The arabian coffee plant: botany, its seeds and health - El cafeto arábigo: botánica, sus semillas y la salud.

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Botany

Botánica

Belonging to the Rubiaceae family, the genus Coffea comprises about 125 species belonging mostly to tropical mainland Africa and Madagascar, although some are also found in the Indian Ocean islands, South Asia, Southeast Asia and Australia.

Perteneciente a la familia Rubiaceae, el género Coffea comprende unas 125 especies que pertenecen en su mayoría al África continental tropical y a Madagascar, aunque algunas también se encuentran en las islas del océano Índico, el sur de Asia, el sudeste asiático y Australia.

The two species of greatest commercial interest are Coffea arabica and Coffea canephora. The two most important varieties of Coffea arabica coffee are Coffea arabica var. arabica (synonym var. typica) and Coffea arabica var. bourbon. Although new varieties continue to emerge and be planted, the most common variety of worldwide importance is Coffea arabica var. arabica. The species itself (Coffea arabica) is known to be a hybrid between Coffea eugenioides and Coffea canephora.

Las dos especies de mayor interés comercial son Coffea arabica y Coffea canephora. Las dos variedades más importantes del café Coffea arabica son Coffea arabica var. arabica (sinónimo. var. typica) y Coffea arabica var. bourbon. Aunque siguen surgiendo y plantándose nuevas variedades, la variedad más común de importancia mundial es Coffea arabica var. arabica. Se sabe que la propia especie (Coffea arabica) es un híbrido entre Coffea eugenioides y Coffea canephora.

Coffea arabica is native to northeastern tropical Africa (Southern Ethiopia, Southern Sudan) and possibly eastern tropical Africa (Kenya). It is sometimes naturalized in tropical areas. Coffee (Coffea arabica) grows between 950 and 1950 meters above sea level. Ethiopia, Sudan and Kenya are considered native countries, while the list of countries where it has been introduced is very long and includes Africa, Central and South America, the Caribbean region and Southeast Asia.

Coffea arabica es nativa del noreste de África tropical (sur de Etiopía, sur de Sudán) y posiblemente del este de África tropical (Kenia). A veces se naturaliza en zonas tropicales. El café (Coffea arabica) crece entre 950 y 1950 metros sobre el nivel del mar. Etiopía, Sudán y Kenia se consideran países nativos, mientras que la lista de países en los que se ha introducido es muy larga y abarca África, América Central y del Sur, la región del Caribe y el Sudeste Asiático.

The arabian coffee plant (Coffea arabica) is a small tree, 2-8 meters tall, with characteristic horizontal branching, although in plantations it is usually pruned to take the form of a small shrub.

El cafeto arábigo o árabe (Coffea arabica) es un pequeño árbol de 2 a 8 metros de altura, con una ramificación horizontal característica, aunque en las plantaciones se suele podar para que adopte la forma de un pequeño arbusto.

Leaves are simple, alternate, opposite, thin, dark-green, shiny surfaced, fairly stiff; axillary and sub-axillary buds often develop into reproductive lateral branches.

Las hojas son simples, alternas, opuestas, finas, de color verde oscuro, de superficie brillante, bastante rígidas; las yemas axilares y subaxilares suelen desarrollarse en ramas laterales reproductivas.

The flowers are produced in dense clusters along the reproductive branches in the leaves axils. They are white, sweet-scented, star-shaped with stout but short peduncles. The bracteoles are united, forming a cup-shaped epicalyx at the base of the flower. It has 5 calyx segments at mid-length that extend widely at anthesis and 5 stamens inserted in the corolla tube.

Las flores se producen en racimos densos a lo largo de las ramas reproductivas en las axilas de las hojas. Son blancas, de aroma dulce, en forma de estrella con pedúnculos robustos pero cortos. Las bracteolas están unidas, formando un epicáliz en forma de copa en la base de la flor. Tiene 5 segmentos del cáliz a mitad de su longitud que se extienden ampliamente en la antesis (periodo de florescencia) y 5 estambres insertados en el tubo de la corola.

