摘要：为进一步探索制备咖啡果皮中可溶性膳食纤维的绿色新方法。本研究建立了一种省时、高效、环保的超声辅助低共熔溶剂(UAE-DESs)制备咖啡果皮可溶性膳食纤维(SDF)的方法,并通过单因素试验和响应面试验优化了其工艺参数。采用加热法制备了8种氯化胆碱基的DESs作为提取溶剂,并与传统水提法作对比。结果表明:氯化胆碱与尿素摩尔比为1∶2的DES体系制备的咖啡果皮SDF得率最高,为10.10%±0.11%,显著高于传统水提法(6.50%±0.22%)。通过单因素实验,探讨了DES组成(摩尔比、含水量、液固比)和超声波处理(超声功率、超声时间)对咖啡果皮SDF得率的影响。在此基础上,采用响应面法(RSM)结合Box-Behnken设计(BBD)对SDF得率进行优化,考察DES含水量、液固比、超声功率和超声时间对SDF得率的影响。根据RSM的优化结果,确定最佳制备条件为:DES含水量为39.91%,液固比为32.37 mL/g,超声功率为305.20 W,超声时间为33.80 min,在此条件下,咖啡果皮SDF得率最大,为10.74%±0.14%,与其预测值10.80%接近。因此,DES作为一种高效、无污染的绿色溶剂,可用于咖啡果皮SDF的制备。本研究结果将为咖啡果皮可溶性膳食纤维的制备提供新思路和理论参考,并在咖啡副产物的增值利用、生产新型高附加值产品以及开发天然功能性食品等方面具有潜在的应用前景。

摘要：咖啡作为世界三大饮料之一,中国咖啡主要分布在海南和云南地区。本研究以海南兴隆咖啡豆为原料,探究超声波辅助冷萃技术(以下简称超声冷萃)制备咖啡液的最优条件,并测定咖啡因、葫芦巴碱、绿原酸含量以及咖啡渣的微观结构。以超声时间、超声温度和超声功率为单因素,咖啡液总可溶性固形物提取率为评价指标,在单因素试验的基础上,利用Box-Behnken原理设计3因素3水平响应面试验,对超声冷萃提取条件进行优化得到最佳提取工艺,并以传统冷浸法为对照,采用超高效液相色谱法测定咖啡液葫芦巴碱、咖啡因、绿原酸的含量,扫描电子显微镜测定咖啡渣微观结构。结果表明,适当增加超声功率、超声时间和超声温度,咖啡液总可溶性固形物随之增加,影响咖啡液总可溶性固形物的提取率的主次因素为超声功率>超声时间>超声温度,超声冷萃制备咖啡液的最佳工艺参数为:超声功率500 W、超声时间35 min、超声温度20℃,在优化条件下,总可溶性固形物提取率为22.92%±0.16%,与响应面优化试验回归模型预测值(22.85%±0.12%)基本吻合。与传统冷浸法相比,超声冷萃制备所得咖啡液葫芦巴碱、咖啡因和绿原酸(3-CQA、4-CQA、5-CQA)含量分别为175.19 mg/L、317.71 mg/L和257.77 mg/L,均有所提高,咖啡渣表面微观结构更为破碎,说明超声冷萃破坏了植物细胞壁,从而释放出更多的可溶性物质,且超声冷萃显著缩短萃取时间。本研究优化制备咖啡液的超声冷萃提取工艺,结果表明超声波冷萃是一种有效的咖啡液提取技术,为咖啡精深加工及高值化产品研发提供理论依据和技术支撑。