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물질 바로 알기 - 카페인 목록

조회 : 10727 | 2009-09-01

어린이 간식에 카페인이?!
부모님께서 드시는 커피 맛이 궁금해서 몰래 먹었다가 심장이 너무 빠르고 세게 뛰는 것 같아서 놀란 적이 없나요? 그건 바로 커피에 들어 있는 카페인이라는 성분 때문에 나타나는 현상인데요, 한국소비자보호원이 최근에 조사한 바에 따르면 어린이들이 즐겨 먹는 기호식품에도 카페인이 많이 들어있다고 합니다. 초콜릿, 과자류, 빵류, 우유, 탄산음료 등 카페인을 포함하는 식품의 종류가 무척 많다고 해요. 그런데 정작 카페인의 함량이 제대로 표시되어 있지 않기 때문에 하루에 얼마나 많은 양의 카페인을 섭취하는지조차 알 수 없어서 문제라고 합니다. 카페인 1일 섭취 기준을 초과하더라도 그 사실을 전혀 알 수 없다는 말이지요. 물론 카페인이 해롭기만 한 것은 아닙니다. 적당한 양의 카페인은 피로를 풀어주고 정신을 맑게 해주는 등 좋은 영향을 주기도 합니다. 하지만 성인이라 할지라도 카페인에 민감한 사람들은 신경과민이나 불면증 같은 부작용에 시달리게 되는데, 그보다 더 민감한 어린이들에게 카페인 과잉섭취는 위험한 일이 아닐 수 없습니다. 앞으로는 규정을 바꿔서라도 어린이 기호식품에 카페인 함량을 꼭 표시하도록 해야겠습니다.

[사진] 어린이들이 즐겨 마시는 초코우유에도 카페인이 들어 있다. (cc) by hoyasmeg


* 알아보기
- 카페인은 어떤 물질인가요? - 물질의 조성 및 화학식
- 카페인은 우리 몸에서 어떤 작용을 하나요? - 물질의 성질
- 카페인의 섭취 기준은 얼마인가요? - 일일섭취기준량




카페인은 어떤 물질인가요? (물질의 조성 및 화학식)
물질에 따라 원자의 종류나 개수가 다를 뿐 세상의 모든 물질은 원자들로 이루어졌습니다(따끈따끈 과학 스물네 번째 이야기 <원자와 원소> 참조). 카페인은 탄소, 수소, 산소, 질소, 이렇게 네 가지 원자들로 있는데요, 카페인의 분자식은 C8H10O2N2입니다. 카페인이라고 하는 물질 한 개(분자)에 탄소 원자 8개, 수소 원자 10개, 산소 원자 2개, 질소 원자 2개가 있다는 뜻입니다. 우리가 실험실에서 인공적으로 만들 수도 있지만 카페인의 주공급원은 식물입니다. 커피의 잎이나 콩, 녹차를 비롯한 여러 종류의 차 잎, 콜라 나무의 열매 등 여러 가지 식물이 커피를 함유하고 있습니다.

카페인이 무엇인지 국어사전을 찾아보면 ‘커피나 여러 가지 차에 있는 알칼로이드의 한 가지. 바늘 모양의 흰 결정으로, 맛이 쓴데 흥분제나 강심제로 쓴다’고 나와 있습니다(야후 국어사전 참조). 알칼로이드란 한 가지 물질이 아니라 어떤 종류의 물질을 한꺼번에 이르는 것으로써, 식물에 들어 있으면서 질소 원자를 포함하는 염기성물질을 말합니다(산과 염기에 대해서는 다음에 다룰 예정입니다). 카페인이 흥분제나 강심제로 쓰인다고 나와 있듯이, 많은 알칼로이드가 사람을 비롯하여 동물에 특이한 작용을 하기 때문에 약으로 사용되는 경우가 많습니다. 하지만 일정한 양 이상 사용하는 경우에는 그 반대로 독이 되기 때문에 특별히 주의해야 합니다. 추리소설 혹은 미스터리 소설 등에서 알칼로이드를 이용한 범죄 행위가 자주 등장하는 것도 이런 이유 때문입니다.

[그림] 카페인의 구조식




카페인은 우리 몸에서 어떤 작용을 하나요? (물질의 성질)

우리 몸에서 어떤 작용을 하는지 알아보기 전에 카페인의 물리적 성질을 살펴보겠습니다. 어떤 물질을 화학적으로 변화시키지 않고 측정할 수 있는 성질을 물질의 물리적 성질이라고 합니다. 물리적 성질에는 녹는점, 끓는점, 밀도, 용해도 등이 있는데, 각 물질은 각기 다른, 고유한 물리적 성질을 갖습니다. 카페인은 냄새가 없으며 녹는점(238°C)이 높기 때문에 상온에서 흰 색 고체 상태입니다. 녹는점보다 낮은 178°C에서 승화하기 시작합니다(승화: 고체가 액체 상태를 거치지 않고 기체로 변하는 것). 밀도는 1.23g/cm3이고, 뜨거운 물에는 잘 녹지만 찬물에는 잘 녹지 않습니다. 커피 기계에 커피콩을 빻아서 넣고 뜨거운 물을 부으면 카페인이 잘 녹아나오지만, 찬 물을 부으면 아주 적은 양의 카페인만 녹아나오게 되므로 카페인 함량이 적은 커피를 만들 수 있습니다.