Fruit a drupe. The immature berries dull green; the epicarp colour gradually changes to yellowish and then red or purple at maturity.

El fruto es una drupa. Las bayas inmaduras son de color verde apagado; el color del epicarpio cambia gradualmente a amarillento y luego a rojo o púrpura en la madurez.

The mesocarp is soft, edible and sweet-tasting. The endocarp, in which the seed are enclosed, is hard, almost crispy.

El mesocarpio es blando, comestible y de sabor dulce. El endocarpio, en el que están encerradas las semillas, es duro, casi crujiente.

The seed is ellipsoidal in shape and outer surface convex. Seeds consist mainly of green endosperm, folded in a peculiar manner, and a small embryo near the base.

La semilla tiene forma elipsoidal y la superficie exterior es convexa. Las semillas están formadas principalmente por un endospermo verde, plegado de forma peculiar, y un pequeño embrión cerca de la base.

For the elaboration of roasted coffee, the mesocarp is removed by mechanical means after drying or by soaking the fresh berries in water. The endocarp is removed by milling. The greenish cotyledons of the seed are then roasted to get a dark brown or black depending on requirements (light, medium or full roasting) and then powdered to prepare the coffee.

Para la elaboración del café tostado, el mesocarpio se elimina por medios mecánicos después del secado o remojando las bayas frescas en agua. El endocarpio se elimina por molienda. Los cotiledones verdosos de la semilla se tuestan para obtener un color marrón oscuro o negro según las necesidades (tueste ligero, medio o completo) y luego se pulverizan para preparar el café.

Most important chemical compounds in the seed

Compuestos químicos más importantes en la semilla

Coffee is consumed not only for its pleasant aroma and flavor, but also for its stimulating properties. Beyond the hundreds of chemical substances that govern the flavor of coffee, there are also several hundred chemical components to which the diverse pharmacological effects of coffee are attributed. The chemistry of coffee beans has been extensively studied and the most important compounds are alkaloids (such as caffeine and trigonelline), phenolic compounds grouped under chlorogenic acids, and diterpenes (such as cafestol and kahweol). These compounds, among several others formed during the roasting process, are responsible for the diverse health outcomes of coffee consumers.

El café se consume no sólo por su agradable aroma y sabor, sino también por sus propiedades estimulantes. Más allá de los cientos de sustancias químicas que rigen el sabor del café, existen también varios cientos de componentes químicos a los que se atribuyen los diversos efectos farmacológicos del café. La química de los granos de café ha sido ampliamente estudiada y los compuestos más importantes son los alcaloides (como la cafeína y la trigonelina), los compuestos fenólicos agrupados bajo los ácidos clorogénicos y los diterpenos (como el cafestol y el kahweol). Estos compuestos, entre otros varios formados durante el proceso de tueste, son los responsables de los diversos resultados para la salud de los consumidores de café.

The common alkaloidal component of coffee green beans is caffeine. Upon roasting, there might be some loss of caffeine, and in the cup of coffee itself, concentrations from 2 % to 5 % is expected. The other alkaloidal composition of coffee is trigonelline which degrades to some extent upon roasting to give other minor components of coffee alkaloids.

El componente alcaloide común de los granos de café verde es la cafeína. Al tostarse, puede haber cierta pérdida de cafeína, y en la propia taza de café se esperan concentraciones del 2 % al 5 %. La otra composición alcaloide del café es la trigonelina, que se degrada en cierta medida al tostarse y da lugar a otros componentes menores de los alcaloides del café.

The main phenolic compounds in coffee green beans are esters of quinic acids collectively called the chlorogenic acids. The roasting process transforms some of the chlorogenic acid in coffee into chlorogenic lactones and isomers. Although the roasting process reduce the levels of chlorogenic acids, there are still considerable amount of these compounds in the roasted coffee.

Los principales compuestos fenólicos de los granos verdes de café son los ésteres de los ácidos quínicos, denominados colectivamente ácidos clorogénicos. El proceso de tostado transforma parte del ácido clorogénico del café en lactonas e isómeros clorogénicos. Aunque el proceso de tostado reduce los niveles de ácidos clorogénicos, sigue habiendo una cantidad considerable de estos compuestos en el café tostado.

