کافئین آنهیدروس

کافئین آنهیدروس چیست و چگونه استفاده می شود؟

کافئین آنهیدروس (Caffeine Anhydrous) یکی از اشکال خالص و قدرتمند کافئین است. این ماده دارای فرمول شیمیایی C₈H₁₀N₄O₂ است که نشان‌ دهنده یک ساختار حلقوی شامل یک حلقه پیریمیدین و یک حلقه ایمیدازول است که با سه گروه متیل (-CH₃) و دو اتم اکسیژن (-O) مرتبط هستند. این ساختار باعث شده که این ماده به عنوان یک محرک موثر عمل کند. هم چنین حالت فیزیکی آن به صورت پودر سفید کریستالی است. این ماده بی‌ بو و بی‌ مزه است و به راحتی در محیط‌های خشک و دور از نور نگهداری می‌شود.

خرید کافئین آنهیدروس

خرید نوع آنهیدروس این ماده به طرق مختلفی می تواند انجام گیرد و سایت شرکت نماشیمی یکی از روش هاست. این ماده به صورت عمده توسط شرکت نما شیمی تجارت تامین می شود. برای استعلام قیمت و خرید می توانید با کارشناسان این شرکت به شماره 91690789 – 021 تماس بگیرید.

تاریخچه کافئین آنهیدروس

پیدایش و شناسایی کافئین

برای اولین بار در اوایل قرن 19 میلادی توسط شیمیدان آلمانی فردریش فردیناند رانگه (Friedlieb Ferdinand Runge) کشف شد. در سال 1819، رانگه موفق شد کافئین را به صورت خالص از دانه‌های قهوه جدا کند و اولین نمونه از این آلکالوئید را استخراج کند. او این ماده را به عنوان یک ترکیب شیمیایی فعال که در قهوه و دیگر گیاهان یافت می‌شود، معرفی کرد. این کشف پایه‌ گذار تحقیقات بعدی درباره این ماده و اثرات آن بر بدن انسان شد.

توسعه فرم‌های مختلف کافئین

پس از شناسایی این ماده، دانشمندان به بررسی روش‌های مختلف استخراج و تهیه این ماده پرداختند. در ابتدا، این ماده به صورت طبیعی از گیاهان استخراج می‌شد و به عنوان ماده‌ای محرک در داروها و نوشیدنی‌ها استفاده می‌شد. اما با پیشرفت فناوری‌های شیمیایی در قرن 20، فرم‌های مختلفی از آن توسعه یافت که از جمله آن‌ها نوع آنهیدروس آن بود.

پیدایش کافئین آنهیدروس

کافئین آنهیدروس با پیشرفت در تکنیک‌های استخراج و خشک کردن مواد شیمیایی در اواسط قرن 20 به وجود آمد. با حذف آب از ماده طبیعی و تولید فرم آنهیدروس، دانشمندان توانستند ماده‌ای بسیار خالص و پایدارتر با قابلیت‌های گسترده‌ تر تولید کنند. این فرم از آن به ویژه در صنایع دارویی و مکمل‌های غذایی به دلیل سهولت در کنترل دوز و پایداری بیشتر مورد استقبال قرار گرفت.

روش‌های تولید کافئین آنهیدروس

تولید کافئین آنهیدروس یک فرآیند چند مرحله‌ای است که به طور عمده شامل استخراج، خالص‌سازی، و حذف آب از ماده طبیعی است. در این بخش، به تفصیل مراحل و روش‌های مختلف تولید این ماده در صنعت پرداخته می‌شود.

استخراج کافئین

استخراج از دانه‌های قهوه

روش سنتی

یکی از منابع اصلی این ماده، دانه‌های قهوه است. در روش‌های سنتی، دانه‌های قهوه خرد شده و با استفاده از حلال‌های آلی یا آبی (مانند آب یا دی‌ کلرومتان) تحت فشار قرار می‌گیرند تا کافئین موجود در آن‌ها استخراج شود. این روش‌ها به دلیل هزینه‌های بالا و زمان‌ بر بودن به تدریج به روش‌های مدرن‌ تر جایگزین شده‌اند.

