Растения. Кофейные деревья: аравийское – Coffea Arabica L., либерийское – Coffea liberica W.Bull ex Hierp., конголезское (мощное) – Coffea conephora Pierre ex Frunner и некоторые другие виды Coffea и их разновидности, семейство мареновые – Rubiaceae.
Вечнозеленые кустарники или небольшие деревья высотой до 8 – 10 м.; ствол с зеленовато- серой корой. Ветви длинные, гибкие, раскидистые или поникающие. Листья цельные, цельнокрайние, слегка волнистые, супротивные, длиной 5-20 см. и шириной 1,5-5 см., на коротких черешках. Цветки белые, душистые, по 3-7 в пазухах листьев, правильные, пятичленные, спайнолепестные. Цветет и плодоносит круглый год. Плод – ягода, почти шаровидная или овальная, темно-красная, двусеменная, диаметром 1-1,5 см.
В диком состоянии кофе аравийское обитает в Эфиопии, в речных долинах, на высоте 1600 – 2000 м. над уровнем моря. Возделывается во многих тропических странах. Вид Coffea Arabica составляет 90% насаждений кофе. Реже культивируется Coffea liberica. Растения не выносят жару тропиков ниже высоты 1200-1500 м. над уровнем моря, поэтому в нижних зонах его заменяет теплоустойчивый Coffea conephora.
Осадков в зоне возделывания должно быть не менее 1300мм. в год; при не достатке осадков применяют искусственное орошение.
Хотя родина кофейного дерева – Африка, но найболее обширные плантации имеются на Кубе, в Южной Америке, особенно в Бразилии. Меньшие площади заняты под кофе в Юго- Восточной Азии и Африке. Кофе занимает в мировом масштабе большие площади, чем чай.
Химический состав. Семена кофе содержат кофеин, количество которого колеблется в зависимости от сорта от 0,65 до 2,7%. В большей своей части кофеин связан с хлорогеновой кислотой, представляющей собой эфир кофейной и хинной кислот. Кроме кофеина, в семенах имеются дубильные вещества (около 10%), сахара (около 8%), пентозы (6 – 7%), жирное масло и другие вещества.
Лекарственное сырье. Собранный урожай зрелых ягод подвергается сухой или мокрой обработке. При сухой обработке ягоды высушивают на солнце, и затем околоплодник удаляют машинами. При мокром способе свежие ягоды пропускают через специальные машины, и водой мякоть смывается.
Семена светло-серые, твердые, овальной формы, плосковыпуклые, на плоской стороне глубокая бороздка, покрыты тонкой «серебристой» или «пергаментной» оболочкой, которая при обработке стирается и остатки ее задерживаются только в бороздке. Эта оболочка, вынутая из бороздки, состоит из очень тонкой паренхимы, в которой залегают многочисленные каменистые клетки длинно-вытянутой формы, искривленные, с косыми порами, одревесневшие. Эндосперм состоит из паренхимных клеток с толстыми четковидными стенками и крупными порами. В клетках имеются алейроновые зерна и немного жирного масла; крахмал отсутствует. При проверке порошка кофе на идентичность и примесей руководствуются проверкой наличия характерных клеток эндосперма и каменистых клеток и отсутствие посторонних элементов.
Производство кофе. Растворимый кофе готовится из малоценных сортов и мелких, некондиционных зерен и содержит больше кофеина.
Растворимый кофе выпускают в 3 видах – в зависимости от технологии производства: порошковый (спрей), гранулированный (агломерат), сублимированный («фриз-драйд»).
Порошковый кофе: Самый дешевый способ производства растворимого кофе – это производство порошка. Сырой кофе проходит очистку, после чего его обжаривают. Затем зерна дробят до частиц размером 1,5-2 мм.
Следующая технологическая операция – извлечение растворимых веществ горячей водой под давлением. Для этого мелко размолотый кофе обрабатывают 3-4 часа горячей водой под давлением 15 атмосфер. После охлаждения полученный экстракт фильтруют, удаляют нерастворимые и смолистые вещества и сушат горячим воздухом. Затем полученную порошкообразную массу охлаждают.
Агломерированный растворимый кофе – кофе в гранулах. Агломерация (от латинского agglomero – «присоединяю, накопляю») – этот термин из области металлургии означает способ окусковывания мелких металлов спеканием для улучшения их металлургических свойств.