The most important terpenoids from the pharmacological point of view are the pentacyclic diterpenes: cafestol and kahweol. Naturally, these diterpenes are found in coffee beans as fatty acid esters. They are degraded during the roasting process and are not very soluble in water.

Los terpenoides más importantes desde el punto de vista farmacológico son los diterpenos pentacíclicos: cafestol y kahweol. Naturalmente, estos diterpenos se encuentran en los granos de café como ésteres de ácidos grasos. Se degradan durante el proceso de tueste, y son poco solubles en agua.

Coffee consumption and its relationship with health

El consumo de café y su relación con la salud

Diabetes mellitus, type 2.

Diabetes mellitus, tipo 2.

Several systematic reviews and meta-analyses on the incidence of type 2 diabetes mellitus and its association with coffee consumption have been studied in recent years. These studies are long-term, and have shown an inverse relationship between type 2 diabetes mellitus and moderate intake of both caffeinated and decaffeinated coffee. For example, one study concluded that the incidence of type 2 diabetes mellitus decreased by 12 % for every 2 cups/day increment in caffeinated coffee intake, and by 11 % for every 2 cups/day increment in decaffeinated coffee intake.

En los últimos años se han estudiado varias revisiones sistemáticas y metanálisis sobre la incidencia de la diabetes mellitus de tipo 2 y su asociación con el consumo de café. Esos estudios son a largo plazo y han mostrado una relación inversa entre la diabetes mellitus de tipo 2 y la ingesta moderada tanto de café con cafeína como de café descafeinado. Por comentar un ejemplo, en una investigación concluyeron que la incidencia de la diabetes mellitus de tipo 2 disminuía un 12 % por cada incremento de 2 tazas/día en la ingesta de café con cafeína, y un 11 % por cada incremento de 2 tazas/día en la ingesta de café descafeinado.

It should be noted that in the numerous studies showing that the reduction in the risk of type 2 diabetes mellitus by coffee intake was maintained in the case of decaffeinated coffee, suggests that components other than caffeine have active principles. However, it has also been shown that caffeine intake is also associated, so that caffeine contributes to the reduction of the risk of type 2 diabetes mellitus.

Cabe destacar que en los numerosos estudios mostrando que la reducción del riesgo de diabetes mellitus tipo 2 por la ingesta de café se mantenía en el caso del café descafeinado, sugiere que otros componentes distintos de la cafeína tienen principios activos. No obstante, también se ha demostrado que la ingesta de cafeína también se asocia, por lo que la cafeína contribuye a la reducción del riesgo de diabetes mellitus de tipo 2.

Contradictorily, short-term studies have shown the negative effect of caffeine intake on blood glucose control in individuals with type 2 diabetes mellitus. Coffee consumption could increase glucose concentrations and decrease insulin concentrations in the first 30 minutes after a meal. Other studies have also shown that caffeinated coffee consumption impairs blood glucose homeostasis in response to high and low glycemic index meals.

Contradictoriamente, estudios a corto plazo, han mostrado el efecto negativo de la ingesta de cafeína en el control de la glucemia en individuos con diabetes mellitus de tipo 2. El consumo de café podría aumentar las concentraciones de glucosa y disminuir las de insulina en los primeros 30 minutos después de una comida. Otros estudios también han mostrado que el consumo de café con cafeína perjudica la homeostasis de la glucosa en sangre en respuesta a comidas de alto y bajo índice glucémico.

All these studies generated a paradox about coffee consumption in type 2 diabetes mellitus, since long-term studies have shown that it reduces the risk, while short-term studies show that it increases the level of glucose in the blood or suppresses glucose tolerance. Thus, many authors now argue that the beneficial effects of coffee are observed over a prolonged period of consumption, and not in the short term.