استخراج با دی‌اکسید کربن فوق بحرانی

در این روش، از دی‌اکسید کربن در حالت فوق بحرانی (SC-CO2) به عنوان حلال استفاده می‌شود. CO2 فوق بحرانی می‌تواند به داخل ساختار دانه‌های قهوه نفوذ کرده و ماده را به طور موثر استخراج کند. این روش به دلیل ایمنی و توانایی تولید ماده خالص‌ تر محبوبیت بیشتری پیدا کرده است.

استخراج از برگ‌های چای و سایر گیاهان

همچنین از برگ‌های چای، پوست درخت کولا، استخراج می‌شود. فرآیند استخراج مشابه با دانه‌های قهوه است و شامل استفاده از حلال‌های مناسب برای جداسازی ماده از سایر ترکیبات گیاهی است.

خالص‌ سازی کافئین

کریستالیزاسیون مجدد

پس از استخراج اولیه، ماده به صورت محلول در حلال باقی می‌ماند. برای افزایش خلوص، کافئین از محلول با استفاده از فرآیند کریستالیزاسیون مجدد جدا می‌شود. در این فرآیند، محلول به آرامی سرد می‌شود تا کریستال‌های خالص شکل بگیرند و از محلول جدا شوند. این روش می‌تواند به خلوص بالا (بیش از 99%) دست یابد.

استفاده از کربن فعال

در برخی موارد، برای حذف ترکیبات ناخواسته، محلول از طریق ستون‌هایی که حاوی کربن فعال هستند، عبور داده می‌شود. کربن فعال ناخالصی‌ها را جذب کرده و ماده خالص را از محلول جدا می‌کند.

حذف آب و تولید کافئین آنهیدروس

خشک کردن در خلا

برای تولید نوع آنهیدروس، کریستال‌های ماده خالص باید به طور کامل خشک شوند تا تمام آب موجود در ساختار آن‌ها حذف شود. یکی از روش‌های مؤثر در این زمینه، خشک کردن در خلا است. در این روش، کریستال‌ها در یک محیط با فشار بسیار کم قرار می‌گیرند و با استفاده از حرارت ملایم، آب موجود در آن‌ها تبخیر می‌شود. خلا باعث کاهش دمای تبخیر آب می‌شود و از تجزیه احتمالی آن جلوگیری می‌کند.

خشک کردن با استفاده از تجهیزات خشک‌ کن

خشک‌ کن‌های صنعتی مانند خشک‌ کن‌های تبخیری یا خشک‌ کن‌های بستر سیال (Fluidized Bed Dryer) نیز برای حذف آب از ماده استفاده می‌شوند. این خشک‌ کن‌ها قادرند به سرعت و با کارایی بالا ماده خالص را به فرم آنهیدروس تبدیل کنند.

قیمت کافئین خشک

برای استعلام قیمت این ماده و سایر مواد شیمیایی می توانید به سایت شرکت نماشیمی مراجعه کنید. به دلیل اینکه قیمت تمامی مواد مندرج در سایت به صورت روزانه تمدید می شود.

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی کافئین آنهیدروس

کافئین آنهیدروس یک آلکالوئید است که در حالت بی‌آب و به صورت پودر سفید و کریستالی ظاهر می‌شود. این ماده در آب و حلال‌های آلی به میزان متفاوتی حل می‌شود و دارای ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاصی است که آن را برای استفاده در صنایع مختلف مناسب می‌سازد. در جدول زیر تمامی این ویژگی ها را ملاحظه می فرمایید.

