소개글
"카페인과인체"에 대한 내용입니다.
목차
1. 카페인의 정의와 특징
1.1. 카페인의 화학적 특성
1.2. 카페인의 역사적 발견
2. 카페인의 작용 원리
2.1. 아데노신 수용체와의 경쟁적 억제
2.2. 중추신경계에 미치는 영향
3. 카페인의 부작용
3.1. 불면증, 신경과민, 불안 등의 신경계 부작용
3.2. 혈압상승과 심장 부정맥
3.3. 철분 및 칼슘 흡수 저해
3.4. 임산부와 유아에 미치는 악영향
4. 카페인의 장점과 적정 섭취량
4.1. 간암 발생 억제 효과
4.2. 하루 권장 섭취량
5. 카페인의 배출
5.1. 카페인 반감기와 개인차
5.2. 효소 유전자와 아데노신 수용체 유전자의 영향
6. 분광광도법을 이용한 카페인 정량 분석
6.1. 분광광도계의 원리와 Beer의 법칙
6.2. 표준용액 제조와 검량선 작성
6.3. 음료의 카페인 함량 측정
7. 참고 문헌
본문내용
1. 카페인의 정의와 특징
1.1. 카페인의 화학적 특성
카페인은 커피속 식물의 2차대사산물이며 퓨린 알칼로이드 계열의 물질이다. 화학적 기호로 표기하면 C8H10O2N4이며 이는 10개의 수소 원자, 8개의 탄소 원자, 4개의 질소 원자 그리고 2개의 산소 원자로 구성된다. 총 24개의 원자로 이루어진 카페인 분자에는 25개의 화학결합이 있으며, 이는 15개의 비수소결합, 7개의 다중결합, 2개의 이중결합, 5개의 방향족결합, 1개의 5원자 고리, 1개의 6원자 고리, 1개의 9원자 고리, 1개의 요소(-티오) 유도체, 1개의 이미드(-티오) 그리고 1개의 이미다졸로 구성되어 있다. 순수한 카페인(트리메틸크산틴)은 흰색 분말 또는 부드러운 침상 형태로 산출되며, 녹는점은 238°C이고 대기압에서는 178°C에서 승화한다.
1.2. 카페인의 역사적 발견
카페인의 역사적 발견은 다음과 같다. 1819년, 독일의 화학자 프리드리히 페르디난트 룽게가 최초로 카페인을 발견하였다. 룽게는 이 성분을 단순히 커피의 유효성분이라는 뜻으로 카페바제(Kaffebase)라고 불렀다. 그러나 비슷한 시기에 룽게와는 별도로 카페인을 발견한 프랑스의 피에르 장 로비케(Pierre Jean Robiquet)와 피에르 조세프 펠르티에(Pierre Joseph Pelletier)가 논문을 내고 Caffeine이라는 명칭을 널리 정착시켰다. 후에 펠르티에는 룽게가 자기보다 먼저 한 발 앞서 카페인을 발견했음을 인정하고 공표하였다. 따라서 카페인의 최초 발견은 1819년 독일의 화학자 프리드리히 페르디난트 룽게에 의해 이루어졌다고 볼 수 있다.
2. 카페인의 작용 원리
2.1. 아데노신 수용체와의 경쟁적 억제
인체 내에는 수면을 유도하는 아데노신이라는 물질이 존재한다. 아데노신은 에너지 소비량이 많아질수록 증가하여 뇌의 아데노신 수용체에 작용함으로써 피로감을 유발한다. 카페인은 아데노신과 분자 구조가 유사한 부분이 있어, 아데노신 수용체에 경쟁적으로 작용하여 아데노신의 피로 유발 효과를 차단한다.
즉, 카페인은 뇌에 침투하여 아데노신 수용체와 결합함으로써 아데노신이 수용체에 작용하는 것을 방해한다. 이를 통해 아데노신으로 인한 피로감을 억제하고 중추신경계를 흥분 상태로 유지시키게 된다. 이러한 카페인의 각성 작용은 불면증, 신경과민, 불안 등의 부작용을 유발할 수 있다.
2.2. 중추신경계에 미치는 영향
카페인은 뇌의 아데노신 리셉터에 작용하여 피로감을 유발하는 아데노신과 분자 구조가 유사한 부분이 있어 섭취 시 경쟁적 저해제로서 아데노신 리셉터에 작용하여 중추 신경을 흥분 상태로 유지시킨다. 이러한 카페인의 각성 작용은 불면증, 신경과민, 불안 등을 유발할 수 있다.
인체에는 멜라토닌과 함께 수면에 도움을 주는 아데노신이라는 물질이 있는데, 아데노신은 에너지 소비량이 많아질수록 증가하며, 피로해진 뇌를 쉬게 해 주기 위해 뇌의 아데노신 리셉터, 즉 수용체에 작용하여 피로감을 유발한다. 이때 카페인이 아데노신 리셉터에 경쟁적으로 작용하여 아데노신의 작용을 방해함으로써 중추 신경을 흥분 상태로 유지시키는 것이다.
이처럼 카페인의 각성 효과로 인해 카페인을 섭취하게 되면 불면증, 신경과민, 불안 등의 부작용이 나타날 수 있다. 특히 과다 섭취 시 이러한 증상이 더욱 심각해질 수 있다. 따라서 카페인의 적정 섭취량을 지켜 섭취하는 것이 필요하다.
3. 카페인의 부작용
3.1. 불면증, 신경과민, 불안 등의 신경계 부작용
카페인의 과다 섭취는 불면증, 신경과민, 불안 등의 심각한 신경계 부작용을 유발할 수 있다. 카페인은 중추신경계를 자극하여 각성 상태를 유발하는데, 이로 인해 숙면을 취하기 어려워지고 불면증이 발생할 수 있다. 또한 카페인은 신경계를 과도하게 흥분시켜 신경과민, 불안, 집중력 저하 등의...
참고 자료
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청소년기 중학생들의 에너지음료 섭취실태 및 고카페인 위험성에 대한 인식도 조사 [저자: 고인선 / 논문사항: 경희대학교 교육대학원 영양교육전공 석사학위논문]
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청소년들의 고카페인 음료 복용행태 및 요인분석 [저자: 이광민 / 논문사항: 성균관대학교 일반대학원 약학과 박사학위논문]
(http://dcollection.skku.edu/public_resource/pdf/000000064030_20181022005404.pdf)
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