her er blot et par planter forbruges af menneskeheden som en”stimulerende drik”. I dette indlæg er fokus på planter, der indeholder koffein og theobromin. Koffein er et alkaloid, der findes i over 60 arter af karplanter, og som vi ved, er en vigtig ingrediens i kaffe, te og andre drikkevarer.

kaffedrikken er afledt af de ristede eller bagte frø af to arter af kaffeplanten (Coffea arabica og C. canephora) af familien Rubiaceae. Te er afledt af bladene af teplanten (Camellia sinensis) af familien Theaceae, og chokolade er afledt af frø af en bælg, der springer direkte fra stammen af cacao træet (Theobroma cacao) af Sterculiaceae. Alle tre er træagtige buske eller små træer, der er kommercielt plantet i troperne i den nye og gamle verden og subtroperne, og alle stammer fra vilde skovplanter. Arter af Coffea er hjemmehørende i tropisk Afrika, herunder bjergskovene i Etiopien, Camellia sinensis til Sydøstasien og kakao til tropisk Amerika. Bemærk, at den velkendte camellia dyrket for sine dejlige blomster, er tæt forbundet med te, men af en anden art af Camellia, C. japonica.

centrum for biologisk mangfoldighed af kaffe er primært centreret i højlandet i Etiopien, hvor deforestration reducerer genpuljediversitet. I dag dyrkes mest kaffe i Brasilien, Columbia, Vietnam og Indonesien, men over en million Etiopiske landmænd dyrker også kaffe. Dyrkere overalt er afhængige af kun få sorter for deres plantager, der risikerer tab af gener, der er vigtige for at give resistens over for parasitter, sygdomme og klimaændringer. Nu hvor et udkast til genom til kaffe er opnået (2014), er det mere sandsynligt at udvikle metoder til forbedring af cultivar genetisk mangfoldighed.kaffe, te og chokolade indeholder blandt mange andre kemikalier alkaloider, som er afgørende for smagen af de resulterende drikkevarer. Alkaloider er bittere, nitrogenholdige forbindelser, der findes næsten udelukkende i vaskulære planter. Der er tusindvis af alkaloider, mange(mest ?) giftig for insekter, og mange udviser også fytotoksiske og anti-svampe egenskaber. Mange af disse er også giftige for mennesker. (for mere om alkaloider se artiklen med titlen” Hold pastinak ” under planter andetsteds på dette sted).

koffein (1,3,7-trimethylksanthin) er måske den bedst kendte alkaloid i kraft af sin tilknytning til kaffe og te. I en række biokemiske trin omdanner kaffeplanter en forstadieforbindelse kaldet ksanthosin til koffein. Koffeinindholdet i kaffe bestemmes ved blanding af bønner af C. arabica, som indeholder relativt lidt koffein, med C. canephora (Robusto), som indeholder relativt mere koffein.

som en kort side, Bemærk at ksanthosin er afledt af den nært beslægtede forbindelse, ksanthin, og at ksanthin kan findes i meteoritter. Meteoritter stammer naturligvis fra det ydre rum, og mange har kollideret med jorden. I 2011 viste analysen af en meteorit, der landede i Antarktis, at det kulstofholdige materiale, der blev fundet i meteoritten, skulle have været syntetiseret i det ydre rum i stedet for blot at være et forurenende stof med oprindelse på jorden!

et andet alkaloid, der er universelt til stede i kaffe, er trigonellin, som kun forekommer ved marginalt lavere koncentrationer end koffein, men det er meget mindre stabilt og nedbrydes ved ristningstemperaturer. Et af dets nedbrydningsprodukter er imidlertid en gruppe forbindelser kaldet pyridiner, som er vigtige bidragydere til den karakteristiske smag og aroma af brygget kaffe. (coffeechemistry.com). en anden vigtig kategori af forbindelser i kaffe er olier, hvoraf der er hundreder (f. eks. triglycerider), og som også er de vigtigste bidragydere til kaffens smag og aroma.

te henter sin smag fra koffein, polyfenoler og æteriske olier, hvis proportioner varierer med bladalder og metode til behandling af plukkede blade. Koffeinindholdet i teblade kan være op til tre gange det for C. arabica-bønner.

