篇名
低咖啡因咖啡及咖啡因的探討
作者 梁友蓉。彰化女中。一年十五班。 黃閔暄。彰化女中。一年十五班。 王妙鷹。彰化女中。一年十五班。
壹、前言 深深吸一口氣，咖啡濃郁的香味撲鼻而來。啊，喝咖啡真是一種享受！從十六世 紀到近代，咖啡文化的蓬勃發展及影響，使得許多人都有喝咖啡習慣，有些人是 為了熬夜工作或讀書，有些人是迷戀它特殊的香味，種種的原因讓人們愛上了咖 啡。但部分報導指出，咖啡因對人體會造成傷害；也有些資料顯示咖啡因在某些 方面對身體有益。由於我們平常就有喝咖啡的習慣，看到這個現象後，興起了研 究的念頭。希望能夠了解咖啡的主要成分－咖啡因，並知道它對人體的影響。進 一步瞭解為了降低咖啡因對人體的影響而發明的「低咖啡」，所以也探討「低咖 啡」的由來及製法，透過對咖啡及咖啡因各方面的了解，希望能有助於社會大眾 在日常生活當中對含咖啡因物品的取捨，享用咖啡時也能考慮到對自身的影響。
貳、正文
一、何為咖啡因 01. 化學特性 咖啡因屬於甲基黃嘌呤的生物鹼。純的咖啡因是白色的，強烈苦味的粉狀 物。它的化學式是C8H10N4O2，稱為 1,3,7-三甲基黃嘌呤或 3,7-二氫-1,3,7 三甲基-1-嘌呤-2,6-二酮。(註一) 02. 物理特性 純咖啡因無嗅、白色，呈絨毛狀、針狀或粉狀。 昇華：178°C 熔點：238°C 比重：1.2 揮發性：0.5% 蒸氣壓：760 毫米水銀柱（178°C） pH 值：6.9（1%的溶液） 在水中的溶解度：2.17% （常溫） 蒸氣密度：6.7 分子量：194.19 (註一)
二、咖啡因的好處 01. 心血管
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適量的攝取，能提高心臟機能，使血管擴張，促進血液循環。 02. 排泄 促進腎臟機能，幫助身體排出多餘的鈉離子（所以在利尿作用提升下， 咖啡因約在兩個小時左右就會被排泄掉）。提高人體產熱的速率，每一 百毫克的咖啡因（約一杯咖啡），就可使人體的代謝率增快 3～4％，因 此咖啡亦有助於體重的控制。 03. 消化 可刺激胃腸分泌胃酸，促進消化，防止胃下垂。咖啡因可分解脂肪，故 在吃完高熱量食物後，喝杯咖啡也會有和喝茶一樣的清爽感覺。此外， 咖啡尚可促進腸胃活動，是一種快速通便劑，不過其通便效果只有在早 晨飲用才有效，其他時間飲用效果不大。 04. 腦 A. 促進腦部活動，使頭腦清醒，反應活潑靈敏，思考力充沛。人類思 考能力是由大腦內的興奮性刺激與抑制性刺激，兩者相互作用形成 思考活動，而咖啡因則是促成這兩種過程的主要物質。 B. 刺激大腦皮質，促進感覺、判斷、記憶、和感情等活動。 05. 癌症 大量飲用咖啡，似乎能降低直腸癌的風險。 每天至少喝 5 杯咖啡，患結腸癌的機率比不喝咖啡的人要低 40％。 06. 神經系統 咖啡可以刺激中樞神經。咖啡亦可刺激交感神經，因而抑制因副交感神 經興奮所引起的氣喘。 07. 其他 A. 咖啡具有抗氧化效果。 （抗氧化物可防止老化，而一杯咖啡則含有相當 於三顆柳丁的抗氧化物） B. 使肌肉自由收縮，增加筋肉力量。 C. 是防止偏頭痛的良品，但只能偶一為之，最好在初發生時即飲用，因 為要在喝入 10~30 分鐘後才能發生作用。 D. 黑咖啡含有消除蒜味的效果，且含有法瑯質，是品嚐蒜味料理時不可 或缺的飲料。 E. 咖啡亦有脫臭效果。把研磨或沖泡過的咖啡殘渣放於容器中使其乾 燥，放入冰箱或鞋櫃裡可當脫臭劑，撒在煙灰缸上也可消除煙草味。
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若把即溶咖啡用開水溶化，沾在肉上更可隱藏味道，成為香甜可口的 料理（註二）
