커피와 카페인(카페인의 개념, 효과 및 함유량)

안녕하세요 에듀몬입니다. 직장인들의 힐링포션이라고 불리는 커피. 커피에 들어가 있는 여러 성분 중 카페인은 아마도 가장 중요한 성분일 것입니다. 따라서 커피는 고카페인 음료로 분류되어, 사람에 따라 적정 권장량이 존재하기도 하는데요. 이번 시간에는 카페인의 개념, 효과 및 함유량에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

 

1. 카페인의 개념

 

  인간이 섭취하는 모든 식품은 여러 가지의 화학물질로 이루어져 있으며, 그 중에 영양소의 기능을 나타내는 것은 약 40 여종입니다. 이 40여종을 제외한 다른 물질들은 영양소로서의 가치가 없으며, 그 대표적인 물질이 카페인입니다.

  커피에서 쓴맛을 담당하는 중요한 물질인 카페인(caffeine)은 1820년 독일의 유기화학자인 룽게(Runge)에 의해 처음 발견된 물질입니다. 순수한 카페인은 상온에서 흰색을 띠며 냄새가 나지 않는 결정질 가루로 쓴맛이 납니다. 카페인을 섭취하면 소화기관에서 신속히 흡수되며 섭취 후 1시간 정도 지나면 혈액 내 최고 수준으로 증가하게 되는데, 30분 이상의 장시간 운동 시 혈중 유리지방산을 증가시켜 체내에서 지방 대사를 활성화 시키고, 장시간 운동에 있어서 운동 수행력을 증가시키는데 큰 효과가 있는 것으로 보고되었습니다. 최근의 커피는 기능적인 음식(functional food)으로 평가될 수 있는 과학적인 방법을 나타냄으로 건강과 웰빙(well-being)에 대해 장기적인 혜택을 보여주고 있습니다.

 

 

2. 카페인의 효과

 

  카페인은 커피, 카카오, 찻잎 등의 다양한 식물에서 추출되는 성분으로 적정량의 카페인 섭취는 인간에게 집중력 개선, 피로감 감소 같은 각성 효과와 운동기능 향상에도 도움을 주며 체중 감소, 제 2형 당뇨병의 위험성 및 파킨슨병의 유병률, 암 위험성 감소 등과도 관련성이 있다고 알려져 있습니다. 카페인은 노화 방지에도 도움을 주는데, Vitamin C, Vitamin E, 베타 카로틴(beta carotene), 셀레늄(selenium)과 같은 기능을 하여 노화의 주원인인 활성산소(oxygen free radical)로부터 보호하는 강력한 항산화 물질(antioxidant)인 역할을 합니다. 그리고 카페인은 식물의 생육에 방해하는 해충들을 물리치는 작용도 하는데 이는 커피 체리가 번식을 위해 일정한 개수를 유지할 수 있었던 것도 카페인 덕분입니다.

  그러나 과량으로 섭취하게 되면 두통, 불안, 오한과 안절부절못함이 나타날 수 있고 고혈압과 심혈관질환의 위험성을 증가시킬 수 있습니다. 그리고 신경과민과 수면장애 등을 비롯하여 골다공증, 뇌졸중, 암과 같은 고위험성 질병의 유발 가능성을 높이는 것으로 보고되고 있습니다. 성인뿐만 아니라 청소년을 대상으로 한 연구에서도 카페인의 과잉섭취가 청소년들에게 불안감, 수면장애, 어지러움, 신경과민, 성장발육 장애, 심장병 유발과 같은 부작용이 보고되고 있습니다. 꾸준한 카페인의 섭취는 신체적인 의존성을 유발하여 카페인을 줄이거나 중단했을 때 두통을 비롯한 우울감의 증가나 주의력 결핍 등의 증상이 나타난다고 합니다.

  우리나라 카페인 하루 최대 섭취 권고량은 성인 400 mg 이하이며, 임산부는 300 mg 이하, 어린이와 청소년은 각자의 체중 kg당 2.5 mg 이하입니다. 그리고 성별 1인당 하루 평균 카페인 섭취량은 남성은 77.2 mg이고 여성은 58.2 mg입니다. 생두와 원두의 카페인 함량비는 비슷한데 무게비로 아라비카에서는 중앙값이 1.1%이고 로부스타는 2.2%입니다. 로스팅 공정을 하면 승화현상으로 카페인 함량비가 줄어들거라 생각되지만, 커피 생두의 전체 무게가 같이 줄어들기 때문에 농도는 비슷합니다. 커피에서 카페인의 함량은 커피와 물의 비율, 그리고 추출 수율에 따라 달라지는데 일반적으로 드립커피 150ml 한 잔당 80∼120mg이고 에스프레소는 50∼100mg입니다.

 

 

 

 

3. 일상 생활 속 카페인

 

  소비자들이 일상생활에서 찾아볼 수 있는 카페인이 함유된 식품은 60여 종으로 커피, 차, 코코아, 콜라, 초콜릿 등이 대표적이며, 이외에도 두통약, 감기약, 이뇨제 및 식욕억제제 등 비처방의약품에도 함유되어 있습니다.

 

< 식품 속 카페인 함량 >

식품유형			검출건수/ 총건수	검출 범위 (mg/L 또는 mg/kg)	평균 함량 (mg/L 또는 mg/kg)
대분류	중분류	소분류
과자류, 빵류 또는 떡류 (n=128)	과자		79/80	2.55∼528.5	75.2
	캔디류		34/34	4.16∼1,170.4	420.7
	빵류		14/14	2.55∼133.1	35.7
빙과류 (n=64)	아이스크림류		64/64	1.67∼406.0	82.4
코코아가공품류 또는 초콜릿류 (n=165)	코코아가공품류		24/24	33.7∼1,006.4	360.9
	초콜릿류		140/141	ND∼854.0	173.9
당류 (n=12)	당류가공품		10/12	ND∼981.1	137.8
음료류 (n=446)	다류 (n=84)	침출차	49/50	23.6∼335.9	143.6
		액상차	18/18	28.7∼224.5	105.8
		고형차	16/16	11.1∼394.4	115.0
	커피 (n=323)	볶은커피	13/13	171.8∼797.9	522.8
		인스턴트커피	27/27	19.3∼524.2	293.5
		조제커피 (커피믹스)	10/10	308.2∼1,386.5	571.9
		액상커피 (전문점 커피)	273/273 (196/196)	5.9∼801.9 (5.9~642.2)	352.9 (329.8)
	탄산음료		27/27	35.9∼455.7	187.5
	기타음료(혼합음료)		11/12	ND∼994.7	128.4
유가공품 (n=21)	우유류(축산물)		21/21	6.1∼261.3	48.5
기타식품류 (n=14)	기타가공품		14/14	4.6∼1,302.5	180.0
농산가공식품류 (n=33)	땅콩 또는 견과류가공품류		9/9	12.2∼414.7	116.8
	시리얼류		8/8	17.2∼67.6	49.6
	기타 농산가공품류		15/16	ND∼158.5	74.3

※ 출처: 식품의약안전처(2020)

 

 

※ 참고문헌: 에티오피아 커피의 디카페인 공정과 로스팅 정도에 따른 관능적 품질 특성(정현우, 2021)