一种咖啡果皮多酚的提取方法与流程

技术领域：

本发明属于天然产物提取加工技术领域，涉及一种咖啡果皮多酚的提取方法，首次从咖啡果皮中提取植物多酚，方法简单，提取率高。

背景技术：
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咖啡、茶叶、可可是世界三大饮料作物，其中咖啡是世界上最受欢迎的饮料之一，在世界范围内广泛种植。咖啡果皮是咖啡初加工过程中的副产物，约占咖啡干重的的29％，每生产1t咖啡豆，大约要产生1t的咖啡果皮。在咖啡的加工过程中，咖啡果皮大多作为废弃物直接扔掉，造成严重的资源浪费和环境污染。即使堆沤发酵作为肥料还田，利用价值也极低。事实上，咖啡果皮中含有较高的纤维素、总糖、蛋白质以及花青素、绿原酸、咖啡酸和阿魏酸等多酚类物质。

植物多酚是一种天然还原性物质，具有体内和体外抗氧化作用、抑菌和抗病毒作用、降血糖、减肥、抗癌、抗心血管疾病的作用，在食品、医药和工业领域得到广泛应用。植物多酚具有较强的抗氧化活性，通过清除细胞中多余的自由基来起到抗氧化的作用。植物多酚对多种细菌、酵母菌以及真菌具有显著的抑制作用，尤其对霍乱菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等常见致病菌。多项动物试验表明植物多酚具有降低机体血糖的作用，还能够起到减脂的效果。植物多酚主要通过调节机体生理信号、调节各种代谢酶活性、刺激机体产生热量和调节肠道微生物菌群来起到减脂作用。医学研究表明，生物体通过果蔬等植物摄入获取的生物活性物质可以改善血管内皮功能和血脂异常，降低血压，抑制低密度脂蛋白的氧化，从而预防心血管疾病。多酚类物质可以抑制肿瘤细胞生长和诱导肿瘤细胞凋亡，对癌症有着良好的防止作用。近年来，植物多酚开始应用在传统行业上，包括食品加工、制革工业、石油开采和化妆品行业等等。

中国专利cn201210329752.3公开了一种利用离子液体从山核桃壳中提取植物多酚的方法：以预处理后的山核桃壳粉末为原料，以式(ⅰ)所示酰胺类离子液体为提取剂，将原料与提取剂以质量比1～10:1混合后，加热至50～200℃，搅拌提取完全后，趁热向反应混合液中加入甲苯，过滤，弃去滤渣，滤液用水洗涤，静置分层，甲苯层旋蒸去除甲苯后获得的浓缩液即为酰胺类离子液体回收套用，水层即为植物多酚提取液；中国专利cn201210154936.0公开了一种从菜籽饼粕或菜籽皮、花生壳、苹果、柿子、葡萄、柑桔、萝卜、大豆、枣、石榴皮、香蕉皮、甘薯、山楂皮、番茄、坚果、燕麦或荔枝中提取植物多酚的提取液及提取方法。该提取液是ph为7.5～10.0的双氧水溶液或ph为7.5～10.0的次氯酸钠溶液或ph为7.5～10.0的次氯酸钾溶液或ph为7.5～10.0的次氯酸钙溶液。将以上原料粉碎后，过筛，然后用上述提取液进行提取，在提取过程中可以进行超声波或微波处理，经离心分离去除残渣，即得到含有植物多酚浸提液；但这些现有技术均未公开咖啡果皮中多酚类物质的提取。

近年来利用微波提取法在其他植物类多酚提取中取得了较好的效果，具有让提取剂快速渗透到植物体的细胞壁和细胞膜中，缩短提取时间，降低生产成本，从而提高提取效率的优点。因此设计一种利用微波快速提取咖啡果皮多酚的方法是非常有必要的。

技术实现要素：
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本发明的目的在于克服现有技术的缺点，设计一种咖啡果皮多酚的提取方法，将超声波和微波联合应用，提取速度快，效率高。

为达到上述目的，本发明涉及一种咖啡果皮多酚的提取方法，包括以下步骤：

s1、原料预处理：取烘干后的咖啡果皮，放入高速多功能粉碎机中研磨成粉末，过50目筛，得咖啡果皮粉末；

s2、采用超声波协助微波浸提法提取：精确称取30.0克咖啡果皮粉末，将其加入到体积浓度百分数为30-50％的乙醇水溶液中，咖啡果皮粉末与乙醇水溶液的质量体积比(料液比)为1-3g：20ml，再加入4-6克柠檬酸，搅拌均匀；然后置于超声波清洗机中超声提取10-25分钟，超声波功率为200w，超声波频率为40khz；再置于微波炉中提取，微波档位为高火，微波时间为6分钟，微波功率为800w，微波频率为2450hz；然后离心，转速为3000转/分钟，时间为15分钟；取上清液，即获得含咖啡果皮多酚的提取液。

进一步的，所述乙醇水溶液的体积浓度百分数为40％。

进一步的，所述咖啡果皮粉末与乙醇水溶液的质量体积比为1g：20ml。

进一步的，所述柠檬酸加入量为5克。

本发明与现有技术相比，超声波辅助微波提取能够形成高温、高压环境，同时伴随有强大的冲击波，从而破坏细胞结构，使其破裂，利于植物中花色苷的溶出，从而提高得率，具有缩短提取时间，提取率高，成本低、污染小等优点；本发明首次从咖啡果皮中提取多酚，方法简单，多酚提取率高，市场前景广阔。

