คาเฟอีนในใบชาและในถ้วยชา 咖啡碱

กองบรรณาธิการ · · 8 นาทีในการอ่าน

ใบชามีคาเฟอีน 2–5% ของน้ำหนักแห้ง แต่ลงถ้วยเพียงบางส่วน ปริมาณที่ลงถ้วยขึ้นกับปริมาณใบชา อุณหภูมิน้ำ เวลาที่แช่ และจำนวนน้ำที่ชง ไม่ได้ขึ้นกับสีของชา

ชาเขียวและชาแดงสองถ้วย แต่ละถ้วยมีใบชาแห้งวางอยู่ด้านหน้า
ภาพประกอบ
咖啡碱
คาเฟอีน
kāfēijiǎn
ในใบชาแห้ง: 
คาเฟอีน 2–5% ของน้ำหนัก
มากที่สุดใน: 
ยอดและใบแรก
ในถ้วย: 
4–14 มก. (2 กรัม/200 มล. 80 °C 2 นาที)
ล้างชา 30 วินาที: 
ประมาณ 9% เป็นค่าประมาณ
ชงใบเดียวกันสามน้ำ: 
69% 23% และ 8% ของปริมาณรวม

เมื่อพูดถึงคาเฟอีนในชา คนส่วนใหญ่มักหมายถึงคาเฟอีนในถ้วย: ดื่มแล้วจะตาสว่างไหม ดื่มตอนเย็นได้หรือเปล่า แต่คาเฟอีนในใบชากับคาเฟอีนในถ้วยเป็นตัวเลขคนละตัว ใบชามีคาเฟอีนสะสมไว้เป็นคลัง ส่วนถ้วยได้เท่าที่น้ำสกัดออกมาทัน คลังนั้นขึ้นกับต้นชาและการเก็บใบ แต่จะลงถ้วยของคุณเท่าไรขึ้นกับตัวคุณเอง

ในใบชามีคาเฟอีนเท่าไร

คาเฟอีนเป็นอัลคาลอยด์พิวรีนหลักในสามชนิดของใบชา อีกสองชนิดคือธีโอโบรมีนและธีโอฟิลลีนมีน้อยกว่าหลายสิบถึงหลายพันเท่า คือราว 0.05% และ 0.002% ของน้ำหนักแห้ง เทียบกับคาเฟอีน 2–4% ตามบทความทบทวนงานวิจัยปี 2001 คาเฟอีนมีรสขม ละลายในน้ำร้อนได้ดี และเป็นหนึ่งในสารรสชาติหลักของน้ำชา

สถานีวิจัยและส่งเสริมชาไต้หวันให้ช่วงโดยรวมไว้ที่ 2–5% ของน้ำหนักแห้ง ชาที่ขายทั่วไปส่วนใหญ่อยู่ราว 3% ชาจอร์เจียและชาตุรกีที่ทำจากใบแก่ของต้นชาปลูกจากเมล็ดอาจต่ำเพียง 1–1.5% ส่วนการเก็บใบอ่อนจากโคลนในแอฟริกาอาจสูงถึง 5–6% ตัวเลขเหล่านี้มาจากผู้เชี่ยวชาญด้านชา Nigel Melican และสอดคล้องกับข้อมูลของไต้หวัน

คาเฟอีนกระจายในยอดชาไม่เท่ากัน การวัดในสายพันธุ์ Jianghua Kucha พบมากที่สุดในใบแรก (39 มก./กรัม) และยอด (37 มก./กรัม) ใบที่สี่มี 28 มก./กรัม และก้านอ่อน 21 มก./กรัม งานก่อนหน้านี้เกี่ยวกับหลงจิ่ง 43 และทิกวนอิมระบุว่าจุดสูงสุดอยู่ที่ยอด สำหรับผู้ซื้อ นั่นหมายความว่ายิ่งเก็บใบละเอียดอ่อน ยิ่งมีคาเฟอีนต่อใบชาหนึ่งกรัมมากขึ้น

อะไรเป็นตัวกำหนด: ต้นชาและการเก็บใบ ไม่ใช่สี

ชนิดของชามีผลต่อคาเฟอีนน้อย ชาเขียวกับชาแดงที่ทำจากใบสดชุดเดียวกันต่างกันราว 0.3 จุดเปอร์เซ็นต์ ส่วนความต่างระหว่างสายพันธุ์ โคลน และฤดูกาลมากกว่านั้นหลายเท่า ใบพันธุ์อัสสัมมีมากกว่าพันธุ์จีนสูงสุดราวหนึ่งในสาม และแปลงปลูกจากโคลนมีมากกว่าแปลงที่ปลูกจากเมล็ดสูงสุดถึงสองเท่า การใส่ปุ๋ยไนโตรเจนมากและการเติบโตเร็วก็ทำให้ระดับสูงขึ้น