Гранулированный кофе – это уже не порошок, который налипает на ложку, а кофе, сбитый в мелкие комочки паром. Производственный цикл почти не отличается от производства порошка. Разница только в последнем этапе, когда порошок сбивают в гранулы паром. Следует заметить, что интенсивное давление изменяет молекулярную структуру зерна и оказывает вредное влияние на аромат и вкус кофе.
Сублимированный растворимый кофе «фриз-драйд». Сублимация (от латинского sublimatio – «возвышение, вознесение») – обезвоживание, высушивание замороженных продуктов под вакуумом при низком давлении. Сублимационная сушка сохраняет основные биологические качества материала, т.к. при этом кислород воздуха не окисляется и не изменяется объем продукта. Сублимация позволяет получать продукты высокого качества, приближающиеся по органолептическим показателям к свежим.
Это самый новый метод производства растворимого кофе. Он самый дорогой, но позволяет максимально сохранять все исходные свойства натурального кофе. Суть его производства заключается в том, что кофейный отвар замораживают при очень низких температурах. В результате образуются ледяные кристаллы. Эти кристаллы обезвоживают под вакуумом – именно благодаря этому в кофе сохраняются натуральные полезные вещества. Такой кофе обладает более тонким вкусом и ароматом. Обезвоженную массу разбивают – в результате получают кристаллы неровной формы, которые мы и видим в кофейных баночках.
Технология «фриз-драйд» произвела революцию в производстве и повышении потребления растворимого кофе. Она открыла новое качество продукта для потребителя и изменила рынок кофе в целом.
Отличительной особенностью этого процесса изготовления растворимого кофе является сохранение в сублимированном – высушенном – продукте большинства его исходных характеристик. Прежде всего, сохраняется его естественный аромат, а также вкусовые отличия и цвет. Эта технология позволяет в максимальной степени сохранить и передать вкусовые особенности натурального кофе.
Сушка замораживанием – процесс «фриз-драйд» представляет собой удаление замороженной влаги из глубоко замороженного продукта. Это происходит в условиях высокого вакуума и при температуре значительно ниже точки замерзания. Процесс производства кофе под названием «сушка замораживанием», или «фриз-драйд», состоит из следующих этапов. Сначала концентрированный экстракт кофе охлаждают и вспенивают в соответствии с требованиями по плотности и цвету конечного продукта. Затем охлажденный и вспененный экстракт замораживают – он превращается в твердый целиковый лед – на специальной транспортерной ленте. Замораживание обеспечивается прогоном воздуха низких температур. За этим следует грануляция – лед проходит процесс гранулирования (дробления). Размер гранул регулируют в зависимости от требований к конечному продукту. Гранулы помещают на специальные подносы.
Следующий этап – «фриз-драйинг» – холодная сушка. Подносы с гранулами замороженного экстракта подают в емкость, где обеспечивают вакуум. Емкость представляет собой горизонтально расположенный цилиндр со встроенными испарительными конденсаторами. Внутри цилиндра размещают транспортер для подносов и систему нагревательных элементов. Система нагревательных элементов может быть радиационного типа – (тепло передается продукту путем излучения). Второй тип – контактный. В системе контактного типа тепло от нагревательных элементов передается при непосредственном контакте с продуктом.
На последнем этапе готовый продукт – растворимый кофе – выводят из вакуумной камеры путем опорожнения подносов. «Фриз-драйд» кофе через воронку поступает в специальный бункер для кратковременного хранения. После этого кофе готов к расфасовке в банки.
Натуральный кофе. Существует мнение, что основная ценность кофе определяется количеством кофеина: чем больше кофеина, тем лучше. Это не верно. Лучшие сорта кофе – йеменский («мокко»), бразильский («сантос»), колумбийский («мамс») – содержат в обжаренных зернах не более 1,5% кофеина, а более низкие сорта – «робуста», коста – риканский – до 2,5% кофеина.
С медицинской точки зрения, наилучший способ приготовления кофе – заливать свежемолотый кофе кипятком и нагревать один раз до вскипания. Аромат в таком случае сохраняется, но полностью кофеин в напиток не переходит. Обычная норма заварки 10 – 15 грамм порошка кофе на 100 – 120 мл воды. В порции (60мл) такого кофе будет содержаться от 30 до 50 мг кофеина. Это как раз терапевтическая норма. Такой кофе можно не задумываясь употреблять несколько раз в день.
Растворимый кофе. При изготовлении растворимого кофе многие ароматические вещества улетучиваются, а концентрация кофеина возрастает; вот почему лучше употреблять свежемолотый кофе из зерен.