三、咖啡因壞處 01. 心血管問題 過量攝取咖啡因後，心臟跳動加快，血壓增高。故高血壓及動脈硬化患 者，需克制飲用含有咖啡因的飲品。 02. 生育 A. 咖啡因攝取量每天不可高於 300mg，否則對生育將造成不良的影響。 B. 懷孕時飲用咖啡會引起胎兒骨骼發育不良。 C. 每天喝三杯或三杯以上咖啡者，胎兒出生後體重過輕或自然早期流產 率會提高。 D. 喝咖啡會減少受孕機率。 03. 皮膚 皮膚病患者盡可能不喝含有咖啡因的飲料，因攝取咖啡因之後血液流動加 快，促使病症加速惡化。 04. 腸胃 咖啡因會刺激胃酸分泌，胃酸分泌增加會使人有飢餓，胃空的感覺，而增 加食物攝取。對多數人而言，食物攝取增加，會有體重增加的後果，而糖 尿病人還會破壞血糖的控制，有胃炎或胃潰瘍的人則會加重病情。 05. 骨質疏鬆 咖啡雖會造成鈣質的流失，但一杯牛奶所提供的鈣質，足以抵銷八杯咖啡 所帶來的負面效果，所以咖啡並非造成骨質疏鬆的高危險因素。（註三）
四、常見飲料的咖啡因含量 飲料種類 咖啡 低卡咖啡 茶 熱可可 巧克力牛奶 雪碧
容量 150 ml 150 ml 150 ml 150 ml 225 ml 360 ml
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咖啡因含量(毫克) 60～150 2～5 40～80 1～8 2～7 0
七喜 可口可樂 (註四)
360 ml 360 ml
0 46
五、常見食物的咖啡因含量 種類
量
咖啡因含量(mg)
Dannon 咖啡優格
8oz(盎司)
45
巧克力糖塊
50g
3-63
Chocolate Brownie 巧 巧克力蛋糕
1.25oz(盎司)
8
巧克力脆片餅乾
30g
3-5
特製深色巧克力塊
1bar(41g)
31
巧克力冰淇淋
50g
2-5
星巴克冰淇淋
1杯
40-60
牛奶巧克力
1oz(盎司)
1-15
(註五)
六、 咖啡因含量標示 消保會公告消費者享用現煮咖啡時，看到紅色標示代表咖啡因含量為 200 ～300mg 或 300mg 以上；黃色標示為咖啡因含量 100～200mg；綠色標示 為咖啡因含量 100mg 以下。(註六)
七、喝咖啡守則 01. 少量攝取富含咖啡因的食物或飲料，例如喝小杯的咖啡。 02. 改喝即溶咖啡，因即溶咖啡的咖啡因含量是現煮咖啡的一半。 03. 將一般咖啡與無咖啡因咖啡，以 1：1 的比例混合，以降低咖啡因含量。 04. 縮短煮咖啡的時間，例如由 5 分鐘改為 1 分鐘，以減少咖啡因含量。 05. 改喝無咖啡因咖啡。 (註七)
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八、用天然食品取代咖啡因 01. 喝咖啡雖可亢奮精神，但只能持續三至五小時，也容易造成體力透支， 作用消失後會顯得更加疲累。若想要提神醒腦，不妨可以多服含膽鹼、 卵磷脂、維他命B1、B3、B6、B12（菸鹼酸）與維他命C等成分食物，如： 優酪乳、魚、瘦肉、麥芽、綠色蔬菜、香蕉、花生、柑橘、蕃茄與青椒 等，改善大腦血流量，補充腦中血氧濃度，皆可幫助大腦集中注意力提 高專心程度，並疏解壓力。或者，飲食中避免攝取高脂肪食物，因為高 脂肪食物在腸胃吸收緩慢，會讓人昏睡，精神不集中。 B
B
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02. 陳潮宗醫師指出，將中藥材白木耳用水泡軟後，加少許熟蓮子，再加水 滾四、五分鐘，冰鎮後加冰糖，即可食用。白木耳能養肝健脾，因此服 用有不易疲累的效果，蓮子則清熱寧神。此外一天服三錢的人參也可開 心益智、增強腦力，體力不足者，人蔘鬚燉雞湯是最好的補品。上火而 無法沉澱思緒者，喝綠豆青湯降火清熱也有幫助學習記憶的效果。(註八)
九、低咖啡因咖啡 01. 何謂低咖啡因咖啡？ 低咖啡因咖啡是指咖啡豆送進烘焙機以前，先經過處理，分離出影響睡眠的咖啡 因。但低因咖啡並不是百分之百不含咖啡因，只能除去百分之九十四至百分之九 十八咖啡因，仍有微量殘餘。經過化學處理的低因咖啡，頂多只能除去百分之九 十七咖啡因，稱不上百分之百無咖啡因。 02.