ฤดูกาลไม่ชัดเจนเท่า ตามข้อมูลของไต้หวัน ชาที่เก็บในฤดูร้อนและฤดูใบไม้ร่วงมีมากกว่าชาฤดูใบไม้ผลิและฤดูหนาว แต่ Melican กลับนับฤดูใบไม้ร่วงเป็นหนึ่งในเงื่อนไขที่ได้คาเฟอีนต่ำสุด (อ้างจอร์เจียและตุรกี) ไม่มีกฎตายตัว และตัวเลขที่ผู้ขายบอกสำหรับล็อตใดล็อตหนึ่งเป็นเพียงแนวทางคร่าว ๆ เพราะคาเฟอีนในโคลนเดียวกันเปลี่ยนไปมากกว่าสองเท่าตลอดปี

การพรางแสงก็สำคัญ หลังพรางด้วยตาข่ายพราง 95% เป็นเวลา 26 วัน ใบมีคาเฟอีนเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าและธีอะนีนเกือบสี่เท่า นี่อธิบายว่าทำไมเกียวคุโระและมัทฉะของญี่ปุ่นจึงมีคาเฟอีนสูง ผู้ปลูกพรางแสงต้นชาเพื่อให้ได้ความหวาน และคาเฟอีนก็เพิ่มตามมาด้วย

การแปรรูปเปลี่ยนค่านี้น้อย ในการทดลองกับใบสดชุดเดียว คาเฟอีนเปลี่ยนไปเพียงไม่กี่ส่วนสิบของเปอร์เซ็นต์เมื่อใช้วิธีการผึ่งต่างกัน และลดลงเล็กน้อยเมื่อออกซิเดชันนาน

ชาขาวกับคาเฟอีน

ข้ออ้างที่ว่าชาขาวแทบไม่มีคาเฟอีนไม่ตรงกับผลการวัด ชาขาวที่ทำจากยอดใช้ส่วนของยอดชาที่มีคาเฟอีนสูงที่สุดส่วนหนึ่ง ในตัวอย่างจากบราซิล ชาขาววัดได้ 21.5–31.0 มก./กรัม เทียบกับ 18.3–25.3 ในชาเขียว และ 14.3–34.8 ในชาแดง ค่าต่ำสุดในใบชาพบในชาอูหลงไต้หวัน (23.8 และ 28.8 มก./กรัมในงานวิจัยหนึ่ง) และแม้แต่ค่าเหล่านั้นก็ยังห่างไกลจากการไม่มีคาเฟอีน

ลงถ้วยเท่าไร

คาเฟอีนลงสู่น้ำชาเพียงบางส่วน การชงด้วยน้ำเดือดหนึ่งน้ำนาน 5 นาทีสกัดคาเฟอีนได้ 51.5–85.2% ของที่มีในใบ ขึ้นกับขนาดอนุภาค ที่เหลืออยู่ในใบที่เปียก

เวลา คาเฟอีนออกเร็ว แต่ไม่ใช่ทันที สำหรับน้ำเดือด ค่าประมาณที่อิงข้อมูลของ Hicks และคณะเป็นดังนี้: ครึ่งนาที ราว 9%; หนึ่งนาที 18%; สองนาที 34%; สามนาที 48%; ห้านาที 69%; สิบนาที 92%; สิบห้านาที เกือบทั้งหมด ตัวเลขนี้เป็นการต่อเส้นกราฟของ Melican จากจุดข้อมูลที่ 5, 10 และ 15 นาที ไม่ใช่การวัดโดยตรงในเวลาสั้น ๆ จึงควรถือเป็นค่าโดยประมาณ

อุณหภูมิ น้ำเดือดสกัดได้มากกว่าน้ำ 80 °C อย่างน้อยสองเท่า เป็นเช่นนี้กับตัวอย่างไต้หวันทั้งหกตัวอย่าง (3 กรัมต่อ 150 มล. 5–6 นาที) ชาอูหลงที่ชงสองนาทีได้ 4 มก. ต่อ 200 มล. ที่ 80 °C และ 14 มก. ที่ 100 °C มีเพียงชาอูหลงที่ความต่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ชาชนิดอื่นแสดงแนวโน้มเดียวกันแต่อ่อนกว่า

