Med dagens superkänsliga analysmetoder går det att identifiera mer än tusen olika slags molekyler i kaffebönor och kaffe. Den mest kända är koffein.
Kärt barn har många namn. Förutom koffein har samma molekyl också kallats kaffein men även tein (när ursprunget är te) och matein (när det kommer från mate).
Koffein var en av de allra första mer komplexa kemiska föreningar som renades från sin naturliga källa. Den som gjorde det 1819 var den tyske läkaren och kemisten Friedlieb Ferdinand Runge. Vid 25 års ålder fick han audiens hos författaren Johann Wolfgang von Goethe för att berätta om en upptäckt som han i ungdomen gjort av hur extrakt från växten belladonna påverkar ögat. Han kunde visa att det blockerar de nerver som drar samman ögats pupill. Vid audiensens slut gav Goethe den unge Runge några kaffebönor och bad honom ta reda på vad de innehöll. Efter några veckors slit i laboratoriet hade han lyckats rena fram koffein. Några år senare utvanns tein, som sedermera visade sig vara identiskt med koffein, och 1843 var det dags för matein.
Koffein är en molekyl som består av två ihopkopplade ringar, en med sex atomer och en med fem, omväxlande uppbyggda av kol och kväve. På denna struktur är sedan tre så kallade metylgrupper fästa.
Inom kemin numreras de kol- och kväveatomer som bygger upp dubbelringen från 1 till 9. Koffeinets tre metylgrupper sitter på atomerna 1, 3 och 7, och den kemiska beteckningen för koffein är därför 1,3,7-trimetylxantin.
Många vill trots – eller snarare tack vare – koffeinets erkänt uppiggande effekt dricka koffeinfritt kaffe. Detta är särskilt vanligt i USA, där nära en femtedel av allt kaffe som konsumeras är koffeinfritt. I Finland, Norge och Sverige är andelen cirka 1 procent.
Den vanligaste metoden för att göra kaffet koffeinfritt bygger på att de gröna kaffebönorna utsätts för vatten med en hög mängd av olika lösningsmedel, som kloroform, metylenklorid, etylacetat och alkohol, men man kan också använda koldioxid under högt tryck. Detta leder naturligtvis till att inte bara koffeininnehållet minskar, utan också till att många andra komponenter, som antioxidanter, minskar i mängd. Hur mycket av dessa ämnen man tappar beror på vilken metod som använts.
År 2004 väckte brasilianska forskare stor uppmärksamhet då de rapporterade att de genom att analysera hundratals etiopiska kaffeplantor hade funnit ett fåtal som på naturlig väg saknar koffein. Att plantorna saknade koffein berodde på en mutation i en av de gener som styr att koffein kan bildas. Rent tekniskt skulle man kunna tänka sig att använda denna naturliga mutation för att framställa koffeinfritt kaffe, men detta har ännu inte blivit kommersiellt lönsamt.
Här klipper vi! Hela artikeln kan läsas i medlemstidningen Kemisk Tidskrift nr 2 2021.
Text: Bertil Fredholm, professor i farmakologi. Hans forskning har handlat om adenosin och dess receptorer, som han visade var måltavlan för koffein. Kaffeologi är hans första populärvetenskapliga bok.