起源
低咖啡因咖啡濫觴於德國大詩人歌德。因為他喜歡喝咖啡，但常因此無法正常入 眠，於是要求他的化學家好友隆吉（Runge）分析咖啡豆裡到底有什麼成分？何 者會妨礙睡眠？1820 年隆吉分離出咖啡豆裡的咖啡因，成為低因咖啡的祖師爺。 不過，當時技術尚無法大量生產低因咖啡，只知道咖啡豆造成失眠的物質可以萃 取出來。一直到 1903 年，萃取咖啡因的技術有了重大突破，才開始進行量產。 這要歸功於德國咖啡豆進口商羅塞魯斯（Ludwig Roselius）和協助他的化學專家。 羅塞魯斯發現進口的生咖啡豆，一旦被海水浸溼，咖啡因含量就減少很多，於是 請了一批化學家進行研究，進而開發出萃取咖啡因新技術。
03.
低咖啡因咖啡之處理方法
A. 溶劑萃取法 a. 起源： -5-
羅塞魯斯從浸溼的生豆會喪失咖啡因得到靈感，先將咖啡豆置入高壓的蒸氣鍋內 加熱，豆子較鬆軟後，再置入苯溶劑，萃取出咖啡因。雖然苯主要對咖啡因有萃 取效果，不會萃取出咖啡豆其他成分，但是苯有毒性，常期飲用苯溶劑萃取法製 造的低因咖啡有害健康。不過，當時的保健意識甚弱。
b. 改革： 醫學界逐漸擔心低因咖啡殘留的苯，會對人體造成傷害。化學家又研發出沒有安 全顧慮的萃取溶劑二氯甲烷、乙酸乙酯。二氯甲烷的好處是沸點很低，加溫到攝 氏四十度就揮發掉。美國食品暨藥物管理局（Food and Drug Administration）經 過多年檢驗，於一九八五年通過二氯甲烷為合法的咖啡因萃取溶劑。至於乙酸乙 酯則更安全，因為有些水果所含的乙酸乙酯還高於低因咖啡的殘留量，也被美國 列為合法萃取液。
c. 分類： 溶劑萃取法可分為直接與間接兩種方式。但兩種方法的前置作業相同，都必需先 進行軟化處理，即咖啡豆以高壓高溫蒸過，豆子表面膨脹，和液體接觸面積增加， 再置入二氯甲烷或乙酸乙酯溶劑，萃取出咖啡因，這叫做直接法，也就是羅塞魯 斯採用的方法。所不同是萃取液，過去使用有毒的苯，而今採用安全的二氯甲烷 或乙酸乙酯。另一種為間接萃取法，即咖啡豆先置入溫水中經過軟化處理，豆內 的咖啡因和其他成分溶入溫水中，此時的溶液幾乎成了咖啡精華液。然後再導入 另一容器，加入二氯甲烷或乙酸乙脂，萃取出咖啡因。稍微加熱，咖啡因就會隨 著萃取液蒸發掉。最後，再把不含咖啡因的精華液導回先前被溫水萃取的咖啡 豆，使其重新吸收或回補流失的成分。一般而言，間接萃取法會喪失較多的咖啡 風味，不如直接萃取法理想。
B. 瑞土水處理法 此法類似間接萃取法，先將生咖啡豆置入溫水數小時，咖啡因連同其他成分溶入 溫水後，再以木炭萃取精華液中的咖啡因。然後再把不含咖啡因的精華液引回先 前的咖啡豆，重新吸收流失的成分。瑞士水處理法所強調的是，不使任何化學溶 劑來萃取咖啡因，缺點是木炭雖是絕佳的淨水劑，卻不分青紅皂白吸收精華液其 他成分。因此，瑞士水處理法的低因咖啡，流失較多的咖啡味。而且只能去除百 分之九十四至百分之九十六的咖啡因，比二氯甲烷或乙酸乙酯可萃取百分之九十 六至百分之九十八少了一點。
C. 二氧化碳萃取法
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二氧化碳在高壓環境下，就會變成超流體，成為咖啡因絕佳溶劑，而且不會萃取 出咖啡因以外的物質，因此被廣泛用來製造低因咖啡。二氧化碳處理法屬於直接 萃取法，但必需在大氣壓力二百倍至三百倍的特殊環境下才能完成。經過低因處 理的生咖啡豆，所含的咖啡因重量不得超過生豆的 0.1%，粉末狀低因咖啡不得 超過重量的 0.3%，這是國際認定的標準。一般而言，一杯五盎司正常咖啡含有 一百五十毫克咖啡因，一盎司濃縮咖啡只含四十毫克咖啡因。而一杯五盎司的低 因咖啡，所含的咖啡因約在三毫克左右，視濃度而定。
D. 基因工程培育無咖啡因新品種 除了溶劑、瑞士水和二氧化碳的低因處理法外，最近又有一種更尖端的基因工 程，可培育出完全不含咖啡因的品種。這種另類咖啡是由夏威夷大學研究人員培 育出來，1999 年已開始試種，預計 2006 年進行量產。
