昨天喝了一杯霸王茶姬的奶茶，上面标注的咖啡因含量引起了我的注意。茶姬属实是打工人提神醒脑的天选饮料，一杯470ml的中杯山野栀子奶茶中咖啡因的含量为122mg。等等，这似乎比大多数咖啡的咖啡因含量都高？一杯咖啡究竟含有多少咖啡因呢？
从咖啡人需要掌握的常识说起
作为一个咖啡人的基本素养是，我们要知道Robusta比Arabica的咖啡因含量要高2倍以上，生长在不同海拔高度的咖啡豆也会因为生豆密度不同而聚集不同含量的咖啡因，也就是说种植海拔越低的咖啡豆咖啡因物重比例越高。随着烘焙程度的加深，咖啡失重增多，咖啡因占豆子重量的百分比也会增加。在萃取过程中，随着萃取率的增加，被萃取出来的咖啡因也会增多。咖啡因本身会带来苦味，从直觉上来说，一杯喝起来越苦的咖啡，通常咖啡因含量更高。
从实践到科研有多远
最近“组长”在他的公众号心气儿上发表的一篇文章提到：咖啡师终究不是科学家。那么从实践到科研的距离有多远呢？我们翻了几篇论文，来探索咖啡因含量的计算。
在2001年发表在Food Chemistry上的一篇文章[1]中，研究组统计了38种来自埃塞俄比亚、肯尼亚等东非洲海拔较高产区的Arabica和38种来自刚果、喀麦隆等中西非海拔较低产区的Robusta。Arabica组的咖啡因含量(percentage of dry matter basis, 物重比例)为0.96%~1.62%，Robusta组的咖啡因含量为1.51%～3.33%，这些早年的历史数据已经支撑了不同豆种的咖啡因含量不同，而整体上来看，Robusta比Arabica的咖啡因含量要高2倍以上，但具体到单一豆种，也会有Robusta和Arabica豆子的咖啡因含量相同。在这里已经可以观察到种植海拔较低的咖啡豆含咖啡因比例越高，而在2020年，也有研究组单独研究了种植于非洲的Arabica，和种植海拔的关系是怎样的[2]。该研究也支持了种植海拔越低的咖啡豆咖啡因含量越高的常识。
以上这些可以直接通过统计和测量得到的咖啡豆特质信息，可以较为准确的评估咖啡因的含量。但烘焙和萃取的过程则不止有物理变化，还涉及化学变化，因此更多情况下只能通过估算的方式，来粗略计算一杯咖啡的咖啡因含量。比如萃取double espresso一般需要19g咖啡粉，对应约21g生豆，如果是Arabica SOE，那么咖啡因含量最多可以达到340mg。(一般是100-300mg不等)
这个时候有人要跳出来直接乘萃取率了，但要注意的是，萃取率的定义是：咖啡豆被萃取出了多少可溶性物质，而不是所有可溶性物质中，咖啡萃取出了多少，这也是为什么在很多研究中，会直接去测量一杯美式、冷萃或者手冲咖啡液体中含有多少mg的咖啡因。那这个只考虑可溶物的萃取率是多少呢？2021年发表在Molecules研究[3]中，有这样一张图很有意思，它展示了通过层析鉴定对一支秘鲁咖啡生豆的浸泡液中含有的咖啡因随着时间推移的变化趋势。总的来说，随着浸泡时间增加，咖啡因含量会增多，但这一过程并不是线性增长的。
看到这里，我们虽然没有明确给出一杯咖啡的咖啡因含量，但也算是讲清楚了咖啡因含量估算的基本方法和可能存在的误区。当然用科学来描述咖啡这样复杂的体验，显然不是简单的数学量化可以解决的问题。
关于咖啡因摄入量的健康贴士
理论上来说成年人每天摄入的咖啡因不应该超过210mg~400mg，但每个人对咖啡的耐受力是不一样的，如果你就喝了一小口咖啡，但已经觉得身体不适，就不要勉强自己。另外缺铁性贫血患者要少喝咖啡，因为会影响体内铁的存储水平；肠应激综合症患者要少喝咖啡，免得增加腹泻的风险。最后喝咖啡的诸多好处比如提神，比如去水肿等等就不在这里再重复了。总之，要适量。
参考文献
1.Ky, C-L., et al. "Caffeine, trigonelline, chlorogenic acids and sucrose diversity in wild Coffea arabica L. and C. canephora P. accessions." Food chemistry 75.2 (2001): 223-230.
2.Girma, Bealu, Abera Gure, and Feyisa Wedajo. "Influence of Altitude on Caffeine, 5‐Caffeoylquinic Acid, and Nicotinic Acid Contents of Arabica Coffee Varieties." Journal of Chemistry2020.1 (2020): 3904761.
3.Muzykiewicz-Szymańska, Anna, et al. "The effect of brewing process parameters on antioxidant activity and caffeine content in infusions of roasted and unroasted Arabica coffee beans originated from different countries." Molecules 26.12 (2021): 3681.
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■ 文章来源：LA PAUSE咖啡
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