基本介紹
形態特徵,生長環境,分布範圍,主要價值,主要成分,醫藥作用,藥代動力學,毒副作用,栽培技術,要求,條件,採收儲藏,植物學史,品種分類,優劣鑑定,其它信息,
形態特徵
咖啡樹是茜草科的一種灌木或小喬木；葉對生，革質，長卵形；每年3月，枝條就會冒出潔白的花朵，花瓣呈螺旋排列，花心圍繞花瓣跳躍，仔細一瞧，還真像兒時玩轉的小風車，發出陣陣茉莉花的清香；果實為橢圓形，漿果，深紅色，內藏兩粒種子，即是我們熟悉的咖啡豆。白花紅果咖啡樹的第一次開花期約為樹齡三年左右，白色的花五瓣筒狀花朵，飄散著一種淡淡的茉莉花香，花序濃密而成串排列。
咖啡果實
咖啡果實花朵，開花二、三日之後即會凋謝，幾個月後開始結出果實。果實為核果，直徑約1.5厘米，最初呈綠色，後漸漸變黃，成熟後轉為紅色，和櫻桃非常相似，因此稱為櫻桃咖啡（Coffee Cherry），此時即可採收。
咖啡樹
咖啡樹成熟的咖啡漿果外型像櫻桃，呈鮮紅色，果肉甜甜的，內含一對種子，也就是咖啡豆（Coffee Beans）。咖啡品種有小粒種、中粒種和大粒種之分，前者含咖啡因成分低，香味濃，後兩者咖啡因含量高，但香味差一些。世界銷售的咖啡一般是由小粒種和中粒種按不同的比例配製而成，通常是七成中粒種，主要取其咖啡因；三成小粒種，主要取其香味。每個咖啡品種一般都有幾個到十幾個變異種。咖啡比較耐陰耐寒，但不耐光、不耐旱、不耐病。咖啡含有咖啡鹼、蛋白質、粗脂肪、粗纖維和蔗糖等九種營養成分，作為飲料，它不僅醇香可口，略苦回甜，而且有興奮神經、驅除疲勞等作用。在醫學上，咖啡鹼可用來作麻醉劑、興奮劑、利尿劑和強心劑以及幫助消化，促進新陳代謝。咖啡的果肉富含糖份，可以製糖和制酒精。咖啡花含有香精油，可提取高級香料。
生長環境
咖啡樹喜歡白天溫和不酷熱的氣溫，以及少於兩小時的直接日照，因此要是缺乏每天報到的午後陣雨或濃霧，當地的農夫就必須在咖啡園中夾種許多高一點的樹來遮蔭。到了夜晚，它們則希望有攝氏十度左右但是溫度又不能太低的環境，因為過於溫暖會使咖啡漿果發育得太快，結不出小而味濃的堅硬優質咖啡豆；萬一冷到結霜的話，咖啡樹又會被凍死。
咖啡樹
咖啡樹基於這些特性，適合阿拉比卡咖啡生長的樂土，多半是位於南北回歸線間擁有高山地形的國家，這一帶也就是所謂的咖啡地帶（Coffee Zone/Coffee belt）。
咖啡作為一種優雅、時尚、高品位的飲料早已風靡全世界，並被人們列為世界三大飲料（咖啡、茶葉、可可）之首，咖啡的種植也遍及全世界的76個國家和地區，僅1983-1984年度，全世界的咖啡產量就達550萬噸之多，出口量為420萬噸，其中以素有“咖啡王國”之稱的南美洲巴西的產量和出口量最多。儘管如此，咖啡的故鄉卻不在巴西，而是在非洲的衣索比亞，至今這個國家西南部咖法省的茂密叢林中，還生長著大片的野生咖啡林，“咖啡”一詞，就是來源於“咖法”這個地名。
分布範圍
咖啡生長的樂土多半是位於南北回歸線間擁有高山地形的國家。產熱帶非洲，中國華南、西南有引種栽培。
世界咖啡分布
世界咖啡分布主要價值
主要成分
