).

Und auch andere Inhaltsstoffe scheinen die pharmakologische Wirksamkeit des Kaffees auszumachen:

“Außer dem Koffein enthält gewöhnlicher Bohnenkaffee noch verschiedene Nebenbestandteile, welche Körper und Seele des Menschen gleichfalls beeinflussen können. Der Streit um den wirkungsmäßigen Anteil dieser Beimengungen ist noch nicht abgeschlossen. Den radikalsten Standpunkt nimmt hier H. W. Maier ein, der aufgrund zahlreicher Versuche zu dem Ergebnis kommt, daß die Anregung der geistigen Arbeit (dargelegt an Additionsversuchen) nicht auf das Koffein, sondern auf die sogenannten aromatischen Röstprodukte der Kaffeolgruppe zurückzuführen sei. Maier fand nämlich, daß seine dreizehn Versuchspersonen nach Aufnahme von koffeinfreiem Kaffee um etwa ebenso viel Prozent schneller rechneten, als wenn sie Santoskaffee mit 1,0596 Koffein getrunken hatten. Vielleicht spielte hier die Suggestion eine gewisse Rolle. Auch der verstorbene Pharmakologe Hamack schrieb den Nebenprodukten des Kaffees, besonders dem Furfuralkohol, eine überragende Rolle zu und bestritt, daß Koffein der wichtigste Wirkbestandteil des Kaffees sei. Merkwürdig ist in diesem Zusammenhang, daß selbst eine Dosis von 0,2 Gramm Reinkoffein bei vielen Menschen nur geringe Störungen hervorruft, wenn sie in körperwarmer Flüssigkeit gelöst und getrunken wird“ (Römpp 1941a).

Auch Joachim Gallwas hatte 1961 darauf hingewiesen, dass die Kaffeewirkung nicht per se mit der Koffeinwirkung zu vergleichen sei:

„Wenn auch das Coffein der Hauptwirkstoff im Kaffee ist, so ist doch auf Grund der neuen Erkenntnisse sicher, daß die im Kaffee vorhandenen Begleitstoffe diese Wirkung wesentlich modifizieren können, und daß auch andere (…) Stoffe im Kaffee Wirkungen hervorbringen, die es nicht erlauben, die Wirkung des Kaffees mit der des Coffeins gleichzusetzen“ (Gallwas 1961: 9).

Und manche dieser anderen Inhaltsstoffe können, je nach Zubereitungsart, Nebenwirkungen herbeiführen:

„Während es als gesichert gilt, dass Koffein kein besonderes Risiko darstellt (…), können zwei Bestandteile der Kaffeebohnen, Cafestol und Kahweol, den Cholesterinspiegel erhöhen. Diese werden jedoch im Kaffeefilter zurückgehalten und sind in Instant- und Filterkaffee nicht mehr in relevanten Mengen enthalten. In aufgekochtem Kaffee, in Türkischem Mokka und auch in Kaffee, der in einer Cafetiere zubereitet wurde, ist jedoch genügend von diesen beiden Substanzen vorhanden, um das Risiko von Herz-Kreislauf- Erkrankungen zu erhöhen, wenn man größere Mengen davon trinkt. Sechs bis acht Tassen starken Kaffees dieser Art pro Tag reichen da schon aus“.

Die beim Rösten der Bohnen entstehenden Reizstoffe können bei manchen Menschen Magen- und Darmgeschwüre, Magenschleimhaut- und Bauchspeicheldrüsenentzündung, Durchfall, Leberkrankheiten, Gallensteine und andere Krankheiten bewirken.

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