کاربردهای کافئین آنهیدروس

کافئین آنهیدروس به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود، از جمله خلوص بالا، پایداری و قدرت تحریک‌ کنندگی، در صنایع مختلف به کار می‌رود. این ماده در صنایع دارویی، غذایی، ورزشی، و حتی آرایشی-بهداشتی کاربردهای گسترده‌ای دارد. در ادامه به تفصیل به بررسی کاربردهای این ماده در صنایع مختلف می‌پردازیم.

صنعت داروسازی

به عنوان یک ماده محرک سیستم عصبی مرکزی در داروهای ضد خستگی و افزایش تمرکز استفاده می‌شود. این داروها برای کمک به بیدار ماندن و افزایش هوشیاری در شرایطی که نیاز به تمرکز و دقت بالا وجود دارد، تجویز می‌شوند. همچنین به دلیل اثر هم‌ افزایی که با برخی مسکن‌ها دارد، در ترکیب با داروهایی مانند آسپرین یا پاراستامول استفاده می‌شود. این ترکیب می‌تواند اثر ضد درد را تقویت کرده و به تسکین سریع‌ تر درد کمک کند. در داروهای مخصوص درمان سردردهای میگرنی و تنشی به کار می‌رود. این ماده می‌تواند با انقباض عروق خونی مغز و کاهش التهاب، به تسکین دردهای ناشی از سردرد کمک کند.

صنعت مکمل‌های غذایی و ورزشی

این ماده به عنوان یکی از اجزای اصلی مکمل‌های پیش از تمرین استفاده می‌شود تا انرژی، تمرکز و استقامت ورزشی را افزایش دهد. ورزشکاران از این مکمل‌ها برای بهبود عملکرد در طول تمرینات سنگین استفاده می‌کنن. همچنین در بسیاری از مکمل‌های کاهش وزن و چربی‌سوزها به کار می‌رود. این ماده با افزایش متابولیسم و کمک به چربی‌سوزی، به کاهش وزن و بهبود ترکیب بدن کمک می‌کند.

صنعت غذایی

به طور گسترده‌ای در تولید نوشیدنی‌های انرژی‌ زا استفاده می‌شود. این نوشیدنی‌ها به دلیل محتوای بالای این ماده، به عنوان یک راه سریع برای افزایش انرژی و کاهش خستگی در میان مصرف‌ کنندگان محبوبیت دارند. همچنین در تولید برخی نوشیدنی‌ها مانند نوشابه‌های گازدار، از این ماده استفاده می‌شود.

صنعت آرایشی و بهداشتی

به دلیل خواص ضد التهاب و تقویت‌ کننده گردش خون، در محصولات مراقبت از پوست مانند کرم‌های ضد پف و ضد تیرگی زیر چشم استفاده می‌شود. این محصولات می‌توانند به کاهش پف و تیرگی اطراف چشم کمک کند. همچنین در برخی محصولات مراقبت از مو مانند شامپوها و سرم‌های تقویت‌ کننده مو استفاده می‌شود. این ماده می‌تواند به تحریک فولیکول‌های مو و بهبود رشد مو کمک کند.

صنایع کشاورزی

به دلیل خواص سمی آن برای برخی حشرات، به عنوان یک جزء فعال در تولید آفت‌کش‌ها و حشره‌ کش‌ها به کار می‌رود. این ماده می‌تواند به عنوان یک گزینه طبیعی‌تر و کمتر مضر برای کنترل آفات در کشاورزی استفاده شود.

تفاوت کافئین معمولی با کافئین آنهیدروس

کافئین معمولی و کافئین آنهیدروس هر دو به طور اساسی یک ماده هستند، اما تفاوت‌هایی در فرم و روش تهیه آنها وجود دارد. نوع معمولی به طور معمول به صورت طبیعی در گیاهانی مانند قهوه، چای، کاکائو و برخی گیاهان دیگر یافت می‌شود. این فرم از ماده حاوی مقداری آب است که به طور طبیعی در ساختار آن وجود دارد و معمولاً از طریق نوشیدنی‌ها و غذاهایی که به طور طبیعی حاوی این ماده هستند (مانند قهوه، چای و شکلات) مصرف می‌شود. نوع آنهیدروس اما به صورت پودری خشک و بدون آب است.