จำนวนน้ำที่ชง คาเฟอีนส่วนใหญ่ออกจากใบในไม่กี่น้ำแรก ชงใบชาชุดเดียวกันสามน้ำ น้ำละห้านาที ได้ 69% 23% และ 8% ของปริมาณที่สกัดได้ทั้งหมด1 กับชาขาวฮกเกี้ยนที่ชงตามวิธีชิมมาตรฐาน น้ำแรกเอาคาเฟอีนของใบไป 37% และสามน้ำเอาไป 79% คาเฟอีนออกเร็วกว่าคาเทชิน: หลังสามน้ำ คาเทชินถูกสกัดออกไปไม่ถึงครึ่ง นั่นคือเหตุผลที่รสชาติยังคงเต็มอยู่นานหลังจากคาเฟอีนในถ้วยลดลงแล้ว สำหรับเรื่องที่อุณหภูมิและเวลาเข้ามาเกี่ยวข้องอย่างไร ดูฟิสิกส์ของการสกัด

ตัวอย่างถ้วยที่วัดจริงไว้เปรียบเทียบ:

วิธีและเงื่อนไข คาเฟอีนในถ้วย
2 กรัมใน 200 มล. 80 °C 2 นาที ชาอูหลง 4 มก. ชาขาว 5.8 ชาเขียว 11 ชาผู่เอ๋อร์ 13 ชาเหลือง 13.8 ชาแดง 142
เหมือนกัน แต่นานถึง 10 นาทีที่ 100 °C ค่าสูงสุดของแต่ละชนิด 27–53 มก.
เซ็นฉะ 10 กรัมใน 430 มล. 90 °C 1 นาที 20 มก./100 มล.
10 กรัมใน 60 มล. 60 °C 2.5 นาที 160 มก./100 มล.
เก็นไมฉะ 15 กรัมใน 650 มล. 90 °C 30 วินาที 10 มก./100 มล.
ชาแดง 5 กรัมใน 360 มล. น้ำเดือด 1.5–4 นาที 30 มก./100 มล.
มัทฉะ ผง 1.5 กรัมใน 70 มล. 48 มก. ต่อถ้วย

ดังที่ตารางแสดง ตัวเลข "มก. ต่อถ้วย" ไม่มีความหมายเลยถ้าไม่มีปริมาณใบชา ปริมาตรน้ำ อุณหภูมิ และเวลา เกียวคุโระขึ้นที่หนึ่งเพราะชงเข้มข้นมาก 10 กรัมใน 60 มล. ไม่ใช่เพราะใบชาพิเศษอะไร เก็นไมฉะมีคาเฟอีนครึ่งหนึ่งของเซ็นฉะเพราะผสมข้าวเข้าไป

การล้างชาไม่ได้เอาคาเฟอีนออก

ความเชื่อที่ฝังลึกที่สุดคือ เทน้ำแรกทิ้งแล้วจะกำจัดคาเฟอีนได้ 80% ความจริงคือ 30 วินาทีในน้ำเดือดปล่อยออกมาราว 9% แม้ในสภาพห้องทดลองที่รุนแรง (ใบละเอียด คนตลอดเวลา) ครึ่งนาทีก็ออกมาเพียง 20% การเอาออก 80% ต้องแช่นานกว่าห้านาที

America's Test Kitchen ได้ผลเช่นเดียวกันจากการทดสอบในห้องทดลองกับน้ำที่สองซึ่งชงหลังจากน้ำแรกที่ชงหลายนาที น้ำที่สองของชาขาว ชาเขียว และชาอูหลงมีคาเฟอีนไม่ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญ และในชาเขียวกับชาอูหลงยังสูงกว่าด้วยซ้ำ มีเพียงชาแดง (ต่ำกว่า 40%) และน้ำที่สาม ซึ่งรสจางอยู่แล้ว ที่มีคาเฟอีนน้อยลงอย่างเห็นได้ชัด ชาอูหลงที่ม้วนแน่นคลี่ช้า น้ำที่สองของมันจึงอาจมีคาเฟอีนมากกว่าน้ำแรก

แล้วการล้างชามีไว้ทำไม ในจีนเรียกว่า "การปลุกชา" (醒茶) น้ำร้อนทำให้ใบอุ่นและคลี่ และไล่กลิ่นอับจากการเก็บออกจากชาอูหลงที่ม้วนแน่นและชาเก่า (ดูการอุ่นและการล้างชา) มันไม่ใช่วิธีลดคาเฟอีน