1.小果咖啡果實含生物鹼，其中最主要的是咖啡鹼(ooffeine)，其次是可可豆鹼(theobromine)和茶鹼(theo-phylline)。種於含油，其中甾醇成分有：β-谷甾醇(β-sitosterol)，豆甾醇(stigi11astero1)，菜油甾醇(campestero1)，膽甾醇(cholesterol)和微量的5-燕麥甾-烯醇(Δ5-avenasterol)，7-燕麥甾烯醇(Δ7-avenasterol)，7-豆甾-烯醇(Δ7-stigmasterol)；又含類脂，其中脂肪酸成分是：肉豆寇酸(myristic acid)，棕桐酸(palmitic acid)，硬脂酸(stearic acid)，油酸(oleic acid)，亞油酸(linoleic acid)，花生酸(arachidic acid)。根、莖。葉、苗中含咖啡鹼、可可豆鹼、茶鹼、1，7-二甲基黃嘌呤(paraxanthine)，東茛菪素(scope1etin)，對-羥基苯甲酸(ρ-hydroxybenzoic acid)，香草酸(vanillic acid)，對-香豆酸(ρ-coumaric acid)，阿魏酸(ferulicacid)，綠原酸(ch1orogenic acid).咖啡酸(caffeic acid)。葉中還含熊果酸(ursolic acid)。
果實開始成熟
果實開始成熟2.中果咖啡果實含生物鹼：咖啡鹼、可可豆鹼、茶鹼。種子油中甾醇成分有：β-谷甾醇、24-亞甲基環木鳳梨烷醇(24-methylenecycloartanol)，5-燕麥甾-烯醇等。種子還含咖啡酸，阿魏酸，3-0，4-O-和5-O-咖啡醯奎寧酸(caffeoylquinic acid)，3，4-0-3，5-O-和4，5-O-二咖啡醯奎寧酸(dicaffeoy1quinic acid)，3-O-阿魏醯奎寧酸(3-0-feruloylquinic acid)，3-0-阿魏醯-4-O-咖啡醯奎寧酸(3-O-feruloyl-4-O-caffeoylquinic acid)，3-O-咖啡醯-4-O-阿魏酞奎寧酸(3-O-caffeoyl-4-O-feruloylquinic acid)。
咖啡樹
咖啡樹3.大果咖啡果實含咖啡酸。葉中還含1，3，7，9-四甲基尿酸(theacrine，1，3，7，9-tetramethyluric acid)，大果咖啡鹼(liber-ine)就是0(2)，1，9-三甲基尿酸[0(2)，1， 9-trimethyluric acid〕，甲基大果咖啡鹼(methyllibetine)就是0(2)，1，7，9-四甲基尿酸(O(2)，1，7， 9-tetramethv1uric acid]。
醫藥作用
1.對中樞神經系統的作用：咖啡主要有效成分咖啡因和其結構類似物茶鹼有很強的中樞興奮作用。但茶鹼較咖啡因作用更強，維持時間更長。人服用咖啡因或飲用含咖啡因的飲料常常表
咖啡樹
咖啡樹現睡意消失，疲勞減輕，思維敏捷。劑量加大，中樞興奮作用更加明顯，出現緊張、焦慮、不安、失眠、震顫等。更大劑量則產生局部或全身痙攣。茶鹼在這方面的作用明顯強於咖啡因。咖啡因、茶鹼等甲基黃嘌呤類化合物能增加呼吸中樞對CO2的敏感性。對呼吸中樞也有興奮作用，這種作用在Cheyne－Stoke呼吸(Cheyne－Stoke respiration)和早產兒呼吸暫停等病理狀態和用阿片類藥物抑制呼吸的情況下更加明顯。這類化合物尚可導致噁心和嘔吐，這部分與其中樞作用有關。人服用85-250mg咖啡因可使長時間腦力勞動工作能力增強，反應時間縮短，但涉及精巧肌肉協調和準確計時或算術的工作能力有所下降。有恐懼症的患者對甲基黃嘌呤類化合物尤其敏感，在一項研究中，大多數這類患者服用咖啡因血漿濃度達8μg/ml時即表現焦慮、恐懼和其他恐懼症的典型症狀。當中樞神經系統被用藥物抑制時，低劑量的咖啡因等甲基黃嘌呤類化合物即可表現明顯的中樞興奮作用。另有資料表明這類化合物可特異性地對抗包括鎮痛在內的阿片類製劑的作用。小鼠鞘內注射不產生痛覺過敏(hyperalgesia)劑量的咖啡因即可提高嗎啡止痛的半數有效量。但尚無資料表明酒精中毒時，咖啡因可提高大腦功能。研究表明，長期服用咖啡因可產生耐受性和藥物依賴性。
