iată doar câteva plante consumate de omenire ca o „băutură stimulatoare”. În acest post, accentul se pune pe plantele care conțin cofeină și teobromină. Cofeina este un alcaloid găsit în peste 60 de specii de plante vasculare și, după cum știm, este un ingredient important al cafelei, ceaiului și altor băuturi.

băutura de cafea este derivată din semințele prăjite sau coapte a două specii ale plantei de cafea (Coffea arabica și C. canephora) din familia Rubiaceae. Ceaiul este derivat din frunzele plantei de ceai (Camellia sinensis) din familia Theaceae, iar ciocolata este derivată din semințele unei păstăi care izvorăște direct din trunchiul arborelui de cacao (Theobroma cacao) din Sterculiaceae. Toți trei sunt arbuști lemnoși sau copaci mici plantați comercial în Lumea Nouă și veche tropice și sub-tropice și toate sunt descendente din plante forestiere sălbatice. Speciile de Coffea sunt native din Africa tropicală, inclusiv pădurile montane din Etiopia, Camellia sinensis în Asia de Sud-Est și cacao în America tropicală. Rețineți că Camelia familiară cultivată pentru florile sale minunate, este strâns legată de ceai, dar de o specie diferită de camelie, C. japonica.

Centrul diversității biologice a cafelei este centrat în principal în zonele muntoase din Etiopia, unde deforestrarea reduce diversitatea genei. Astăzi, cea mai mare parte a cafelei este cultivată în Brazilia, Columbia, Vietnam și Indonezia, dar peste un milion de fermieri Etiopieni cultivă și cafea. Cultivatorii de pretutindeni se bazează pe doar câteva soiuri pentru plantațiile lor, riscând pierderea genelor importante în conferirea rezistenței la paraziți, boli și schimbări climatice. Acum că a fost realizat un proiect de genom pentru cafea (Zamir 2014), dezvoltarea metodelor de îmbunătățire a diversității genetice a soiurilor este mai probabil să fie realizată.

cafeaua, ceaiul și ciocolata conțin, printre multe alte substanțe chimice, alcaloizi, care sunt esențiali pentru aroma băuturilor rezultate. Alcaloizii sunt compuși amari, care conțin azot, găsiți aproape în întregime în plantele vasculare. Există mii de alcaloizi ,mulți (majoritatea?) toxic pentru insecte, și multe, de asemenea, prezintă proprietăți fitotoxice și anti-fungice. Multe dintre acestea sunt, de asemenea, toxice pentru oameni. (pentru mai multe despre alcaloizi, consultați articolul intitulat” țineți păstârnacul ” sub plante în altă parte pe acest site).

cofeina (1,3,7-trimetilxantina) este probabil cel mai cunoscut alcaloid datorită asocierii sale cu cafeaua și ceaiul. Într-o secvență de etape biochimice, enzimele din plantele de cafea transformă un compus precursor numit xantozină în cofeină. Conținutul de cafeină al cafelei este determinat de amestecarea boabelor de C. arabica, care conțin relativ puțină cofeină, cu cea a C. canephora (Robusto), care conține relativ mai multă cofeină.

ca o scurtă deoparte, rețineți că xantozina este derivată din compusul strâns legat, xantina, și că xantina poate fi găsită în meteoriți. Meteoriții, desigur, își au originea în spațiul cosmic și mulți s-au ciocnit cu Pământul. În 2011, analiza unui meteorit care a aterizat în Antarctica a demonstrat că materialul carbonic, cum ar fi xantina, care a fost găsit în meteorit, trebuia să fi fost sintetizat în spațiul cosmic, mai degrabă decât să fie doar un contaminant originar de pe Pământ!

un al doilea alcaloid prezent universal în cafea este trigonelina care apare la concentrații doar marginal mai mici decât cofeina, dar este mult mai puțin stabilă și se degradează la temperaturi de prăjire. Cu toate acestea, unul dintre produsele sale de descompunere este un grup de compuși numiți piridine, care contribuie major la aroma și aroma distinctivă a cafelei preparate. (coffeechemistry.com). o altă categorie majoră de compuși din cafea sunt uleiurile din care există sute (de ex. lipide și trigliceride) și care contribuie, de asemenea, la aroma și aroma cafelei.

ceaiul își derivă aroma din cofeină, polifenoli și uleiuri esențiale, ale căror proporții variază în funcție de vârsta frunzelor și de metoda de prelucrare a frunzelor culese. Conținutul de cafeină din frunzele de ceai poate fi de până la trei ori mai mare decât cel al fasolei C. arabica.