จะได้คาเฟอีนในถ้วยน้อยลงได้อย่างไร

สิ่งที่ได้ผลคือเปลี่ยนใบชาและวิธีชง ไม่ใช่เปลี่ยนพิธีกรรม

  1. วัตถุดิบ เลือกใบแก่แทนยอดอ่อนและชาที่เก็บช่วงแรก ชาที่พรางแสง (เกียวคุโระ มัทฉะ) มีมากกว่า
  2. อุณหภูมิ น้ำ 80 °C แทนน้ำเดือดสกัดได้น้อยกว่าราวครึ่งหนึ่ง
  3. ปริมาณใบชา ใบชาน้อยลงในปริมาตรเท่าเดิมได้คาเฟอีนน้อยลงตามสัดส่วน
  4. จำนวนน้ำที่ชง น้ำแรก ๆ มีคาเฟอีนมากที่สุด: ที่ 85–100 °C จุดสูงสุดอยู่ที่น้ำแรก ที่ 70 °C อยู่ที่น้ำที่สอง อย่าดื่มติดต่อกัน
  5. ชงเย็น การชงเย็นสามน้ำ (3 กรัมใน 150 มล. 4 °C 2 และ 4 ชั่วโมง) รวมกันได้คาเฟอีนน้อยกว่าชงร้อนเพียงน้ำเดียว
  6. ชาปราศจากคาเฟอีน มาตรฐานของจีนอนุญาตให้มีคาเฟอีนได้ถึง 0.6% จึงไม่ใช่ศูนย์ พืชบางชนิดไม่มีคาเฟอีนตามธรรมชาติ: ในชาโกโก้ (Camellia ptilophylla) อัลคาลอยด์หลักคือธีโอโบรมีน

การวัดที่เชื่อถือได้สำหรับกงฟูฉามีน้อย ปริมาณใบชาคือ 5–8 กรัมต่อน้ำ 80–110 มล. และไม่มีงานศึกษาใดให้ข้อมูลต่อถ้วยครบถ้วนที่เทียบกับตารางข้างต้นได้ การคำนวณคร่าว ๆ ไม่ใช่การวัด: ใบชา 7 กรัมที่มีคาเฟอีน 2–5% มีคาเฟอีน 140–350 มก. และตลอดการชงยาว ๆ ส่วนใหญ่จะลงสู่น้ำชา ในการศึกษาชาผู่เอ๋อร์เซิงจาก Bingdao 14 น้ำ คาเฟอีนในน้ำชาลดลง 40% หลังน้ำที่เจ็ด และรสชาติดีที่สุดอยู่ในน้ำที่ 3–7 ถ้าคุณดื่มกงฟูฉาเป็นเวลานาน ให้นับทั้งช่วงที่ดื่ม ไม่ใช่ถ้วยเล็กใบเดียว

ชา กาแฟ และเกณฑ์แนะนำ

เมื่อเทียบสารแห้งกรัมต่อกรัม ชากับเมล็ดกาแฟคั่วมีคาเฟอีนใกล้เคียงกัน ความต่างในถ้วยมาจากปริมาณที่ใช้: ใบชาราว 0.75 กรัมต่อชา 100 มล. และกาแฟบดมากกว่านั้นมากต่อกาแฟหนึ่งถ้วย องค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริการะบุคาเฟอีน 37 มก. ในชาเขียว 12 ออนซ์ (ราว 355 มล.) 71 มก. ในชาแดง และ 113–247 มก. ในกาแฟ ตามตารางองค์ประกอบอาหารของญี่ปุ่น กาแฟ (10 กรัมใน 150 มล.) มี 60 มก./100 มล. ซึ่งเป็นสามเท่าของเซ็นฉะและสองเท่าของชาแดง ขณะที่เกียวคุโระมากกว่านั้น 2.7 เท่า

คาเฟอีนในชากับคาเฟอีนในกาแฟเป็นสารชนิดเดียวกัน "ธีอีน" เป็นชื่อเก่า: Oudry แยกมันจากชาได้ในปี 1827 และในปี 1838 Jobst กับ Mulder แสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบของมันตรงกับคาเฟอีน ร่างกายปฏิบัติต่อคาเฟอีนธรรมชาติจากชาหรือกาแฟและคาเฟอีนที่เติมเข้าไปเหมือนกัน