Дозировка растворимого кофе иная. Норма закладки порошка на одну чашку составляет 2 грамма. По результатам анализов в чашке кофе «Tchibo» и «Pele» концентрация кофеина не превышает 60 мг, но в одном из лучших кофе – «Nescafe Gold» его концентрация равна 100 мг. Таким кофе часто наслаждаться не следует.
Если концентрация кофеина не связана с качеством кофе натурального, то о растворимом кофе этого сказать нельзя. Чем дороже кофе, тем он качественнее, тем больше в нем кофеина и тем реже его следует пить.
Применение. Кофе используют для получения кофеина, а так же как стимулирующее средство при умственной усталости, от головной боли и как средство первичной доврачебной помощи при отравлениях. Из сырья получают кофе натуральный и кофе растворимый.
Орехи кола – Nux Colae
Растение: Кола заостренная - Cola acuminata Schott et Endl. Семейство стеркулиевые – sterculiacea. Дерево, достигающее в высоту 15-20 м, в культуре из-за систематической обрезки обычно не превышает 10 м, ствол диаметром 40-50 см, с чешуйчато-шелушащейся корой. Листья очередные, скучены по 5-15 шт. на верхушках ветвей, продолговато-эллиптические с вытянутой верхушкой, цельно-крайние, кожистые, длиной 15-20 см, верхние на коротких, нижние - на длинных черешках. Цветы обоеполые и однополые (тычиночные), собраны в короткие метельчатые соцветия. Тычиночных цветов всегда больше, чем пестичных. Некоторые деревья имеют исключительно тычиночные цветы. Цветы диаметром около 2 см, с простым, сросшимся у основания пятилепестным, опушенным околоцветником. Лепестки светло-желтые, с тремя красными полосками на внутренней поверхности каждого лепестка. Тычинки многочисленные, сросшиеся в колонку. Пестик с верхней пятигнездной опушенной завязью и 5 сидячими, крупными лучистыми рыльцами. Плод состоит из 5 листовок, из которых развивается только 1-2 листовки, темно-бурые, кожистые или деревянистые, длиной 9-13 см и шириной 5-7 см; при созревании горизонтально отклоненные, открывающиеся по брюшному шву. В каждой листовке находится по 2-10 очень крупных, расположенных в один ряд семян. Свежие семена длиной 3-5 см и шириной 3 см, неправильно-эллиптические или яйцевидные, на разрезе округло-трехгранные. Семена без эндосперма, с красно-бурой, пергаментовидной голой оболочкой, заключающей один крупный зародыш. Основную массу семян составляют 3-4 мясистые, плоско-выпуклые семядоли зародыша, имеющие пурпуровую, розовую, кремовую или почти белую окраску. Цветет и плодоносит в течение всего года на 6 - 10 - й год жизни растения.
Родина - запад Экваториальной Африки. Основной район культуры - тропическая Западная Африка. Небольшие плантации имеются в Индонезии, Малайе, Бразилии и в странах Центральной Америки.
Другой вид - кола блестящая, имеет более крупные семена, зародыш которых, с двумя семядолями, является основным видом для получения "орехов кола". Используются семядоли (семена, лишенные кожуры), называемые "орехами кола".
Химический состав. Свежие "орехи кола" содержат кофеин (до 2,3%), теобромин (0,02%). Кофеин в них находится главным образом в связанной форме в виде кофеинколакатехина. В сухих "орехах кола" колакатехин окислен до "кола-рот", а кофеин находится в свободном состоянии. В свежих семенах обнаружены дубильные вещества, глюкоза (3%), жирное масло (3%), свободный колатанин, колатин, колатеин, камедь и красный антоциановый пигмент. Молодые листья содержат кофеин (0,049%) и теобромин (0,1%).В медицинской практике препараты кола применяются как средства, возбуждающие центральную нервную систему, стимулирующие работоспособность и выносливость при длительной физической или умственной нагрузке. Действие препаратов кола развивается медленнее и длится дольше, чем действие чистого кофеина. Это связано с тем, что в свежих плодах кофеин находится в сложных соединениях с колакатехином и танином, расщепляющихся в организме с освобождением кофеина.
Применение. Туземцы Африки с древних времен используют "орехи кола" как сильнодействующее возбуждающее средство. В научной медицине размол семян колы используют как очень эффективное тонизирующее средство. Препараты - экстракт жидкий, настойка, таблетки и шоколад, содержащий кола. Таблетки кола, так же как и шоколад – кола, используют лыжники, альпинисты, в ВВС США таблетки кола применяют для поддержания работоспособности пилотов стратегической авиации. Порошок кола используют так же для приготовления очень популярных во всем мире напитков «Кока – Кола» и «Пепси – Кола».
