วิทยาศาสตร์ของกาแฟ
นางสาวประภัสสร รอดรัตน์
(นักวิชาการวิทยาศาสตร์ศึกษา)
กาแฟเป็นส่วนหนึ่งของสำนักงานเช่นเดียวกับพืชที่อยู่ในสวน ด้วยคุณสมบัติที่ช่วยให้ผู้ดื่มรู้สึกสดชื่นและตื่นตัวในขณะที่กำลังเรียนหรือทำงาน อีกทั้งยังเป็นหนึ่งในเครื่องดื่มที่ได้รับความนิยมมากที่สุดทั่วโลก และเป็นเครื่องดื่มที่ถูกเลือกให้เป็นตัวอย่างที่ใช้ในการศึกษาถึงความเชื่อมโยงกับการลดความเสี่ยงของการเกิดโรคอีกด้วย
การวางใจในกาแฟสักถ้วยที่ช่วยปลุกให้ตื่นขึ้นจากอาการง่วงนอนในยามบ่าย เป็นคุณสมบัติของคาเฟอีน ซึ่งเป็นสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่สำคัญในกาแฟ และเป็นหนึ่งในสารกระตุ้น (stimulant) การทำงานของสมอง รวมทั้งยังเป็นสารต้านอนุมูลอิสระที่ช่วยชะลอหรือลดความเสี่ยงของการเกิดโรคต่าง ๆ ได้ แต่ความสนใจในกาแฟเพียงเพราะคาเฟอีนที่ช่วยให้ร่างกายกระปรี้กระเปร่าไม่ได้หมายความว่า จะเป็นความน่าสนใจทั้งหมดในแง่มุมของกาแฟที่ดี เนื่องจากมีสารเคมีอื่นๆ ที่มีความน่าสนใจในแง่ของประโยชน์ต่อสุขภาพ มากกว่า 1,000 รายการในกาแฟหนึ่งถ้วย ดังนั้นหากต้องการจิบกาแฟสักถ้วย นี่คือสารสำคัญของกาแฟที่ควรพิจารณา
คาเฟอีน (Caffeine) เป็นสารกระตุ้นระบบประสาทส่วนกลางที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยการทำงานของคาเฟอีนจะปิดกั้นการทำงานของโมเลกุลอะดีโนซีน (Adenosine) ซึ่งเป็นสารเคมีที่ลดการทำงานของระบบประสาทส่วนกลาง และเป็นสารที่ส่งเสริมการนอนหลับเมื่อมันจับกับตัวรับของมัน (adenosine receptor)
คาเฟอีนและอะดีโนซีน มีโครงสร้างวงแหวนทางเคมีที่คล้ายคลึงกัน โดยคาเฟอีนจะแย่งจับกับโมเลกุลของอะดีโนซีน และปิดกั้นการทำงานของตัวรับอะดีโนซีน ซึ่งจะกีดกันการทำงานโดยปกติของร่างกายในเวลาที่ต้องการพักผ่อนเมื่อรู้สึกเหนื่อยล้า หรืออาจอธิบายได้ว่า เมื่อร่างกายตื่นตัว อะดีโนซีนจะค่อยๆ สะสมมากขึ้นโดยการจับกับตัวรับ (Adenosine receptor) ดังนั้นในเวลา 1 วันที่ร่างกายตื่นตัว ร่างกายจะมีอะดีโนซีนจับกับตัวรับมากขึ้น และทำให้รู้สึกง่วงมากขึ้น ขณะเดียวกันเมื่อร่างกายกำลังพักและนอนหลับ อะดีโนซีนจะค่อยๆ ถูกปลดปล่อยออกมา แต่หากมีคาเฟอีนเข้าสู่ร่างกาย ทำให้ไปขัดขวางการทำงานโดยปกติของอะดีโนซีน โดยคาเฟอีนจะไปแย่งจับกับตัวรับของอะดีโนซีนแทน นั่นจึงทำให้ร่างกายยังคงตื่นตัวอยู่ได้ อย่างไรก็ดี การขัดขวางการทำงานดังกล่าว ยังเป็นสาเหตุของความกระวนกระวายใจและอาการนอนไม่หลับ เมื่อร่างกายได้รับกาแฟในปริมาณมากเกินไป แม้เราจะสามารถยืดเวลาของอาการเหนื่อยล้าและความต้องการการพักผ่อนของร่างกายออกไปได้ด้วยกาแฟ แต่การรับสารกระตุ้นความตื่นตัวในปริมาณที่เกินพอดี อาจนำไปสู่ผลกระทบในเรื่องของความวิตกกังวล (anxiety) และภาวะนอนไม่หลับ (Insomnia) ได้
กรดคลอโรจีนิก (Chlorogenic acids) เป็นสารประกอบฟีนอล (phenolic compounds) ชนิดหนึ่ง ที่มีความเชื่อมโยงกับความเสี่ยงที่ลดลงของโรคหลอดเลือดหัวใจและเบาหวานชนิดที่ 2 พวกเขายังแสดงให้เห็นว่ามีคุณสมบัติต้านการอักเสบและต้านเชื้อแบคทีเรีย นอกจากนี้ยังเป็นสารต้านอนุมูลอิสระและมีฤทธิ์ต้านการอักเสบอีกด้วย