咖啡樹
咖啡樹2.對心血管系統的作用：咖啡因、茶鹼等甲基黃嘌呤類化合物對循環系統有明顯的作用。但它們的作用是複雜的，有時是矛盾的。這在很大程度上取決於當時的機體狀態、劑量以及是否以前服用過這類藥物。從前未用過這類藥物的人服用咖啡因250-350mg可使心率稍有增加，同時收縮壓和舒張壓也有所上升。但上述劑量對常期服用咖啡因的人常常無任何作用。過去未服用過這類化合物的人服用咖啡因後引起的心率和血壓升高是否與兒茶酚胺等化合物和血漿腎素活性升高有關還有待於進一步研究。可以認為對於常期服用者，體內上述物質濃度並無明顯變化。在高劑量下，咖啡因和茶鹼都可造成心動過速。敏感患者可能出現期前收縮等心律失常。過量服用含咖啡因的飲料也可能出現心律失常，然而，對正常人這種誘發心律失常的危險性很小，對有缺血性心臟病或心室異位(ventricular ectopy)的患者通常也能耐受中等劑量的咖啡因。甲基黃嘌呤類對腦血管有收縮作用，使腦血管阻力上升，並伴有腦血流量和腦氧張力下降。
咖啡樹
咖啡樹3.對平滑肌的作用：甲基黃嘌呤類化合物可舒張各種平滑肌，其中最重要的是對氣管平滑肌的舒張，尤其是在臨床哮喘和實驗中使用藥物使氣管平滑肌收縮的情況下作用尤為明顯。茶鹼是該類化合物中最為有效的平滑肌舒張藥，但對其作用機制仍不清楚。此外，該類化合物尚能特異性地對抗阿片類藥物對胃腸道的作用。
咖啡樹
咖啡樹4.其他作用：咖啡因有增強人骨骼肌工作能力的作用，也能增加貓間接刺激四頭肌的抽搐張力。在治療劑量下，咖啡因和茶鹼均可提高人膈肌的收縮力，減輕膈肌疲勞。此外，甲基黃嘌呤類化合物，特別是茶鹼有利尿作用，其增加水和電解質的排泄與噻嗪類化合物相似，長期飲用咖啡可使血漿膽固醇濃度升高，但這並非由於咖啡因所致，而與咖啡所含其他成分有關。
藥代動力學
甲基黃瞟吟類口服、直腸或注射給藥均易吸收。該類化合物廣泛分布於機體各處，並可透過胎盤屏障，也可由乳汁分泌。
咖啡樹
咖啡樹咖啡因和茶鹼的表觀分布容積相似，通常為0.4-0.6L/kg。茶鹼和血漿蛋白的結合比例較咖啡因高，隨著濃度增加，結合比例下降。該類化合物主要在肝中代謝。茶鹼和咖啡因各只有15%和5%以原型從尿中排出。咖啡因的血漿半衰期為3-7小時，懷孕晚期或長期使用甾醇類口服避孕藥婦女的半衰期要兩倍於以上時間。未成熟嬰兒對甲基黃嘌呤類化合物消除很慢，對咖啡因的平均半衰期超過50小時。咖啡因主要通過去甲基化(demethylatiOn)和8位氧化的方式代謝，尿中主要代謝產物為L甲基黃嘌呤(1-methylxanthine)，1-甲基尿酸(1-methy-luric acid)等，少量也可形成茶鹼和可可豆鹼等其他黃嘌呤類化合物。
毒副作用
因用咖啡因致死的現象很少發生。成人短時服用咖啡因的致死量約為5-10g，服用1g即可出現不良反應，多見中樞神經和循環系統症狀。以失眠，不安和激動等早期症狀發展到輕度昏迷、嘔吐、痙攣，肌肉緊張和震顫，心動過速和期外收縮(extrasysto1e)也常見。此外，還可見呼吸加快。
栽培技術
要求
咖啡樹的原產地在非洲的衣索比亞。咖啡樹在植物學上，屬於茜草科咖啡亞屬的常綠樹，而一般所俗稱的咖啡豆，其實是咖啡樹所結果實的種子，只因為形狀像豆子，所以稱為咖啡豆。氣候是咖啡種植的決定性因素，咖啡樹只適合生長在熱帶或亞熱帶，所以南北緯25度之間的地帶，一般稱為咖啡帶或咖啡區。不過，並非所有位於此區內的土地，都能培育出優良的咖啡樹。
