热带作物学报

作者：杜娇, 董文江, 程金焕, 何红艳, 陈罡, 陈舰飞, 陈小爱, 龙宇宙, 黄家雄

单位：1.华中农业大学食品科技学院,湖北武汉 430070,2.中国热带农业科学院香料饮料研究所,海南万宁 571533,3.云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所,云南保山 678000,4.普洱富民农业装备有限公司,云南普洱 665000,5.海南省特色热带作物适宜性加工与品质控制重点实验室,海南万宁 571533

关键词：咖啡豆,超声波辅助冷萃提取,响应面优化,理化特性

基金：国家重点研发计划项目(2020YFD10012),海南省重点研发计划项目(ZDYF2021XDNY147),云南省创新引导与科技型企业培育计划项目(202104BI090015)

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。

来源：2022年第10期

《热带作物学报》期刊编辑部

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