ไตรโกนีลีน (Trigonelline) เป็นสารแอลคาลอยด์ มีความเกี่ยวข้องกับการปกป้องสมองจากการถูกทำลาย ปิดกั้นการทำงานของเซลล์มะเร็ง ป้องกันแบคทีเรีย และลดระดับน้ำตาลในเลือดและคอเลสเตอรอลรวม
คาเฟสตอล (cafestol) คาวีออล (kahweol) เป็นไดเทอร์พีน (diterpene) หรือสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีคุณสมบัติในการป้องกันและต่อสู้กับเซลล์มะเร็ง อย่างไรก็ดีสารทั้งสองตัวมีความเชื่อมโยงกับการเพิ่มขึ้นของคอเลสเตอรอล
สารต้านอนุมูลอิสระกับกาแฟ ร่างกายมีกระบวนการเผาผลาญพลังงาน ซึ่งผลิตพลังงานที่จำเป็นสำหรับการดำรงชีวิต แต่กระบวนการดังกล่าวก็สร้างของเสียบ่อยครั้งในรูปของโมเลกุลที่ถูกออกซิไดซ์ ซึ่งอาจเป็นอันตรายในตัวเองหรือทำลายโมเลกุลอื่น ๆ ทั้งนี้สารต้านอนุมูลอิสระเป็นกลุ่มโมเลกุลขนาดใหญ่ที่สามารถกำจัดของเสียอันตรายเหล่านั้นได้ โดยสิ่งมีชีวิตทุกชนิดจะผลิตสารต้านอนุมูลอิสระเพื่อใช้ในการสร้างสมดุลจากกระบวนการเผาผลาญ (metabolic balance)
สำหรับสารต้านอนุมูลอิสระในกาแฟ อาจมีผลในการป้องกันและต่อสู้กับมะเร็ง หรือต่อสู้กับความเสียหายของเซลล์ ซึ่งความเสียหายประเภทหนึ่งที่อาจช่วยลดได้คือ การกลายพันธุ์ของ DNA และมะเร็งเกิดจากการกลายพันธุ์ที่นำไปสู่การบิดเบือนของยีน นอกจากนี้ที่น่าสนใจคือ การบริโภคกาแฟยังเชื่อมโยงกับอัตราการลดลงของโรคพาร์คินสันและภาวะสมองเสื่อมรูปแบบอื่น รวมทั้งการลดลงของโรคเบาหวานชนิดที่ 2 ด้วย
แม้ว่าสารต่าง ๆ ที่เป็นองค์ประกอบในถ้วยกาแฟจะมีฤทธิ์หรือคุณสมบัติในการป้องกันและต่อสู้กับมะเร็ง แต่ไม่ได้หมายความว่า กาแฟจะช่วยรักษาโรคมะเร็งได้ อย่างไรก็ดี การบริโภคกาแฟในปริมาณมากส่งผลต่อสุขภาพด้านอารมณ์และพฤติกรรมของการนอนหลับ และส่วนผสมอื่น ๆ ทั้งครีมเทียม นม น้ำตาลเป็นส่วนผสมที่เพิ่มแคลอรีที่ควรจำกัดปริมาณอีกด้วย
แหล่งที่มา :
Thomas Merritt. (2020, January 20). The biology of coffee, one of the world’s most popular drinks,Retrieved February 8, 2020, From https://theconversation.com/the-biology-of-coffee-one-of-the-worlds-most-popular-drinks-129179
Adda Bjarnadottir. (2019, February 20). Coffee and Antioxidants: Everything You Need to Know,Retrieved February 8, 2020, From https://www.healthline.com/nutrition/coffee-worlds-biggest-source-of-antioxidants
Astrid Nehling, Jean-Luc Daval and Gerared Debry. (1992). Caffeine and the central nervous system: mechanisms of action, biochemical, metabolic and psychostimulant effects. Elsevier B.V.17:139-170,Retrieved February 8, 2020, From https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/016501739290012B?via%3Dihub
BETH MOLE.(2016,January 2).The science behind a good cup of coffee.Retrieved February 8, 2020, From https://arstechnica.com/science/2016/01/how-to-science-up-your-coffee/