目前疑慮在於，科學家利用尖瑞技術使讓咖啡樹喪失製造咖啡因能力，是否會影 響到咖啡原有風味。據領導這項研究的夏威夷大學植物生理學家史提勒斯（John Stiles）指出，基因工程培育的無咖啡因咖啡樹，不會影響到咖啡豆的風味與品 質，但是否屬實，恐怕需要眾多咖啡族來認可了。 至於這個跟咖啡因合成有關的基因，是夏威夷大學分子生化實驗室研究人員花了 七年時間追蹤關鍵基因，又耗費六年才選殖出這個名為 XMT 的基因。然而，問 題並不單純。XMT 基因一旦移走，咖啡樹雖然停止製造咖啡因，但該基因對咖 啡樹生理至為重要，少了它咖啡樹也活不了。研究團隊因此設法迷惑 XMT 基因， 使其無法發布製造咖啡因的訊息給其他代謝過程，因此無需解決喪失 XMT 基因 的問題，就可培育出忘了製造興奮劑的咖啡樹。
04. 低咖啡因咖啡是否引響其風味？ 低因咖啡的風味多少與正常咖啡有些出入，這可能和目前市面販售的低因咖啡， 全經過化學處理，咖啡豆的結構在去除咖啡因過程，已經起了變化，處理後的低 因咖啡豆，會比處理前失重百分之五，損失若干咖啡精華，很多芳香成分因此流 失，這是化學處理法最遭詬病之處。 但基因工程培育出的無咖啡因之新品種，學者強調並不會引響其風味，並且保留 咖啡原有芳香，這是它的最大優點。 05. 低咖啡因咖啡之壞處
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低因咖啡的化學處理過程容易殘留溶劑危害健康，少喝了咖啡因，卻多喝了化學 藥劑！（註九）
參、結論 二十一世紀的現代，咖啡因在我們的生活週遭可說是無所不在。像茶、巧克力、 咖啡等，許多我們常食用的食品中都可以發現咖啡因的蹤影，它在不知不覺中影 響了我們的生活。透過許多資料或報導，我們了解到咖啡對人體有深遠的影響， 在適量的攝取下，它能夠促進腎臟機能、使血液循環良好、刺激大腦皮質等種種 好處。但它也可能帶來危害，一旦食用過量，將使血壓增高、引起胎兒骨骼發育 不良、破壞糖尿病人血糖的控制等傷害。低咖啡因咖啡大量降低了咖啡中咖啡因 的含量，但不同的萃取方式又會對咖啡造成不同的影響。追根究底，人們飲用咖 啡的最大目的在於提神，需要提神的原因往往是熬夜所致，但喝過多的咖啡可能 使人無法入眠，如此循環之下，對人體也是一種傷害。所以我們應該養成良好的 生活習慣，從事有益的活動，減少或不再依賴咖啡。
肆、引註資料
註一、http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%92%96%E5%95%A1%E5%9B%A0 註二、http://home.kimo.com.tw/moingwa/c3.htm 註三、http://home.kimo.com.tw/moingwa/c3.htm 註四、http://www.dls.ym.edu.tw/neuroscience/caff_c.html 註五、http://www.dls.ym.edu.tw/neuroscience/caff_c.html 註六、http://news.sina.com/cna/301-102-101-103/2006-06-15/04041014071.html 註七、http://www.enutrition.com.tw/AT_food/nutri_food_coffee.htm 註八、http://www.tssdnews.com.tw/daily/2005/08/11/text/940811i1.htm 註九、http://hk.knowledge.yahoo.com/question/?qid=7006062800328
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