Todos esos estudios generaron una paradoja sobre el consumo de café en la diabetes mellitus de tipo 2, ya que los estudios a largo plazo han demostrado que reduce el riesgo, mientras que los estudios a corto plazo muestran que aumentan el nivel de glucosa en sangre o suprimen la tolerancia a la glucosa. Por lo que ahora, muchos autores sostienen que los efectos beneficiosos del café se observan a lo largo de un período prolongado de consumo, y no a corto plazo.

Hyperlipidaemic and hypercholesterolemic effects.

Efectos hiperlipidémicos e hipercolesterolémicos.

It has been reported that when unfiltered boiled coffee is ingested, the serum cholesterol level increases, but also that there is a moderate but significant positive relationship between the consumption of filtered coffee and total serum cholesterol and non-high density lipoprotein cholesterol. In this sense, it has been shown that the possible hyperlipidaemic and hypercholesterolemic effects of coffee are related to the diterpene components of coffee, mainly cafestol and kahweol. These diterpenes are present in oil droplets and floating fines, which could be removed by filtration, that is, filtered coffee has little or no cholesterol-raising properties. The hypercholesterolaemic effect of coffee diterpenes could have variable effect depending on the brewing process or each country's own traditional methods of coffee consumption. But it is confirmed that the intake of unfiltered coffee can increase the serum level of total cholesterol, low density lipoprotein cholesterol and triglycerides.

Se ha informado que cuando se ingiere café hervido sin filtrar aumenta el nivel sérico de colesterol, pero también que existe una relación positiva moderada pero significativa entre el consumo de café filtrado y el colesterol sérico total y el colesterol de las lipoproteínas de no alta densidad. En tal sentido, se ha demostrado que los posibles efectos hiperlipidémicos e hipercolesterolémicos del café están relacionados con los componentes diterpénicos del café, principalmente el cafestol y el kahweol. Estos diterpenos están presentes en las gotas de aceite y en los restos flotantes, que podrían ser eliminados por filtración, es decir, el café filtrado tiene poca o ninguna propiedad de aumentar el colesterol. El efecto hipercolesterolemiante de los diterpenos del café podría tener efecto variable según el proceso de elaboración o los métodos tradicionales propios de cada país para el consumo de café. Pero está confirmado que la ingesta de café sin filtrar puede aumentar el nivel sérico de colesterol total, colesterol de lipoproteínas de baja densidad y triglicéridos.

Antioxidant effect.

Efecto antioxidante.

One of the most frequent effects of coffee is its potential antioxidant effect, mainly due to its polyphenolic composition, dominated by chlorogenic acids.

Uno de los efectos más frecuentes del café es su potencial efecto antioxidante, principalmente debido a su composición polifenólica, dominada por los ácidos clorogénicos.

Daily consumption of 3 to 4 cups of coffee infusions can exert a protective effect on DNA by reducing oxidative damage, and a single intake of one cup of coffee can increase the antioxidant capacity of plasma and also induce an increase in the resistance of low-density lipoproteins to oxidative modification.

El consumo diario de 3 a 4 tazas de infusiones de café puede ejercer un efecto protector del ADN reduciendo el daño oxidativo y una sola ingesta de una taza de café puede aumentar la capacidad antioxidante del plasma y también inducir un aumento de la resistencia de las lipoproteínas de baja densidad a la modificación oxidativa.

It should be noted that, while chlorogenic acids are the most abundant antioxidants, roasting induces isomerization with a decrease in the level of chlorogenic acid and increase in derivatives, but this does not affect the level of antioxidant activity of chlorogenic acids in roasted coffee. On the contrary, roasting increases the antioxidant activity of coffee. A beverage with medium roasted beans is twice as potent as an antioxidant as unroasted coffee, and even the maximum antioxidant activity has been observed for medium roasted coffee, and a lower antioxidant activity for dark coffee.

