카페인

카페인은 꼭두서니과(Rubiaceae) 커피(Coffee)속 식물의 주요 2차대사산물로 퓨린(purine) 알칼로이드(alkaloid) 계열의 물질이다. 다른 식물의 발아를 억제하며 살충제로도 사용되었다.¹⁾

카페인(caffeine) 구조 (출처: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Koffein_-_Caffeine.svg )

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카페인은 커피나무를 포함해서 카카오(Theobroma cacao), 차나무(Camellia sinensis) 등 여러 식물에서 만들어진다. 크산토신(xanthosine) 전구체에 3개의 메틸전달효소(xanthosine methyltransferase, 7-methylxanthine methyltransferase, 3,7-dimethylxanthine methyltransferase)가 3개의 메틸기를 붙여 카페인을 합성한다.²⁾

잎에서 만들어지는 카페인은 초식곤충의 공격으로부터 식물을 방어하는 역할을 하기 때문에 살충제로도 사용되었다.¹⁾ 씨앗에 있는 카페인은 다른 식물의 발아를 억제하는 역할도 한다.

전세계 판매되는 커피의 약 10% 정도는 카페인을 제거한 디카페인 커피이다. 이전에는 커피에서 카페인을 제거하기 위해서 유기 용매를 이용한 화학적인 전처리 과정이 필요했는데, 이러한 화학적 공정은 카페인만을 순수하게 제거하지 못할 뿐만 아니라 유독한 물질이 남을 가능성이 높은 문제점을 가지고 있었다. 따라서, 최근에는 주로 물리적인 공정을 통해 카페인을 제거하고 있다. 한편 많은 연구진들이 카페인이 없는 커피나무를 찾기 위한 시도³⁾를 하고 있다. 유전공학을 활용하여 카페인 함량이 줄어든 커피나무를 만드는 시도 또한 계속되고 있지만,⁴⁾ 카페인 함량의 감소 과정에서 일부 꽃의 발달에 문제가 생기는 등의 현상이 보고되는 등, 카페인이 커피 식물의 발달에 있어서 아직까지 규명되지 않은 특정 역할을 수행할 가능성 또한 제시되고 있다.

1. Nathanson JA (1984) Caffeine and related methylxanthines: Possible naturally occurring pesticides. Science, 226: 184–187
2. Denoeud F, Carretero-Paulet L, Dereeper A 등 (2014) The coffee genome provides insight into the convergent evolution of caffeine biosynthesis. Science, 345: 1181–1184
3.
4. Brendan Borrell (2012) Make it a decaf: The enduring quest for a coffee bean without the buzz. Nature, 483: 264–266