et af de mellemliggende trin involveret i omdannelsen af ksanthosin til koffein producerer theobromin, den vigtigste alkaloid i chokolade. Theobromin er igen forløberen for koffein. Lignende biokemiske trin giver koffein i både kakaotræet og i te, men forskellige fortilfælde er involveret. Der skal være noget gavnligt (adaptivt) til opbevaring af koffein i væv, ellers ville det ikke være valgt til I ikke-relaterede planter. En hypotese er baseret på den observation, at koffein i senescingkaffeblade hæmmer spiring af frø af andre arter. Således får koffeinholdige planter en fordel i konkurrencen om næringsstoffer, lys og vand. En anden tilpasning vedrører bestøvning. Koffein i kaffeplanten er ikke begrænset til frø, men findes i hele planten, selv i nektar, der udskilles af kaffeplantens blomster. Det viser sig, at bier ligner mennesker, idet de “reagerer positivt” på koffein i nektar, søger det og vælger blomster med koffein frem for blomster, der mangler det. For andre dyrearter er koffein imidlertid et toksin, der er i stand til at forårsage sterilisering. Den intense bitterhed af koffein og dens høje koncentration er sandsynligvis tilstrækkelig til at afskrække insekter, der søger at forbruge det kødfulde væv, der omslutter kaffefrøet i frugten.

chokolade fremstilles af gærede kakaofrø af Theobroma cacao, som er ristet og formalet og ofte aromatiseret med vanilje, sukker og undertiden fedt. Udover T. cacao omfatter slægten Theobroma 30 til 50 tropiske Amerikanske træarter, der ikke producerer chokolade. Selvom Theobroma cacao er hjemmehørende i Sydamerika, kommer næsten halvdelen af verdens kommercielle kakaoforsyning fra et lille område i Vestafrika, inden for 300 km fra kysten i Ghana og Elfenbenskysten. I disse områder, baseret på nogle klimamodeller, kunne der forekomme en gennemsnitlig temperaturstigning på 2, 3 C inden 2050. Denne opvarmning vil påvirke vækst-og respirationshastighederne for Theobroma-træer negativt, og virkningerne kunne først vises allerede i år 2030 (Inter. Center for Trop Agric). Imidlertid kan andre områder, der i øjeblikket er uegnede til kommerciel chokoladeproduktion, som reaktion på den forventede opvarmning blive egnede til chokoladeproducenter. Nettoeffekten af disse skift i kakaodyrkningsområder i de kommende årtier er uklar.

theobromin og koffein er nært beslægtede og forekommer samtidig i mange plantearter udover kakao, herunder i relativt lave koncentrationer medlemmer af citrusfamilien (Rutaceae). Theobromin er mindre vanedannende, men er en stærkere hjerte stimulerende og vasodilator end koffein. Theobrominindholdet i chokolade er lavt nok til, at toksiske virkninger normalt ikke er et problem for mennesker, men det er meget giftigt for hunde og katte. Kakaobønner indeholder koffein i koncentrationer, der varierer fra 0,1 til 0,7%, mens fedt (kakaosmør) omfatter over vægten af frøet. Der er 30-40 frø (“bønner”) i en bælg. Bælgene er hårde og fibrøse og giver en vis beskyttelse mod dyrelivet, men bælg kan åbnes af gnavere og aber, der tiltrækkes af den søde papirmasse, der omgiver frøene. At komme forbi bælgen kræver stadig, at marauder modstår de snerpende tanniner, der er rigelige i bælgene og selvfølgelig de bitre alkaloider.

koffein er også en ingrediens i skovtræer i tropisk Vestafrika, der tilhører slægten Cola af Sterculiaceae og kendt som kola nøddetræer. Møtrikken er kilden til koffein bruges af mennesker som en stimulans og sodavand og som en behandling for astma. Kola nødder indeholder omkring 2-3, 5% koffein og 1,0-2,5% theobromin og tygges stadig i dag af mange mennesker i Vestafrika, formodentlig for at nyde koffeinstimuleringen. Colagenus består af omkring 125 træarter, hvoraf to tjener som kilde til kola-møtrikken-C. acuminata og C. nitida.