کافئین و لاغری

این ماده می‌تواند به طور غیر مستقیم به کاهش وزن کمک کند، اما تأثیرات آن پیچیده است و به عوامل مختلفی بستگی دارد. در ادامه به بررسی چگونگی تاثیر آن بر کاهش وزن پرداخته شده است.

افزایش متابولیسم

این ماده می‌تواند متابولیسم بدن را افزایش دهد. این به دلیل توانایی ماده در تحریک سیستم عصبی مرکزی و افزایش نرخ سوخت و ساز است. تحقیقات نشان داده‌اند که مصرف آن می‌تواند نرخ متابولیسم را تا حدود 3-11 درصد افزایش دهد که به طور بالقوه می‌تواند به افزایش سوزاندن کالری‌ها کمک کند.

افزایش سوزاندن چربی

این ماده می‌تواند به افزایش اکسیداسیون چربی‌ها کمک کند. این به دلیل افزایش تولید حرارت (ترموژنز) و تحریک سیستم عصبی سمپاتیک است که منجر به افزایش استفاده از چربی‌ها به عنوان منبع انرژی می‌شود.

کاهش اشتها

برخی مطالعات نشان داده‌اند که این ماده می‌تواند به طور موقت اشتها را کاهش دهد. با این حال، اثرات طولانی‌ مدت آن بر اشتها و وزن بدن همچنان به تحقیقات بیشتری نیاز دارد.

افزایش فعالیت بدنی

می‌تواند به بهبود عملکرد ورزشی کمک کند و انرژی بیشتری برای فعالیت‌های بدنی فراهم کند. 

فرق کافئین و نیکوتین

کافئین و نیکوتین هر دو مواد محرک هستند، اما از نظر شیمیایی، اثرات فیزیولوژیکی و کاربردهایشان تفاوت‌های زیادی دارند. نیکوتین عمدتاً در تنباکو وجود دارد و در سیگارها، پیپ‌ها، و سایر محصولات دخانی یافت می‌شود به عنوان یک آگونیست گیرنده‌های نیکوتینیک استیل کولین عمل می‌کند. نیکوتین می‌تواند موجب افزایش فشار خون، افزایش ضربان قلب، و تغییرات خلق و خو شود. این ماده همچنین می‌تواند موجب وابستگی شدید شود و تاثیرات منفی بر سلامت ریه‌ها و سیستم قلبی-عروقی داشته باشد. اما کافئین معمولاً به عنوان یک نوشیدنی محرک در قهوه، چای، و نوشیدنی‌های انرژی‌ زا مصرف می‌شود و در بسیاری از محصولات غذایی و دارویی نیز به کار می‌رود.

استفاده از کافئین در پریودی

استفاده از این ماده در دوران قاعدگی (پریودی) می‌تواند تاثیرات متفاوتی بر بدن داشته باشد. می‌تواند باعث انقباضات عضلانی و افزایش حساسیت به درد شود که می‌تواند درد قاعدگی را بدتر کند. همچنین، مصرف زیاد آن ممکن است به افزایش نفخ و ورم بدن منجر شود و  می‌تواند بر وضعیت خلق و خو تاثیر بگذارد و علائم روانی مانند اضطراب و تحریک‌ پذیری را افزایش دهد که ممکن است در دوران پریودی تشدید شود. همچنین می تواند باعث اختلال در خواب شود و در صورتی که نزدیک به زمان خواب مصرف شود، می‌تواند مشکلات خواب را در دوران پریودی تشدید کند. پیشنهاد می‌شود که میزان مصرف آن را در دوران پریودی محدود کنید.