附图说明：

图1为本发明涉及的微波档位对多酚得率的影响试验结果图。

图2为本发明涉及的微波时间对多酚得率的影响试验结果图。

图3为本发明涉及的实施例2不同提取方法多酚得率的对比图。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本发明进行详细说明。

实施例1：

本实施例涉及咖啡果皮多酚的提取方法，包括以下步骤：

s1、原料预处理：取烘干后的咖啡果皮，放入高速多功能粉碎机中研磨成粉末，过50目筛，得咖啡果皮粉末；

s2、采用超声波协助微波浸提法提取：精确称取30.0克咖啡果皮粉末，将其加入到体积浓度百分数为40％的乙醇水溶液中，咖啡果皮粉末与乙醇水溶液的质量体积比(料液比)为1g：20ml，再加入5克柠檬酸，搅拌均匀；然后置于超声波清洗机中超声提取15分钟，超声波功率为200w，超声波频率为40khz；再置于微波炉中提取，微波档位为高火，微波时间为6分钟，微波功率为800w，微波频率为2450hz；然后离心，转速为3000转/分钟，时间为15分钟；取上清液，即获得含咖啡果皮多酚的提取液。

s3、测定提取液中多酚含量：

(a)标准曲线的绘制：采用folin-ciocalteu比色法，配制质量浓度为0.01、0.02、0.03、0.04、0.05mg/ml的绿原酸溶液，分别吸取不同浓度的绿原酸溶液1.0ml，分别加入2.0ml的folin-ciocalteu试剂，充分摇匀，静置5min后加入4ml的饱和na2co3溶液，30℃下水浴加热1h，以去离子水代替样品溶液为空白，在747nm处测定吸光值，以吸光值为纵坐标，绿原酸溶液浓度为横坐标，绘制标准曲线，进行线性回归分析，得回归方程。

(b)folin-ciocalteu比色法测定多酚的含量：将样品液稀释到合适浓度，取1ml的样品液与2ml的folin-ciocalteu试剂混匀，静置5分钟，加入4ml的饱和na2co3溶液，30℃下水浴1h，于736.5nm处测定吸光值，根据回归方程计算出1ml样品液中的多酚质量，从而计算出提取液中的多酚总质量。

本实施例的多酚得率(％)＝提取液中多酚总质量/咖啡果皮粉末质量×100％＝28.38％。

s4、微波档位和微波时间对多酚得率的影响试验：

在其他条件不变的条件下，依次改变微波档位和微波时间测得其对多酚得率的影响，其结果如图1和图2所示，由图1可知，微波档位越高，多酚得率越高；由图2可知，微波时间为6分钟时，多酚得率最高。

实施例2：

本实施例为实施例1的咖啡果皮多酚的提取方法与水浴法及微波浸提法的对比试验。

水浴法与实施例1不同的是：将咖啡果皮粉末、乙醇水溶液和柠檬酸的混合溶液用水浴法提取，提取温度为70℃，提取时间为90min，离心，得到含咖啡果皮多酚的提取液。

微波浸提法与实施例1不同的是：将咖啡果皮粉末、乙醇水溶液和柠檬酸的混合溶液用微波浸提法提取，提取时间为6分钟，微波档位为高火，微波功率为800w，离心，得到含咖啡果皮多酚的提取液。

采用实施例1步骤s3分别测定水浴法和微波浸提法得到的提取液中多酚含量，并分别计算多酚得率，水浴法的多酚得率为18.94％，微波浸提法的多酚得率为17.80％，均低于实施例1的多酚得率28.38％。

实施例3：

本实施例涉及咖啡果皮多酚的提取方法，包括以下步骤：

s1、原料预处理：取烘干后的咖啡果皮，放入高速多功能粉碎机中研磨成粉末，过50目筛，得咖啡果皮粉末；

s2、采用超声波协助微波浸提法提取：精确称取30.0克咖啡果皮粉末，将其加入到体积浓度百分数为30％的乙醇水溶液中，咖啡果皮粉末与乙醇水溶液的质量体积比(料液比)为2g：20ml，再加入4克柠檬酸，搅拌均匀；然后置于超声波清洗机中超声提取20分钟，超声波功率为200w，超声波频率为40khz；再置于微波炉中提取，微波档位为高火，微波时间为6分钟，微波功率为800w，微波频率为2450hz；然后离心，转速为3000转/分钟，时间为15分钟；取上清液，即获得含咖啡果皮多酚的提取液。

s3、测定提取液中多酚含量：

具体步骤与实施例1相同。

本实施例的多酚得率(％)＝提取液中多酚总质量/咖啡果皮粉末质量×100％＝20.42％

实施例4：

本实施例涉及咖啡果皮多酚的提取方法，包括以下步骤：

s1、原料预处理：取烘干后的咖啡果皮，放入高速多功能粉碎机中研磨成粉末，过50目筛，得咖啡果皮粉末；

s2、采用超声波协助微波浸提法提取：精确称取30.0克咖啡果皮粉末，将其加入到体积浓度百分数为50％的乙醇水溶液中，咖啡果皮粉末与乙醇水溶液的质量体积比(料液比)为3g：20ml，再加入6克柠檬酸，搅拌均匀；然后置于超声波清洗机中超声提取25分钟，超声波功率为200w，超声波频率为40khz；再置于微波炉中提取，微波档位为高火，微波时间为6分钟，微波功率为800w，微波频率为2450hz；然后离心，转速为3000转/分钟，时间为15分钟；取上清液，即获得含咖啡果皮多酚的提取液。

s3、测定提取液中多酚含量：

具体步骤与实施例1相同。

本实施例的多酚得率(％)＝提取液中多酚总质量/咖啡果皮粉末质量×100％＝22.42％。