Историческая справка. Столь популярный в наши дни напиток «Кока – Кола» берет свое начало в мае 1886 года в Атланте (США). Тогда, после окончания Гражданской войны, в огромных количествах стали появляться универсальные лекарственные средства. Универсальные средства, рекламируемые как «лекарства от всех болезней», ввозились из северных штатов. Как правило, они представляли собой спиртовые настойки, а южане как раз в тот момент развернули активную кампанию за здоровый образ жизни, включающую непримиримую борьбу с пьянством. Поэтому их фармацевты уже начали заменять спирт другим ингредиентом, считавшимся безопасным, не вредным для здоровья и «морально чистым». Этим ингредиентом был... кокаин. Местному фармацевту Джону Ститу Пембертону пришлось под давлением активистов Общества трезвенников изменить рецептуру напитка, называвшегося «Французская винная кока идеальный тоник для стимуляции работы мозга» и устранить спирт, заменив его веществом, дающим не меньший тонизирующий эффект. Такое вещество он нашел в орехах колы - стимулятора, завезенного рабами из Африки. Пембертон смешал экстракт орехов колы с напитком кока, впервые соединив эти два сильнейших стимулятора. Получившаяся жидкость была действительно мощным тонизирующим средством. Вот только вкус у напитка был отвратительным, и Пембертон вынужден был истратить еще уйму времени упорного труда, бесконечно компануя различные масла, травы и экстракты. Неприятный вкус нового психотропного снадобья требовалось заглушить, и это удалось.
СРЕДСТВО ОТ ПОХМЕЛЬЯ
Тогда «Кока-Кола» еще не была газированной. Жидкость представляла собой густой, сладкий сироп бурого цвета в бутылках из-под пива. Пембертон поставлял новый напиток в аптеки города Атланта, а владельцы аптек продавали его либо бутылками по 25 центов за штуку, либо в розлив, причем в последнем случае они разбавляли напиток водой, чтобы его легче было проглотить. «Безалкогольный тонизирующий напиток» стал пользоваться некоторым спросом как освежающий, бодрящий лимонад и как средство от похмелья для тех южан, которые еще не поддались истерии трезвенности, бушевавшей вокруг.
В то лето в аптеке Якобса, где продавали «Кока-Колу», произошло событие, своими последствиями граничащее с землетрясением. Один из покупателей страдал тяжелым похмельем. Он купил бутылку сиропа «Кока-Кола» и попросил Уилли Венэйбла, разливавшего содовую, открыть бутылку и развести сироп водой. Венэйбл не хотел идти в другой конец помещения к водопроводному крану и спросил посетителя, не будет ли тот против, если он разведет напиток содовой вместо обычной воды. Посетителю было все равно, его мучила головная боль. Он залпом выпил шипучую «Кока-Колу», разведенную содовой, и вдруг воскликнул: «Эй, вот это да! Здорово! Это куда лучше, чем с водопроводной водой!». Эти слова мгновенно разнеслись по Атланте, и все стали пить только с содовой. Пембертон был озадачен, ведь он продавал «Кока-Колу» как лекарство «от всех болезней»: нервных расстройств, головной боли, невралгии, истерии, меланхолии и т. п. Он и предположить не мог, что микстура восстанавливает силы. Тем не менее, он сразу сообразил, где выгода, и тут же изменил текст рекомендаций на этикетке. Теперь там значилось: «Кока - Кола» - это восхитительный, тонизирующий, освежающий напиток, придающий новые силы». В то же самое лето в Атланте вступил в действие сухой закон: отныне спиртные напитки запрещались официально. Объем продажи «Кока-Колы» вырос с 25 до 1049 галлонов за год, в основном благодаря заботам партнера и спонсора Пембертона, Фрэнка Робинсона, который дал название «Кока-Кола» и придумал логотип, используемый и сегодня. Робинсон был дальновидным предпринимателем и бизнесменом. Он познакомился с Пембертоном при продаже недвижимости. Но, вместо операций с недвижимостью, Робинсон увлекся производством и рекламой нового напитка Пембертона, «идеального стимулятора мозга», имевшего, по всей видимости, огромный коммерческий потенциал. Робинсон стал работать на «Кока-Колу» и остался верен ей до конца, хотя другие владельцы бизнеса менялись несколько раз. Робинсон же до ухода в отставку почти тридцать лет служил «Кока-Коле».