نکات ایمنی کار با کافئین آنهیدروس و MSDS ماده

استنشاق

از استنشاق گرد و غبار آن اجتناب کنید. این ماده ممکن است موجب تحریک سیستم تنفسی شود. در صورت امکان، کار با این ماده باید در یک فضای تهویه‌شده یا تحت هود انجام شود.

تماس با پوست و چشم

تماس مستقیم این ماده با پوست ممکن است موجب تحریک شود. بنابراین، استفاده از دستکش‌های محافظ و لباس‌های ایمنی توصیه می‌شود و در صورت تماس با چشم، می‌تواند منجر به تحریک یا سوزش چشم‌ها شود. استفاده از عینک‌های ایمنی برای محافظت از چشم‌ها الزامی است.

بلعیدن

بلعیدن آن می‌تواند منجر به عوارض جدی مانند تهوع، استفراغ، تحریک معده، و علائم مسمومیت شود. در صورت بلعیدن، فوراً به دنبال کمک پزشکی باشید.

کار با مقدار زیاد آن

در صورت نیاز به کار با مقدار زیاد آن، از تهویه مناسب محیط و تجهیزات حفاظت شخصی (PPE) مانند ماسک، دستکش و عینک استفاده کنید.

خطرات شیمیایی و بهداشتی

می‌تواند بر سیستم عصبی مرکزی تاثیر بگذارد و علائمی مانند سردرد، سرگیجه، و بی‌قراری ایجاد کند. همچنین  مصرف بیش از حد این ماده ممکن است منجر به تپش قلب، فشار خون بالا، و عوارض قلبی شود.

جمع‌ آوری و تمیز کردن

در صورت ریختن، از ماسک و دستکش استفاده کنید و ماده را با دقت جمع‌آوری کرده و در یک ظرف مناسب بسته‌ بندی کنید. منطقه آلوده را با آب و شوینده تمیز کنید. از پراکندگی گرد و غبار در محیط جلوگیری کنید.

ذخیره‌ سازی و حمل و نقل

باید در ظروف دربسته، دور از نور مستقیم و رطوبت و در دمای اتاق نگهداری شود. در حمل و نقل این ماده، باید از بسته‌بندی‌های مقاوم استفاده شود تا از نشت و تماس با آب و رطوبت جلوگیری شود.

اطلاعات سمی‌شناسی (Toxicology)

دارای LD50 حدود 190 میلی‌گرم بر کیلوگرم در موش‌های آزمایشگاهی است، که نشان‌دهنده سمی بودن این ماده در دوزهای بالا است.

اطلاعات زیست‌محیطی

ممکن است به آب‌های زیرزمینی و خاک نفوذ کند و اثرات منفی بر محیط‌زیست داشته باشد. بنابراین باید از تخلیه مستقیم آن به محیط‌زیست جلوگیری کرد.

مواد ضد کافئین

مواد ضد کافئین (Anti-Caffeine Agents) به ترکیبات یا روش‌هایی اطلاق می‌شود که به طور خاص برای معکوس کردن یا کاهش اثرات آن بر روی بدن طراحی شده‌اند. این مواد می‌توانند به کاهش علائم مصرف زیاد آن کمک کنند و در درمان مسمومیت‌های ناشی از این ماده یا کاهش اثرات جانبی آن مفید باشند. در ادامه به توضیح مواد و روش‌های مختلف می‌پردازیم.

داروها و ترکیبات دارویی

تعدادی از داروهای شیمیایی وجود دارند که خاصیت ضد کافئینی دارند و برای امنیت بیشتر در اینجا از بررسی آن ها صرف نظر میکنیم.

روش‌های غیر دارویی

یکی از روش‌های ساده و طبیعی برای کاهش اثرات آن، استراحت و خواب کافی است. خواب به بدن کمک می‌کند تا فرآیندهای متابولیک خود را به حالت عادی برگرداند و اثرات تحریک‌ کننده را کاهش دهد. همچنین مصرف غذاهایی مانند موز، اسفناج، و آجیل که حاوی پتاسیم و منیزیم هستند، می‌تواند به تعادل الکترولیت‌ها در بدن کمک کند و برخی از علائم ناشی از مصرف بیش از حد ماده را کاهش دهد. چای بابونه نیز به دلیل خواص آرام‌ بخش خود می‌تواند به کاهش اثرات تحریک‌ کننده کمک کند.