una dintre etapele intermediare implicate în conversia xantozinei în cofeină produce teobromina, principalul alcaloid din ciocolată. Teobromina, la rândul său, este precursorul cofeinei. Etapele biochimice similare produc cafeină atât în arborele de cacao, cât și în ceai, dar sunt implicate diferite gene și enzime antecedente. Trebuie să existe ceva benefic (adaptativ) pentru stocarea cofeinei în țesuturi sau nu ar fi fost selectat pentru plante fără legătură. O ipoteză se bazează pe observația că cofeina din frunzele senescingCoffea inhibă germinarea semințelor altor specii. Astfel, plantele care conțin cafeină obțin un avantaj în competiția pentru nutrienți, lumină și apă. O altă adaptare se referă la polenizare. Cofeina din planta de cafea nu se limitează la semințe, ci se găsește în întreaga plantă, chiar și în nectarul secretat de florile plantei de cafea. Se pare că albinele seamănă cu oamenii prin faptul că” răspund pozitiv ” la cofeina din nectar, căutând-o și alegând flori cu cofeină peste flori lipsite de ea. Cu toate acestea, pentru alte specii de animale, cofeina este o toxină capabilă să provoace sterilizarea. Amărăciunea intensă a cofeinei și concentrația sa ridicată sunt probabil suficiente pentru a descuraja insectele care doresc să consume țesutul cărnos care înconjoară semințele de cafea din fruct.

ciocolata este preparată din semințe de cacao fermentate de cacao Theobroma, care sunt prăjite și măcinate și adesea aromate cu vanilie, zahăr și uneori grăsimi. Pe lângă T. cacao, genul Theobroma include 30 până la 50 de specii de arbori tropicali americani care nu produc ciocolată. Deși Theobroma cacao este originar din America de Sud, aproape jumătate din aprovizionarea comercială cu cacao din lume provine dintr-o zonă mică din Africa de Vest, la mai puțin de 300 km de coasta din Ghana și Coasta de Fildeș. În aceste zone, pe baza unor modele climatice, o creștere medie a temperaturii de 2,3 C ar putea avea loc până în 2050. Această încălzire ar afecta negativ ratele de creștere și respirație ale copacilor Teobromi, iar efectele ar putea apărea pentru prima dată încă din anul 2030 (Inter. Centrul pentru trop Agricol). Cu toate acestea, alte zone în prezent improprii producției comerciale de ciocolată ar putea, ca răspuns la încălzirea proiectată, să devină potrivite pentru producătorii de ciocolată. Efectul net al acestor schimbări în zonele de creștere a cacao în deceniile următoare este neclar.

teobromina și cofeina sunt strâns legate și co-apar în multe specii de plante în afară de cacao, inclusiv, la concentrații relativ scăzute, membri ai familiei de citrice (Rutaceae). Teobromina este mai puțin dependentă, dar este un stimulent cardiac mai puternic și vasodilatator decât cofeina. Conținutul de teobromină din ciocolată este suficient de scăzut încât, în mod obișnuit, efectele toxice nu sunt o preocupare pentru oameni, dar sunt foarte toxice pentru câini și pisici. Boabele de Cacao contin cafeina la concentratii variind de la 0,1 la 0,7%, in timp ce grasimile (untul de cacao) cuprind peste un sfert din greutatea semintei. Există 30-40 de semințe („fasole”) într-o păstăi. Păstăile sunt dure și fibroase, oferind o anumită protecție împotriva faunei sălbatice, dar păstăile pot fi deschise de rozătoare și maimuțe care sunt atrase de pulpa dulce care înconjoară semințele. Trecerea de păstăi necesită în continuare ca marauderul să reziste taninurilor astringente abundente în păstăi și, desigur, alcaloizilor amari.

cofeina este, de asemenea, un ingredient în copacii de pădure din Africa de Vest tropicală aparținând genului Cola din Sterculiaceae și cunoscut sub numele de nuci de kola. Nuca este sursa cofeinei folosite de oameni ca stimulent și băutură răcoritoare și ca tratament pentru astm. Nucile Kola conțin aproximativ 2-3, 5% cofeină și 1,0-2,5% teobromină și sunt încă mestecate astăzi de mulți oameni din Africa de Vest, probabil pentru a se bucura de stimularea cofeinei. Colagenul este format din aproximativ 125 de specii de arbori, dintre care două servesc drept sursă a nucii de kola-C. acuminata și C. nitida.

