커피 컬럼 정보
카페인에 대한 이해 ― 제임스 호프만
2020-12-30
카페인에 대한 이해 ― 제임스 호프만
왜 식물들은 카페인을 왜 만들어낼까? 카페인은 우리의 몸에 어떤 영향을 미치며, 우리에게 긍정적일까? 영국의 유명 커피 유튜버이자 유명 바리스타는 제임스 호프만은 화학적 관점에서 카페인을 어떻게 묘사할 수 있는지에 대해 이 영상에서 다룬다.
이 영상에서는 화학적인 관점에서 카페인이 메틸잔틴과 알칼로이드 물질로 어떻게 묘사되는지를 설명한다. 메틸잔틴(methylxanthine)은 카페인을 구성하는 분자의 모양과 구성을 언급하는 명칭이다. 반면 알칼로이드는 일반적으로 질소를 함유하는 더 넓은 범위의 그룹을 가리키는 말이다.(아래 일러스트 참조)
알칼로이드 화합물이 가지고 있는 많은 기능과 영향이 있지만 대개 알칼로이드 화합물은 쓴 맛을 보여준다. 카페인은 자연에서 60종 이상의 다양한 식물들에서 발견된다. 하지만 그것보다 더 놀라운 것은 이 식물들이 서로 다른 생화학 메커니즘을 통해 카페인을 생산하는데, 이런 현상을 생물 분야에서 수렴 진화(convergent evolution)라고 부른다. 수렴 진화란 서로 다른 종의 생물이지만 각기 살아온 서식처의 환경 조건에 적응해 온 결과 유사한 특징을 보이는 현상을 가리킨다.
많은 사람들이 카페인을 커피와 관련시켜 이야기하지만 사실 카페인 물질은 차, 콜라, 초콜릿, 산미를 보이는 식물의 꽃 등에서도 볼 수 있다. 식물들이 카페인을 만드는 주요한 이유는 자신에게 접근하는 벌레들이 오지 않도록 막기 위해서이다. 예를 들어 식물들을 먹거나 공격하기 위해 접근하는 곤충들을 막아준다. 따라서 카페인은 맛이 쓴 것 뿐 아니라 몇몇 초식 곤충들에게 영향을 미치는 독성도 가지고 있다.
제임스는 이어서 인류가 커피를 소비하기 시작한 이후의 역사에 대해 서술한다.(이 부분은 상당히 지루하다.) 이후 카페인이 인체에 미치는 영향에 대해 설명하는데, 커피를 섭취한 이후 30-60분 후에 몸이 높은 집중력을 보이며, 이에 대한 생물학적인 해설을 덧붙인다.
위 일러스트에서 보이는 것처럼 아데노신 수용체에 카페인이 대신 결합될 수 있다. 아데노신은 우리 몸의 수면을 관장하는 물질 가운데 하나로 졸음을 쫓아낼 수 있다.
카페인이 우리 몸에 세가지 다른 메커니즘을 통해 영향을 미치는데, 첫 번째는 카페인의 분자 구조 때문이다. 카페인은 아데노신이라 불리는 화학 물질과 비슷한 분자 구조를 가지고 있어서 카페인을 섭취할 때, 아데노신을 받아들이는 수용체에서 카페인을 대신 받아들여 몸에 영향을 미치기 때문이라고 한다. 아데노신은 많은 독자들이 이미 알고 있는 것처럼 수면을 관장하는 물질 중 하나로 졸음을 쫓아내는데 영향을 미친다. 즉, 아데노신 대신 카페인 분자가 대신 수용체와 결합하여 졸음을 쫓아내는 것이다.
두 번째 메커니즘은 카페인이 신체 근육 내부에 칼슘 발생을 촉진시키기 때문이다. 이는 근육이 힘을 발현시키는데 도움을 준다. 하지만 이와 같은 효과를 얻기에 우리가 마시는 커피에 포함된 카페인의 양은 미미하다.
카페인은 또한 Phosphodiesterases라 불리는 물질(효소)을 억제할 수 있다. 이 물질을 억제한다는 것은 신체의 더 많은 지방을 태우는데 도움을 받을 수 있다는 의미이다. 이 역시 커피에 포함된 미량의 카페인으로 얻을 수 있는 효과라고 보긴 어렵다.
이후 카페인을 통해 도움을 받을 수 있는 여러 징후나 증상들에 대해서도 언급한다. 또한 스페셜티 커피에서 소비하는 아라비카 커피가 로부스타보다 절반 가량 적은 카페인을 함유하고 있다는 점 그리고 그 양이 다른 음료들에 비해 매우 미량임을 생각(콜라만 하더라도 한 캔에 29.4mg의 카페인을 포함)할 때, 커피는 즐길만한 음료임을 구체적으로 설명한다.
카페인과 커피 - 다크 로스트와 라이트 로스트 가운데 어떤 로스트가 카페인을 더 많이 함유할까?
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카페인의 효용성과 유해성에 대한 논쟁은 언제나 흥미롭죠. 커피 산업계와 같은 카페인 옹호 집단은 커피의 유익성을 강조하기 위해 연구비를 지원하기도 하고, 카페인의 유해성을 경계하고자 하는 생화학자나 의학자들은 카페인 섭취를 제한하라고 경고하죠(아직은 후자 집단이 소수 의견이죠).
커피를 자주 마시는 커피 애호가들은 아무래도 카페인의 장단점에 대해 다른 집단들보다는 경험적으로 더 많은 정보를 획득한 사람들이어서 그런지 과하다 싶을만큼 커피를 많이 드시는 분은 아직까지 못 봤습니다. 그리고 무엇보다도 저 같은 경우에 커피 마실때 만큼은 카페인 생각 안합니다. 무조건 맛 위주로만 생각하기 때문에요ㅎㅎ. 카페인... 생각만해도 머리 아프네요ㅎㅎ