Cola acuminata løv, bælg og frø.

endnu en koffeinholdig plante er mate’ (yerba mate), som forbruges bredt i Latinamerika, især i Uruguay og Argentina og i mindre grad i Spanien og Portugal. Mate indeholder mindre end 1 vægtprocent koffein. For at forberede er blade af ileks paraguariensis (Ileks er slægten, som hollies i Nordamerika og Europa tilhører; se nedenfor) formalet til et pulver og gennemsyret af varmt vand. Interessant, til fælles med te og mange andre planter, mate indeholder polyfenol antioksidanter ( f.eks chlorogenic syre), der er anerkendt som havende anti-cancer egenskaber. Imidlertid kan drikkekammerat ved meget høje temperaturer øge risikoen for spiserørskræft, ligesom imbibing af meget varm te. Ellers er mate ikke i øjeblikket klassificeret som kræftfremkaldende og menes at give nogle kardiovaskulære fordele til forbrugerne.

pakke med yerba mate teblade som tilgængelig i USA

Guarana’ (Paullinia cupana) af Sapindaceae er en robust tropisk liana, der giver en urtete fremstillet af dens frø, der er blevet formalet til en plante, der er blevet malet til en plante, der har en pulver. Guarana ‘ frø er høje (3,6-5,8% eller 2-4% afhængigt af kilden) i koffein sammenlignet med kaffe (ca.2%). Planten, der er hjemmehørende i Amasonbassinet, indeholder også mindre mængder theobromin (200-400 ppm). Ligesom de andre koffeinholdige planter er dets frugter og frø kendt for at afvise planteædere.

løv og reproduktive strukturer af Paullinia cupana.Guarana ‘ te er vigtig i ritualer for indfødte folk i Sydamerika og blev allerede transporteret af opdagelsesrejsende fra det 16.århundrede til Europa, hvor den snart blev konsumeret som en drik. I øjeblikket er guarana’ fremmes som et kosttilskud, der formentlig øger fysisk aktivitet. Andre arter i slægten er også af interesse. P. yoco , hvis bark og stamme indeholder koffein, bruges af indfødte folk i Columbia og Ecuador i plantelægemidler og til at forberede en drik. To nært beslægtede arter er meget giftige-P. cururu i Mellemamerika og Antillerne og Sydamerika, der producerer en meget giftig saft, der bruges som en pilegift af sydamerikanske indfødte folk, og P. pinnata i Sydamerika og Afrika, hvis stængler bruges til at forgifte fisk i puljer, og hvis rødder og blade bruges i traditionelle lægemidler.

Huito eller Jagua, (Genipa americana af Rubiaceae), et udbredt lille træ i Caribien og Latinamerika, indeholder “meget store mængder koffein i dets frø (botanical-online.com)” men det er hovedsageligt frugten, der indtages. Frugten af denne art bruges i drikkevarer og i forskellige dessertretter, i huddekoration og til visse lidelser. Noget niveau af koffein er sandsynligvis til stede i frugten, men dette er ubekræftet.plantefamilien Akvifoliaceae omfatter omkring 400 arter, næsten alle i slægten ileks(kristtorn). Udover yerba mate (ovenfor) har andre arter i slægten tjent som teerstatninger. Måske var den mest udbredte i Nordamerika ileks vomitoria, yaupon eller cassina, en indfødt busk i det sydlige USA, især almindelig på sandjord. Bladene af cassina har ifølge Fernald et al. (1958), en “mærkbar mængde koffein, hvilket gør…..dem mildt stimulerende”. Korrekt forberedelse indebærer ovntørring af blade efterfulgt af fræsning og steeping. Blade af I. cassine, en anden holly i det sydøstlige USA, indeholder også koffein og gør angiveligt en god te. Andre medlemmer af slægten, hvoraf nogle mangler koffein, er også mulige kilder til en velsmagende te.

Fernald, M. L., A. C. Kinsey& R. C. Rollins 1958. Spiselige vilde planter i det østlige Nordamerika. Harper & Bros. Ny York.

Samir, D. 2014. Et vågneopkald med kaffe. Videnskab 345: 1124-1125.

flere oplysninger: Drikkevareplanter, stimulerende II