ปริมาณที่ถือว่าปลอดภัย ควรยึดตามตัวเลขทางการ สำนักงานความปลอดภัยด้านอาหารแห่งยุโรป (EFSA, 2015) ถือว่าปริมาณครั้งเดียวไม่เกิน 200 มก. และไม่เกิน 400 มก. ต่อวัน ปลอดภัยสำหรับผู้ใหญ่ที่แข็งแรง 100 มก. ก่อนนอนไม่นานอาจรบกวนการนอน ส่วนหญิงตั้งครรภ์จำกัดไว้ที่ 200 มก. ต่อวัน3 ตัวเลขเหล่านี้ครอบคลุมคาเฟอีนจากทุกแหล่ง สำหรับสิ่งอื่นทั้งหมดที่ลงถ้วยได้ ดูความปลอดภัยของชา

ฤทธิ์ที่ "อ่อนโยนกว่า" ของชามักอธิบายว่าเป็นเพราะคาเฟอีนมาพร้อมกับธีอะนีน แต่การทดลองใช้ปริมาณสูงกว่าที่ชาให้ เช่นคาเฟอีน 50 มก. กับธีอะนีน 100 มก. หรือ 150 มก. กับ 250 มก. ในชามีคาเฟอีนมากกว่าธีอะนีนราวสองเท่า แนวคิดที่ว่าคาเฟอีนจากชาถูกดูดซึมอย่างอ่อนโยนกว่ายังเป็นเพียงสมมติฐานของ Melican ไม่มีการวัดการดูดซึมรองรับ

คำถามที่พบบ่อย

จริงหรือไม่ที่ชาขาวแทบไม่มีคาเฟอีน

ไม่จริง ชาขาวทำจากยอดและใบแรก ซึ่งเป็นส่วนที่มีคาเฟอีนมากที่สุด การสำรวจในบราซิลพบคาเฟอีน 21.5–31.0 มก./กรัมของใบแห้งในชาขาว ไม่น้อยกว่าชาเขียวหรือชาแดง เมื่อชงด้วยเงื่อนไขเดียวกัน (80 °C 2 นาที) ชาขาวได้น้อยกว่าชาแดง แต่ถ้าแช่นานขึ้นก็ไล่ตามทัน

การล้างชาครั้งแรกช่วยเอาคาเฟอีนออกหรือไม่

แทบไม่ช่วย จากค่าประมาณที่อิงข้อมูลของ Hicks และคณะ การแช่ในน้ำเดือด 30 วินาทีปล่อยคาเฟอีนออกจากใบเพียงราว 9% การเอาออก 80% ต้องแช่นานกว่าห้านาที การล้างชามีไว้ปลุกใบชา ไม่ได้มีไว้เอาคาเฟอีนออก

จะได้คาเฟอีนในถ้วยน้อยลงได้อย่างไร

เลือกใบแก่แทนยอดอ่อน ชงด้วยน้ำประมาณ 80 °C แทนน้ำเดือด ใช้ใบชาต่อถ้วยให้น้อยลง และอย่าดื่มน้ำแรก ๆ ติดกัน การชงเย็นก็ได้คาเฟอีนน้อยกว่าเช่นกัน ไม่มีชาชนิดใดที่ปราศจากคาเฟอีนอย่างแท้จริง ยกเว้นชาโกโก้ซึ่งมีธีโอโบรมีนแทน

เชิงอรรถ
  1. Hicks M. B., Hsieh Y.-H. P., Bell L. N. Tea preparation and its influence on methylxanthine concentration. Food Research International 29, 1996, 325–330. doi.org/10.1016/0963-9969(96)00038-5 ↩

  2. Ayakdaş G., Ağagündüz D. Determination of L-Theanine and Caffeine Contents in Tea Infusions. Foods 14 (13), 2313, 2025. mdpi.com/2304-8158/14/13/2313 ↩

  3. EFSA NDA Panel. Scientific Opinion on the safety of caffeine. EFSA Journal 13 (5), 4102, 2015. doi.org/10.2903/j.efsa.2015.4102 ↩

咖啡碱
คาเฟอีน
kāfēijiǎn
ในใบชาแห้ง: 
คาเฟอีน 2–5% ของน้ำหนัก
มากที่สุดใน: 
ยอดและใบแรก
ในถ้วย: 
4–14 มก. (2 กรัม/200 มล. 80 °C 2 นาที)
ล้างชา 30 วินาที: 
ประมาณ 9% เป็นค่าประมาณ
ชงใบเดียวกันสามน้ำ: 
69% 23% และ 8% ของปริมาณรวม