科研产出
超声波辅助低共熔溶剂提取对咖啡蛋白结构和功能特性的影响
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探索咖啡蛋白在食品加工中的应用，以脱脂生咖啡粉为原料，探究不同超声波功率（0、200、400、600、800 W）与低共熔溶剂法、碱法协同作用对咖啡蛋白组成成分（聚丙烯酰胺凝胶电泳，SDS-PAGE）、结构特性（粒径分布、傅里叶红外光谱、圆二色光谱、荧光光谱和扫描电镜）和功能特性（溶解度、吸水性、吸油性和乳化特性）的影响。结果表明：由低共熔溶剂提取的咖啡蛋白（DES）平均粒径（12.30μm）显著小于由碱法提取的咖啡蛋白（AEP）平均粒径（113.67μm）;DES在酸性条件下溶解度更高，AEP在碱性条件下溶解度更高；DES比AEP有更好的吸水性和吸油性。经超声预处理后，咖啡蛋白电泳图谱、傅里叶红外光谱、圆二色光谱和荧光光谱结果分析表明，不同超声波功率预处理未引起蛋白质分子量分布的重大变化，但是对蛋白质的二级结构和三级结构产生影响。表面微观结构表明，DES表面结构较疏松多孔，AEP表面紧密平坦，超声预处理后AEP微观结构变得疏松多孔，纹理变得分散，并呈现出更多的不规则碎片；DES表面发生略微变化，在400 W和600 W处理15 min时表现出更多小颗粒多孔无序结构，微观结构变化可影响蛋白质的化学和物理性质及其功能特性。在超声功率为400 W时，DES粒径显著减小，粒径参数D[3,2]和D[4,3]分别从10.50、30.43μm减小到7.89、11.27μm；溶解度显著提高，在酸性、碱性条件下溶解度分别由47%、71%上升到75%、81%。此外，超声预处理可提高咖啡蛋白的吸水性和乳化活性，这些均为蛋白质在食品应用中的重要功能特性。研究表明采用超声波技术对咖啡蛋白进行改性有效果，研究结果可为咖啡蛋白在食品加工中的应用提供理论依据。
关键词： 咖啡蛋白 超声波功率 低共熔溶剂 结构特征 功能特性
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超声辅助低共熔溶剂制备咖啡果皮可溶性膳食纤维
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
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.
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