條件
咖啡樹最理想的種植條件為：溫度介於15~25℃之間的溫度氣候，而且整年的降雨量必須達1500~2000毫米，同時其降雨時間，要能配合咖啡樹的開花周期。當然，除了季節的雨量的配合外，還要有肥沃的土壤，要排水良好。含火山灰質的肥沃土壤，另外，日光雖然是咖啡成長及結果所不可欠缺的要素，但過於強烈的陽光會抑制咖啡樹的成長，故各個產地通常會配合種植一些遮陽樹。至於最理想的海拔高度為500~2000米。
咖啡樹
咖啡樹由此可知，栽培高品質咖啡的條件相當嚴格：陽光，雨量，土壤，氣溫，以及咖啡豆採收的方式和製作過程，都會影響到咖啡本身的品質。
採收儲藏
咖啡豆果皮開始變紅即可採收。采果期因種類而異，小粒種9-11月采，9-10月為盛果期；中粒種11月至次年6月采，2-4月為盛果期。加工方法有兩種：
1．乾製法：鮮果曬乾或烘乾後，用脫殼機脫去果皮和種皮，篩去雜質即成。
2．濕製法：此法用於大規模生產。將鮮果用脫皮機脫皮，分開豆粒與果皮，再將脫去皮的豆粒在水中浸泡脫膠，洗淨，乾燥，再脫去種皮即得商品咖啡豆。
植物學史
關於人們發現咖啡的傳說很多，有一種傳說是，13世紀，衣索比亞有個王子，發現他的駱駝特愛吃一種灌木上的小槳果，而且吃後顯得格外興奮，精力充沛，於是他自己也采了一些小漿果品嘗，最終就發現了這種提神醒腦的咖啡飲料。
另一種傳說是，公元前500年的一天，一個衣索比亞的牧羊人把羊群趕到一個陌生的地方放牧。在一個小山崗上，羊群吃了一種小樹上的小紅果，傍晚歸來後，羊群在圍欄中一反常態，不象平日那樣安詳溫順，馴服平靜，而是興奮不已，躁動不安，撕打鳴叫，甚至是通宵達旦地歡騰跳躍，主人原以為羊吃了什麼草中毒了，幾次起床打起燈火細看，但卻見羊群精神抖擻，活蹦亂跳，不象中毒疼痛的樣子。
第二天早上，牧羊人準備把羊群趕到另一個地方放牧，打開圍欄後，羊群拚命地往長有小紅果的山上跑，牧羊人怎么鞭打阻攔都無濟於事，當牧羊人精疲力竭之時，只好尾隨羊群來到小山崗上。牧羊人見每隻羊都爭搶著去吃小紅果，感到十分奇怪，於是就採摘了一些小紅果反覆咀嚼品嘗，發現這種小紅果甜中帶有一些苦味。放牧歸來，牧羊人感到精神無比興奮，一夜難以入眠，甚至想跟隨羊群手之舞之，足之蹈之地跳起來。小紅果的神奇作用很快傳開了，衣索比亞的牧羊人四處採摘小紅果咀嚼，並拿到市場上出售。後來，這種小紅果就發展成了當今世界最走紅的咖啡飲料。
咖啡樹開花
咖啡樹開花咖啡果實內含有兩顆種子，也就是咖啡豆。這兩棵豆子各以其平面的一邊，面對面直立相連。每個咖啡豆都有一層薄薄的外膜，此膜被稱為銀皮，其外層又被披覆著一層黃色的外皮，稱為內果皮。整個咖啡豆則被包藏在黏質性的漿狀物中，形成咖啡果肉，果肉軟且帶有甜味，最外層則為外殼。
實際上，公元前525年，阿拉伯人就開始種植咖啡了，阿拉伯地區也隨之開始盛行咀嚼炒的咖啡豆子。公元890年，阿拉伯商人把咖啡豆子銷售到葉門，葉門人第一次把咖啡豆製成飲料。15世紀，咖啡傳入歐洲、亞洲，又很快入美洲。到18世紀，全球熱帶和亞熱帶地區廣泛種植咖啡，並成為世界三大飲料之一。咖啡每年銷售量躍居三大飲料之首，是可可的3倍，茶葉的4倍。雖然世界上栽培咖啡的歷史已有2000多年。但中國栽培咖啡卻只有幾百年的經歷，1884年，台灣省開始引種咖啡。
