摘要：本文以咖啡果皮为原料,优化剪切乳化辅助酶法提取可溶性膳食纤维的工艺条件。在单因素实验基础上,采用Plackett-Burman(PB)设计筛选出显著影响咖啡果皮可溶性膳食纤维提取得率的因素,包括剪切时间、酶解时间、酶解温度和酶解pH;采用中心组合试验设计及响应面法,得到最佳提取工艺条件为固液比1∶30(g/mL)、剪切速率7000 r/min、酶添加量0.2%、剪切时间24.0 min、酶解pH 4.90、酶解温度57.0℃、酶解时间1.96 h,在此条件下咖啡果皮可溶性膳食纤维提取率为13.96%,与理论预测值14.00%之间无显著性差异。本研究可为咖啡果皮的高值化利用和功能产品研发提供理论支撑。

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。

摘要：冻干咖啡粉的研制可提高咖啡产品的商业价值和咖啡行业经济效益。以单因素加热板温度、物料装载厚度和干燥室压强对干燥速率的影响,确定最佳范围后进行响应面实验设计得到咖啡粉最佳干燥工艺参数并对优化条件下的冻干咖啡粉进行品质分析。通过响应面得到冻干咖啡粉理想参数条件为:加热板温度76.19℃,物料装载厚度1.58 cm,干燥室压强76.84 Pa,实际干燥速率为0.23 h^-1,理论干燥速率为0.22 h^-1;并且3个因素对干燥速率的影响排序为加热板温度>物料装载厚度>干燥室压。品质分析得出冻干咖啡粉的含水率达到3.82%,色差、气味、口感均无显著性差异(P<0.05)。通过咖啡冻干加工工艺参数的优化,为冻干咖啡粉工业化生产提供技术支持。

摘要：农田土壤有机碳库作为陆地土壤碳库的重要组成部分,其有机碳储量受到种植模式等人为干预的强烈影响。咖啡作为世界热带地区种植面积较大的的经济作物之一,其栽培模式的微小变化即可显著影响陆地生态系统的碳收支平衡。覆盖栽培是咖啡的传统栽培模式之一,然而其对咖啡园土壤有机碳组分的影响仍不明确。因此,本研究基于课题组前期使用咖啡果皮与枯落物等咖啡废弃物替代传统覆盖物对咖啡进行覆盖栽培,采用完全随机区组设计,分别设置未覆盖咖啡废弃物(CK)、覆盖咖啡枯落物(L)、覆盖咖啡果皮(P)和覆盖咖啡枯落物+果皮(PL)4种处理;监测咖啡园的土壤微环境、微生物群落多样性及生物量碳、有机碳组分等指标,通过分析土壤微环境、微生物群落结构与有机碳组分之间的内在关系,明确覆盖咖啡废弃物对土壤碳组分的影响及其关键驱动因子。结果显示:覆盖咖啡果皮与枯落物均不影响土壤有机碳、重组有机碳和可溶性有机碳含量,而分别显著提高土壤轻组有机碳含量13.31%和14.12%。覆盖咖啡废弃物不影响土壤微环境指标与微生物群落多样性。覆盖咖啡果皮显著提高土壤微生物量碳14.05%,并且分别显著增加变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度18.60%和80.77%,并减少蓝细菌门(Cyanobacteria)相对丰度70.14%,却对土壤真菌群落的影响较小;而覆盖咖啡枯落物分别显著增加变形菌门和厚壁菌门相对丰度14.43%和57.63%,并减少蓝细菌门相对丰度73.43%,同时显著提高真菌子囊菌门(Ascomycota)相对丰度14.79%。本研究中咖啡废弃物覆盖不影响土壤有机碳含量主要归因于重组有机碳等主要土壤有机碳组分对咖啡废弃物覆盖处理不敏感;而咖啡废弃物覆盖引起微生物量碳的提高以及厚壁菌门在土壤微生物群落相对丰度的增加,促进了外源有机碳输入引起的激发效应,是显著提高土壤轻组有机碳含量的主要原因之一。咖啡废弃物短期覆盖显著提高土壤轻组有机碳含量,有助于提升咖啡园土壤碳固存以及为优化咖啡绿色低碳生产模式提供理论支撑。