Cola acuminata frunze, păstăi și semințe.o altă plantă care conține cafeină este mate ‘ (yerba mate), care este consumată pe scară largă în America Latină, în special în Uruguay și Argentina și, într-o măsură mai mică, în Spania și Portugalia. Mate conține mai puțin de 1% din greutate cafeină. Pentru a pregăti, frunzele de Ilex paraguariensis (Ilex este genul căruia îi aparțin hollies din America de Nord și Europa; vezi mai jos) sunt măcinate într-o pulbere și cufundate în apă fierbinte. Interesant este că, în comun cu ceaiul și multe alte plante, mate conține antioxidanți polifenoli ( de exemplu, acid clorogenic) care sunt recunoscuți ca având proprietăți anti-cancer. Cu toate acestea, consumul de mate la temperaturi foarte ridicate poate crește riscul de cancer esofagian, la fel ca și consumul de ceai foarte fierbinte. În caz contrar, mate nu este clasificat în prezent ca fiind cancerigen și se crede că conferă consumatorilor unele beneficii cardiovasculare.

pachetul de frunze de ceai yerba mate Disponibil în S. U. A.

Guarana’ (Paullinia cupana) din Sapindaceae este o liana tropicală robustă care produce un ceai din plante obținut din semințele sale care au fost măcinate pulbere. Semințele de Guarana sunt bogate (3,6-5,8% sau 2-4% în funcție de sursă) în cofeină comparativ cu cafeaua (aproximativ 2%). Planta, originară din bazinul Amazonului, conține, de asemenea, cantități mai mici de teobromină (200-400ppm). Ca și celelalte plante care conțin cofeină, fructele și semințele sale sunt cunoscute pentru a respinge erbivorele.

frunzișul și structurile reproductive ale Paullinia cupana.ceaiul de Guarana este important în ritualurile popoarelor indigene din America de Sud și a fost deja transportat de exploratorii secolului 16 în Europa, unde a fost consumat în curând ca băutură. În prezent, guarana’ este promovat ca un supliment alimentar care probabil stimulează activitatea fizică. Alte specii din gen sunt, de asemenea, de interes. P. yoco, a cărui scoarță și tulpină conține cofeină, este folosită de popoarele native din Columbia și Ecuador în medicamente pe bază de plante și pentru a pregăti o băutură. Două specii strâns legate sunt foarte toxice-P. cururu din America Centrală și Antilele și America de Sud care produce o sevă foarte toxică care este folosită ca otravă săgeată de către popoarele native din America de Sud și P. pinnata din America de Sud și Africa, ale cărei tulpini sunt folosite pentru otrăvirea peștilor în bazine și ale căror rădăcini și frunze sunt utilizate în medicamentele tradiționale.

Huito sau Jagua, (Genipa americana din Rubiaceae), un copac mic răspândit din Caraibe și America Latină, conține „cantități foarte mari de cofeină în semințele sale (botanical-online.com)” dar este în principal fructul care este consumat. Fructul acestei specii este folosit în băuturi și în diferite feluri de mâncare pentru desert, în decorarea pielii și pentru anumite afecțiuni. Un anumit nivel de cofeină este probabil prezent în fruct, dar acest lucru nu este verificat.familia de plante Aquifoliaceae include aproximativ 400 de specii, aproape toate din genul Ilex (holly). Pe lângă Yerba mate (mai sus), alte specii din gen au servit ca înlocuitori de ceai. Poate că cel mai utilizat în America de nord a fost ilex vomitoria, yaupon sau cassina, un arbust nativ din sudul Statelor Unite, în special comun pe solurile nisipoase. Frunzele cassinei au, potrivit lui Fernald și colab. (1958), o ” cantitate apreciabilă de cofeină, redând astfel…..le stimulează ușor”. Pregătirea corectă implică uscarea în cuptor a frunzelor urmată de măcinare și înmuiere. Frunzele de I. cassine, un alt holly din sud-estul Statelor Unite, conțin, de asemenea, cofeină și se pare că face un ceai bun. Alți membri ai genului, dintre care unii nu au cofeină, sunt, de asemenea, posibile surse de ceai gustos.

Fernald, M. L., A. C. Kinsey & R. C. Rollins 1958. Plante sălbatice comestibile din estul Americii de Nord. Harper& Bros.New York.

Zamir, D. 2014. Un apel de trezire cu cafea. Știință 345: 1124-1125.

Mai multe informații: Plante de băuturi, stimularea II