Cabe destacar que, mientras que los ácidos clorogénicos son los antioxidantes más abundantes, el tostado induce la isomerización con una disminución del nivel de ácido clorogénico y el aumento de derivados, pero esto no afecta al nivel de actividad antioxidante de los ácidos clorogénicos en el café tostado. Por el contrario, el tostado aumenta la actividad antioxidante del café. Una bebida con granos de tueste medio es doblemente más potente como antioxidante que el café sin tostar, incluso se ha observado para el café de tueste medio la máxima actividad antioxidante, y para el café oscuro una menor actividad antioxidante.

It has been shown, in vitro, that caffeine suppresses the production of hydroxyl radicals and the inhibition of oxidative DNA damage. Structures containing caffeic acid, including chlorogenic acids, have neuroprotective effects, including anti-Alzheimer's property through antioxidant and anti-inflammatory mechanisms.

Se ha demostrado, in vitro, que la cafeína suprime la producción de radicales hidroxilo y la inhibición del daño oxidativo del ADN. Las estructuras que contienen ácido cafeico, incluidos los ácidos clorogénicos, tienen efectos neuroprotectores, incluida la propiedad anti-Alzheimer a través de mecanismos antioxidantes y antiinflamatorios.

Hypertension.

Hipertensión.

Several studies suggest that the effect of coffee on blood pressure increase is insignificant for habitual coffee drinkers. There is a study involving 155,594 women (without physician-diagnosed hypertension) who were followed for more than 12 years, and found no linear association between coffee consumption and the incidence of hypertension. It should be noted that other caffeinated beverages were studied in that investigation and it was found that consumption of sugared or diet cola was associated with an increased risk of hypertension.

Varios estudios sugieren que el efecto del café en el aumento de la presión arterial es insignificante para los bebedores habituales de café. Existe un estudio en el que participaron 155.594 mujeres (sin hipertensión diagnosticada por un médico) a las que se le hizo un seguimiento durante más de 12 años, y no se encontró una asociación lineal entre el consumo de café y la incidencia de la hipertensión. Cabe destacar que en esa investigación se estudiaron otras bebidas con cafeína y se encontró que el consumo de refrescos de cola azucarados o dietéticos si se asocia a un mayor riesgo de hipertensión.

In non-habitual coffee drinkers it has been determined that a modest increase in blood pressure from caffeine does occur, but it has been suggested that an exceptionally high level and repeated dose of caffeine reaches a pharmacodynamic profile not completely compensated for by the development of tolerance and this could have implications for blood pressure, heart rate and other cardiovascular parameters.

En bebedores no habituales de café se ha determinado que si ocurre un modesto aumento de la presión arterial por la cafeína, pero se ha sugerido que un nivel excepcionalmente alto y una dosis repetida de cafeína alcanzan un perfil farmacodinámico no compensado completamente por el desarrollo de tolerancia y esto podría tener repercusiones en la presión arterial, la frecuencia cardíaca y otros parámetros cardiovasculares.

Another study concludes that caffeine intake in hypertensive individuals produces an acute increase in blood pressure, and another showed that coffee consumption does not increase the risk of coronary heart disease or death.

Otro estudio concluye que la ingesta de cafeína en individuos hipertensos produce un aumento agudo de la presión arterial, y en otro se demostró que el consumo de café no aumenta el riesgo de enfermedad coronaria ni de muerte.

Other relationships of caffeine and coffee with health.

Otras relaciones de la cafeína y el café con la salud.

Caffeine crosses the human placenta, rapidly reaching a similar concentration in the fetus and mother. Excessive caffeine intake has been implicated as a cause of miscarriage or impaired fetal growth. Caffeine intake in women planning to become pregnant and in women during pregnancy should not exceed 300 mg/day. In several studies on caffeine intake, children may be defined as another risk group because behavioral disturbances including nervousness or anxiety are found.

La cafeína atraviesa la placenta humana, alcanzando rápidamente una concentración similar en el feto y la madre. La ingesta excesiva de cafeína se ha implicado como causa de aborto espontáneo o de alteración del crecimiento del feto. La ingesta de cafeína en mujeres que planean quedarse embarazadas y en mujeres durante la gestación no debe superar los 300 mg/día. En diversos estudios sobre la ingesta de cafeína, los niños pueden ser definidos como otro grupo de riesgo porque se encuentran alteraciones del comportamiento que incluyen nerviosismo o ansiedad.