ЗАСЕКРЕЧЕННЫЙ РЕЦЕПТ
В 1887 году, несмотря на обильное потребление животворного напитка, Пембертон ослаб здоровьем. К тому же, «Кока-Кола» не приносила дохода, достаточного для того, чтобы фирма обрела финансовую независимость, и Пембертон за очень скромную сумму продал две трети своей доли Уиллису Венэйблу, тому самому, который впервые развел сироп с содовой шипучкой. Инвентарная опись, составленная Пембертоном ко времени перепродажи бизнеса, дает нам ключ к тщательно засекреченному рецепту «Кока-Колы». Рецепт: масло лимона, масло лайма (сорт мелких зеленых лимонов со своеобразным горьковатым вкусом и сильным ароматом), масло мускатного ореха, экстракт муската, экстракт листьев коки (исключен к 1910 году), ванилин, цитрусовая кислота, апельсиновый эликсир, масло нероли (из цветков апельсинового дерева) и кофеин.
Пембертон умер в нищете 16 августа 1888 года и был похоронен на кладбище для бедных, и только спустя 70 лет основателю компании «Кока-Кола» поставили каменное надгробие. Перед смертью он продал оставшиеся акции Азе Кандлеру, преуспевающему коллеге-фармацевту. В сотрудничестве с двумя партнерами Кандлер выкупил у Венэйбла и других инвесторов все акции «Кока-Колы».
Современная «Кока - Кола» вместо натуральных ингредиентов содержит их химические заменители (ароматизаторы), а так же консерванты и красители. Они лишь имитируют вкус, и не приносят ни какой пользы нашему здоровью, а только вред.
Заключение.
Природными источниками пуриновых алкалоидов служат тропические растения: чай китайский, кофейное дерево, дерево кола и др. Из сырья, получаемого от этих растений, производят продукты, которые используются (в быту) для приготовления тонизирующих напитков. Для медицинских целей, в настоящее время, пуриновые алкалоиды получают синтетическим и полусинтетическим методами. Поэтому значение растений, как источников алкалоидов, снизилось. Пуриновые алкалоиды служат сырьем для получения синтетических препаратов на их основе. Теофиллин служит для получения дипрофиллина, а теобромин – пентоксифиллина.
В медицине препараты кофеина имеют широкое применение. Отечественная фармацевтическая промышленность выпускает комплексный препарат «Цитрамон С», содержащий кофеин, папаверина гидрохлорид, анальгин. Препарат применяется для снятия спазмов сосудов головного мозга. Способность кофеина образовывать стойкие двойные соли с солями органических кислот, лежит в основе получения кофеина – бензоата натрия. Аналогичные свойства проявляет теофиллин (препарат «Эуфиллин»). Все препараты являются вазодилатирующими и ангиопротекторными средствами. Пентоксифиллин оказывает еще антиагрегатное и антитромбическое действие. Его назначают при нарушениях периферического кровообращения, цереброваскулярной патологии, применяют в офтальмологии и оториноларингологии. Все препараты выпускаются в виде таблеток, а препараты, хорошо растворяющиеся в воде еще и в растворах для иньекций.
Список литературы:
1. Муравьева Д.А., Самылина И.А., Яковлев Г.П. Фармакогнозия: Учебник. –
4-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 2002. – 656 с.: ил. – (Учеб. лит.
для студ. фарм. вузов).
2. Биохимия: Учебник / Под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР – МЕД, 2003.
(Серия «XXI век»).
3. Беликов В.Г. Фармацевтическая химия. В 2 ч.: Учеб. для вузов. –
Пятигорск, 2003. Издание третье, переработанное и дополненное.
4. Переработка растительного сырья./ Балицкий К.П., Воронцова А.Л. –
Киев: Наук. Думка, 1998.
5. Харкевич Д.А. Фармакология: Учебник. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.:
ГЭОТАР МЕД, 1999.
6. Тахтаджян А.Л. Жизнь растений. Т.5., ч.2. Просвещение, 1981.
7. Солдатенков А.Т., Шендрик И.В. Основы органической химии
лекарственных веществ. Химия, 2001.
8. Беликов В.Г. Синтетические и природные лекарственные средства. М.:
Высшая школа, 2001.
9. Машковский М.Д. Лекарства ХХ века. М.: Новая волна, 1998.
10. Джилкрист Т. Химия гетероциклических соединений. М.: Мир, 1999.
11. Кочетков В.Д. Химия природных соединений. М.: Химия, 2000.
12. Пассет Б.В. Производные пурина. М.: ГЭОТАР МЕД, 2002.