[사진] 카페인을 함유하고 있는 커피콩 (cc) by lgkiii




[사진] 네덜란드식 커피 추출기, 찬물을 이용함으로써 카페인이 적은 커피를 만들 수 있다. (cc) by dailylifeofmojo

매일 아침 커피를 마시는 습관을 가진 어른들이 많습니다. 그 이유를 물어보면 하루를 맑은 정신으로 시작하고 싶어서 그렇다는 대답을 많이 합니다. 적당한 양의 커피는 중추신경을 자극하여 정신을 맑게 해주는 역할을 합니다. 물론 그것은 커피에 들어있는 카페인의 역할입니다. 그밖에도 카페인은 우리 몸에 여러 가지 좋은 영향을 끼칩니다. 예를 들면, 이뇨작용을 촉진시킴으로써 몸 안에 쌓인 노폐물을 더욱 효율적으로 내보낼 수 있게 도와주기도 하고, 위액분비를 촉진시켜서 소화를 돕기도 합니다. 또 심장근육을 강화하기 때문에 강심제로 쓰이기도 하고, 어떤 경우에는 편두통을 낫게 하는 효과가 있습니다. 그러나 카페인이 이렇게 좋은 영향을 미치는 것은 ‘적당한 양’을 섭취했을 때에 한합니다. 너무 많은 양의 카페인은 신경과민, 불면증, 떨림, 두통, 불안, 메스꺼움 등 부작용을 일으키게 됩니다. 오랜 기간 동안 계속해서 카페인을 과잉 섭취하게 되면 카페인중독증이 생길 수도 있습니다.





카페인의 하루 섭취 기준은 얼마인가요? (일일섭취기준량)

식품의약품안전청이 제시한 카페인 일일섭취기준량은 성인의 경우 400mg 이하, 임산부 300mg 이하, 어린이의 경우 몸무게 1kg당 2.5mg 이하입니다. 카페인이 몸 안의 칼슘을 배출시켜서 골다공증을 유발할 수 있기 때문에 임산부와 어린이의 경우에 일일섭취기준량이 일반 성인보다 적습니다. 평소에 사람들이 즐겨 마시는 식품에 카페인이 얼마나 들어 있는지 식품의약품안전청 자료를 참고하여 정리해보겠습니다. 커피믹스 한 봉을 녹인 커피에는 평균 69mg, 녹차(티백 1개) 한 잔에는 15mg, 콜라 250mL에는 23mg, 30g짜리 초콜릿 한 개에는 16mg의 카페인이 들어 있다고 합니다. 어른의 경우에는 커피나 콜라, 녹차 등을 몇 잔쯤 마셔도 큰 문제가 없지만 어린이의 경우는 다릅니다. 가령 몸무게가 20kg인 어린이라면 50mg 이하, 몸무게가 30kg인 어린이라면 75mg 이하의 카페인만 섭취해야 합니다. 즉, 어린이에게는 커피 한 잔도 너무 많을 수 있다는 뜻입니다. 게다가 어린이들이 즐겨 먹는 초콜릿, 초콜릿이 들어 있는 여러 가지 음료, 아이스크림, 과자, 빵 등에도 카페인이 들어 있어서, 어른들이 특별히 주의를 기울이지 않으면 기준량을 넘기기 십상입니다. 앞으로 무엇을 먹을 때는 카페인이 들어 있는 식품인지 아닌지 잘 알아보고, 일일섭취기준량을 넘기지 않도록 주의하시기 바랍니다. 또 사람마다 카페인의 영향력이 다르기 때문에 기준량 이내의 카페인에도 부작용이 나타날 수 있으니 더더욱 조심해야겠습니다.

[사진] 여러 가지 모양의 초콜릿 (cc) by avlxyz






*오늘의 중요 용어정리

[화학식(chemical formula)]
원소 기호를 이용하여 물질의 조성을 나타내는 식으로써 실험식, 분자식, 시성식, 구조식 등이 있다. 화학식을 보면 그 물질이 어떤 원자들로 이루어졌는지 알 수 있다. C8H10O2N2은 카페인의 분자식이다. 우리와 친숙한 몇 가지 물질의 분자식을 예로 들어보면, 물은 H2O, 공기 중의 산소와 질소는 각각 O2, N2, 설탕은 C12H22O11이다.

[카페인(caffeine)]
커피나 차, 초콜릿 등에 들어 있는 유기물질로서 알칼로이드의 일종이다. 분자식은 C8H10O2N2. 중추신경흥분작용, 각성작용, 강심작용 등 인체에 좋은 영향을 미치기도 하지만, 과잉 섭취의 경우에는 오히려 부작용을 일으킨다.

[알칼로이드(alkaloid)]
식물에 들어 있는 유기물질이며 질소 원자를 포함하는 염기성 물질을 통틀어 부르는 말. 사람을 비롯한 동물의 몸속에서 특이한 작용을 하기 때문에 약으로 사용되는 경우가 많다. 그러나 기준량을 초과하는 경우에는 독으로 작용한다. 카페인 뿐 아니라 모르핀, 니코틴, 코카인 등도 알칼로이드에 들어간다.




*더 찾아보아요.
☆ 인터넷으로 찾아보아요.

- 식품의약품안전청 홈페이지 http://kfda.go.kr

- 식품나라 포털(식품안전정보 서비스) http://foodnara.go.kr




*한걸음 더!
☆ 화학식의 종류를 알아보고, 우리 주변의 여러 가지 물질을 화학식으로 나타내보세요.

☆ 여러분이 좋아하는 식품에 카페인이 얼마나 들어 있는지 알아보고, 하루에 섭취해도 괜찮은 양을 계산해보세요.





주제!
물질 ,에너지 ,
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