Coffee intake reduces the risk of liver damage in people at high risk for liver disease, including liver damage, cirrhosis and hepatocellular carcinoma. Its consumption is also inversely associated with the risk of Parkinson's disease in men and women who have never used estrogen in postmenopause. The risk of suffering from Alzheimer's disease is lower in those who regularly consume caffeinated coffee than in those who do not drink it. Coffee has also been shown to improve endurance performance in long-duration physical activities. In general, coffee consumption has been inversely associated with the risk of cancer in several sites, including liver and colon, but there is no clear explanation of how coffee protects against cancer.

La ingesta de café reduce el riesgo de daño hepático en personas con alto riesgo de padecer enfermedades del hígado, incluidas las lesiones hepáticas, la cirrosis y el carcinoma hepatocelular. Su consumo también se asocia de forma inversa con el riesgo de padecer la enfermedad de Parkinson en hombres y mujeres que nunca han utilizado estrógenos en la posmenopausia. El riesgo de padecer la enfermedad de Alzheimer es menor en quienes consumen regularmente café con cafeína que en quienes no lo toman. También se ha demostrado que el café mejora el rendimiento de la resistencia en actividades físicas de larga duración. En general, el consumo de café se ha asociado de forma inversa con el riesgo de cáncer en varias localizaciones, incluyendo el hígado y el colon, pero no hay una explicación clara de cómo el café protege contra el cáncer.

Caffeine to exert most of its biological effects through the antagonism of the adenosine receptor. Adenosine is an endogenous inhibitory neuromodulator that prompts feelings of drowsiness, and thus caffeine induces generally stimulatory effects in the central nervous system. Caffeine, in doses up to approximately 300 mg, enhances a wide array of basic cognitive functions with minimal side effects by preventing alertness and attention decrements associated with suboptimal arousal. The effects of caffeine on complex judgments, emotional discernment, and decision-making are unclear and require further study.

La cafeína ejerce la mayor parte de sus efectos biológicos a través del antagonismo del receptor de la adenosina. La adenosina es un neuromodulador inhibidor endógeno que provoca sensación de somnolencia, por lo que la cafeína induce efectos generalmente estimulantes en el sistema nervioso central. La cafeína, en dosis de hasta aproximadamente 300 mg, mejora un amplio abanico de funciones cognitivas básicas con mínimos efectos secundarios, al evitar la disminución del estado de alerta y de la atención asociada a una excitación subóptima. Los efectos de la cafeína sobre los juicios complejos, el discernimiento emocional y la toma de decisiones no están claros y requieren más estudios.

Finally, some negative effects of coffee tend to emerge when it is drunk in excess, so it is best to avoid excessive coffee consumption. Research reveals that, in moderation, coffee is a safe beverage that may even offer some health benefits.

Finalmente, algunos efectos negativos del café tienden a aparecer cuando se bebe en exceso, por lo que es mejor evitar el consumo excesivo de café. Las investigaciones revelan que, con moderación, el café es una bebida segura que incluso puede ofrecer algunos beneficios para la salud.

References - Referencias

Images captured with Fujifilm FinePix Z90 digital camera.

Imágenes capturadas con cámara digital Fujifilm FinePix Z90.

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This is a good one on Coffea arabica. Difficult to know which species is in the commercially available coffee around here. I know Coffea liberica as well.

Yes, it is difficult. I read that in some countries Coffea liberica has been used in combination with Coffea arabica and Coffea canephora. Over here, in some regions Coffea liberica is being evaluated for commercial use.

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Hola @capp interesante y completa disertación acerca del café. Puntos que gracias a tu post estoy claro de asuntos que se dicen y no son ciertos. Además, del disfrute de una buena taza de café. Salud.

Hola @alfonsoalfonsi, en internet es habitual encontrar información que no es clara o que confunde. Lo mejor siempre es indagar en literatura científica, que sin dudas es más veraz.