عوارض استفاده بیش از حد از کافئین

به عنوان یک محرک قوی سیستم عصبی مرکزی، می‌تواند در مقادیر متعادل برای بسیاری از افراد بی‌خطر باشد و حتی فوایدی داشته باشد. با این حال، مصرف بیش از حد آن می‌تواند به عوارض جدی و منفی منجر شود. این عوارض به دلیل اثرات تحریک‌ کننده و افزایش فعالیت سیستم عصبی و سایر سیستم‌های بدن رخ می‌دهد.

اضطراب و بی‌قراری

مصرف زیاد آن می‌تواند منجر به افزایش اضطراب، استرس، و بی‌قراری شود. این اثرات به دلیل تحریک زیاد سیستم عصبی و افزایش سطح هورمون‌های استرس مانند آدرنالین است.

اختلالات خواب

این ماده می‌تواند به شدت بر کیفیت خواب تاثیر بگذارد و باعث بی‌خوابی یا مشکلات خواب مانند کاهش مدت زمان خواب و بیدار شدن‌های مکرر در شب شود. این به دلیل نیمه عمر طولانی آن در بدن است که ممکن است باعث باقی ماندن اثرات آن در شب شود.

افزایش تپش قلب و فشار خون

مصرف بالای آن می‌تواند به افزایش ضربان قلب (تاکی‌کاردی) و فشار خون منجر شود. این اثرات می‌توانند به ویژه برای افرادی که دارای مشکلات قلبی هستند، خطرناک باشند.

سردرد و میگرن

در برخی افراد، مصرف زیاد آن می‌تواند باعث سردرد و میگرن شود. این ممکن است به دلیل اثرات تحریک‌ کننده بر روی عروق خونی مغز باشد.

عوارض گوارشی

مصرف بیش از حد آن می‌تواند منجر به تهوع  و استفراغ شود. این اثرات به دلیل تحریک معده و افزایش تولید اسید معده است. همچنین ممکن است به تحریک روده‌ها و ایجاد اسهال منجر شود. این اثر به دلیل اثرات ملین‌ گونه آن است و افزایش تولید اسید معده و تحریک مکرر معده می‌تواند به سوزش سر دل و مشکلات مشابه منجر شود.

عوارض روانی و رفتاری

مصرف زیاد آن ممکن است به تغییرات خلق و خو، از جمله تحریک‌ پذیری و عصبانیت، منجر شود. در برخی افراد، مصرف زیاد می‌تواند به اختلالات روانی مانند اختلالات خلقی و حتی توهمات منجر شود.

نتیجه گیری

کافئین آنهیدروس دارای فرمول شیمیایی C₈H₁₀N₄O₂ است و به عنوان یک محرک موثر عمل می کند. هم چنین حالت فیزیکی آن به صورت پودر سفید کریستالی است که در صنعت کاربردهای زیادی دارد. همچنین مصرف بیش از اندازه آن عوارضی را به همراه دارد.

سوالات متداول

چه مقدار کافئین آنهیدروس برای مصرف روزانه مناسب است؟

میزان مصرف باید به دقت کنترل شود و مصرف بیش از حد آن می‌تواند مشکلاتی به همراه داشته باشد. به طور کلی، برای بزرگسالان سالم، میزان مصرف روزانه معمولاً نباید از 400 میلی‌گرم فراتر رود. این معادل حدود 4 فنجان قهوه است. در مورد نوع آنهیدروس، چون این ماده خالص‌تر است، مقدار مصرف باید به دقت محاسبه و رعایت شود.

منابع

PubMed , WHO