20世紀初，華僑從馬來西亞帶回咖啡在海南省種植。後來，南方熱帶和亞熱帶的各省區才陸續開始種植物咖啡。雖然栽培的時間較短，但我國海南省和雲南省的咖啡具有超群的品質，獨特的魅力，在國際上享有盛譽，一些外國商人低價買去後，經加工再銷往國際市場，就成了價值昂貴的世界一流飲料，尤為突出的是雲南省種植的小粒咖啡，因雲南晝夜溫差大，利於其內含物質的積累，所以品嘗起來給人感覺濃而不苦，香而不烈，含油多，帶果味，從而被國內外咖啡商人稱讚為“國際上質量最好的咖啡”。
品種分類
阿拉比卡豆咖啡樹主要可分為兩大品種：阿拉比卡種（Coffea Arabica
）與羅布斯塔種（Coffea Robusta/Coffea Canephora）。此外還有一些次要的品種，如賴比瑞亞種（Coffea Liberica）與阿拉布斯塔種（Coffea Arabusta），但在市場上並不多見。
羅布斯塔豆 羅布斯塔種的咖啡樹可以在平地生長，它對疾病具有較強的抵抗力，產量也較高。和阿拉比卡豆相比，羅布斯塔豆的外型較為渾圓，中間有道裂的那一面有點膨膨的，溝紋很直，讓人聯想到黃豆；而阿拉比卡豆則較橢長，溝紋曲折，有點像半顆花生。
一般羅布斯塔豆的滋味較貧乏，咖啡因含量是阿拉比卡豆的2到3倍，價格便宜，多半供給大型咖啡工業生產即溶咖啡或低價綜合品之用。 阿拉比卡種的咖啡樹，適合種植在海拔一千到兩千公尺左右排水良好的肥沃山坡上，生長的氣候不可以太潮濕，但仍需要持續的雨季和充沛的雨量。
優劣鑑定
性狀鑑別：
1．小果咖啡種子已除去種皮，呈橢圓形或卵形，長8-10mm，直徑5-7mm，中間部厚3-4mm，背面隆起，腹面平坦，有稍彎曲的縱溝及紙樣種皮痕跡。生品類黃色或暗綠色；焙焦品暗棕色，有特異香氣，味微苦。澀。
2．中果咖啡種子稍大，卵球形，長9-11mm，直徑7-9mm，背面隆起，腹面平坦。
3．大果咖啡種子長圓形，長約15mm，直徑約10mm，平滑。
顯微鑑別：
咖啡樹
1．小果咖啡種子已除去種皮，呈橢圓形或卵形，長8-10mm，直徑5-7mm，中間部厚3-4mm，背面隆起，腹面平坦，有稍彎曲的縱溝及紙樣種皮痕跡。生品類黃色或暗綠色；焙焦品暗棕色，有特異香氣，味微苦。澀。
2．中果咖啡種子稍大，卵球形，長9-11mm，直徑7-9mm，背面隆起，腹面平坦。
3．大果咖啡種子長圓形，長約15mm，直徑約10mm，平滑。
顯微鑑別：
咖啡樹小果咖啡種子粉末特徵：生品為淡黃綠色，焙焦品為棕色。
①棕色塊狀物眾多，大小不一。
②纖維細長。
③石細胞類長方形、類圓形，長可達200μm，直徑20-40μm，孔溝明顯。
④胚乳細胞壁厚，紋孔可見，含蛋白質粒及脂肪。 理化鑑別取本品粉末少許，置載玻片上，加水少許，加熱，待水分蒸乾後，加苯2滴，乾後，可見沿載玻片邊緣有淡黃色眾多針晶。(檢查咖啡因)。
①棕色塊狀物眾多，大小不一。
②纖維細長。
③石細胞類長方形、類圓形，長可達200μm，直徑20-40μm，孔溝明顯。
④胚乳細胞壁厚，紋孔可見，含蛋白質粒及脂肪。 理化鑑別取本品粉末少許，置載玻片上，加水少許，加熱，待水分蒸乾後，加苯2滴，乾後，可見沿載玻片邊緣有淡黃色眾多針晶。(檢查咖啡因)。
其它信息
倫敦皇家植物園的一項調查發現，氣候變化正在對人們依賴的咖啡造成影響。咖啡樹將隨著氣候變化逐漸消亡，比如最受人們歡迎的咖啡品種阿拉比卡，很有可能在2080年前銷聲匿跡。根據英國科學家的調查，更容易消亡的只是野生的咖啡樹，人們種植的咖啡樹，其實是野生咖啡樹的“近親”。根據戴維斯發表在《PLOS ONE》這本公共科學雜誌上的研究，他將前往非洲實地考察的數據和計算機模擬不同氣候的數據聯合在一起，從而了解氣候變化將會如何影響各種野生咖啡植物。他的考察更加側重於衣索比亞當地的一些野生咖啡樹，這些咖啡樹從基因上更加接近阿拉比卡咖啡樹。
咖啡樹
咖啡樹