云南小粒咖啡果皮中果胶的提取及其水解物抑菌活性分析

林珊 刘丽 严亮 郝淑美 何飞飞

摘要：本次研究主要以云南普洱小粒咖啡果皮作为原料，使用相关溶液对果胶进行提取，并分析水解物抑菌活性。在分析过程中，以单因素进行实验，对提取温度、提取时间、pH值进行分析，获得影响咖啡果胶提取率的具体因素。咖啡果胶是一种大分子多糖，它广泛存在于多种类型的植物细胞壁当中，因为咖啡属于一种常见的植物，而且属于高等植物的细胞壁。从生物学的角度分析咖啡果皮中果胶的水解物对食品的腐败细菌起到良好的预防作用，甚至可以作为天然的防腐剂。作为世界三大饮料之一，咖啡的产量一直处于较高的状态，但很多人认为咖啡仅是咖啡豆可以使用，但事实并非如此，咖啡果皮可以用于制作咖啡果皮茶，咖啡果皮中的果胶也可以用于防腐剂的制作，而且果胶还是胶凝剂、粘稠剂，它在食品、化妆品以及保健品中都可以得到较为广泛的使用。本文主要讨论云南普洱小粒咖啡果皮中果胶的提取以及水解物抑菌活性的相关内容，希望能够在一定程度上推动咖啡果皮中果胶的使用，提高咖啡的整体利用价值。

关键词：咖啡果皮；果胶；提取；水解物抑菌活性

近年来，人们对于果胶产品的重视程度逐步增高，越来越重视果胶来源的安全性、提取方法以及加工工艺，现有的技术已经不能满足大量果胶的提取和加工流程。相关科研团队必须花费更多的时间和精力，对果胶的提取过程进行深入的分析和了解，从而提高果胶的提取效率。果胶的提取方法应该不断地改进，使其结构和功能之间的关系更加密切。将这两者之间的关系明确之后，可以将果胶应用的内容更加具体化和精细化，让更多的人投入到果胶应用的研究工作当中，从而拓宽果胶的使用范围。果胶原料的来源其实非常广泛，它不仅可以从咖啡果皮当中提取，还可从柑橘、苹果等水果的皮渣当中提取，当然西瓜及木瓜、南瓜当中也含有丰富的果胶。咖啡鲜果当中的果胶含量非常高，是较好的果胶来源，但针对咖啡鲜果果胶提取的内容目前并没有深入开展。在此背景之下，针对咖啡果果皮果胶进行研究，是十分必要的。

1. 材料与方法

1.1 材料与仪器

研究过程使用的材料主要有为普洱小粒咖啡果皮、无水乙醇、浓硫酸、浓盐酸、半乳糖、醛酸、柠檬酸、果胶酶、氯化钠、商品果胶、金黄色葡萄杆菌、枯草芽孢杆菌以及牛肉膏和蛋白胨。需使用的设备有紫外可见分光光度计、pH酸度计、真空干燥箱、立式压力蒸汽灭菌器、恒温培养振荡器以及旋转粘连剂。

1.2 实验方法

① 小粒咖啡果皮预处理

将小粒咖啡果皮使用湿法加工，并将其放在60℃的烤箱当中烘烤，直到它可以在恒重的条件下粉碎。在完成以上操作之后，可放置干燥箱当中保存备用。

② 对果胶进行提取

称取粉碎之后的小粒咖啡果皮10克，将它们放置在250毫升的锥形瓶当中，并放入适量的蒸馏水。将其搅拌均匀之后，放在90-100℃的条件下沸煮，沸煮时间在5分钟左右。沸煮结束之后需要马上过滤，并且使用浓度为80%的乙醇，将沸煮且过滤之后的滤渣进行洗涤，每次洗涤的时间为5分钟，此次洗涤的目的在于除去咖啡果皮中的色素和糖酸。在洗涤结束之后，需要放在温度保持于80℃的烘箱当中烘干，接着将烘干之后的产物放在250毫升的锥形瓶内，并按照一定的比例放入稀盐酸。在完成以上操作之后，就可以真正进入到提取的阶段，提取的时间在60分钟，提取环境需保证在50摄氏度左右，结束之后需马上进行冷却抽滤，而滤液不能在抽滤之后直接用于鉴别，而是将其浓缩到50毫升，并快速使用冷水进行冷却，使用无水乙醇进行层析最后得到的固体果胶，才可以进行称重并计算具体的得率。

③ 对果胶进行鉴别

已经形成凝胶或组装液体后，可以停止搅拌。如果尚未形成，就需要继续进行搅拌，待已经形成凝胶或组装液体之后，使用移液管移取5毫升左右，并将该液体放置到25毫升的试管当中，加入一毫升氢氧化钠放置20分钟。如果已经出现半透明或不透明的凝胶沉淀，那么就可以使用红外线对其进行测定。通过观察红外光谱，以及与商品标准果胶的红外光谱进行对比，可获得最终的鉴别结果。

④ 单因素实验分析

需要分别从料液比、提取液pH值、提取温度、提取时间这4个单因素进行分析。在针对料液比的果胶得率影响情况进行分析时，需要在温度为50摄氏度提取，时间控制在60分钟，PH值在1.5的条件下进行；在针对pH值对果胶得率的影响进行研究时，需要将实验的环境和指标制定为料液比1：25，提取温度为50摄氏度，提取时间为60分钟；在针对提取温度对果胶得率产生的影响进行分析时，需要将提取的环境料液比控制在1：25之间，提取时间需控制在60分钟之间，PH值在1.5条件下；在针对提取时间对果胶颗粒产生的影响进行分析时，需要将提取的环境控制为料液比为1：25，提取温度为50℃，提取液的pH值为1.5。

1.3 数据分析

本次研究过程使用的统计学软件为SPSSO2.0，使用ORIGIN9.5的软件进行图片的制作工作。

2. 结果与分析

2.1 小粒咖啡果皮果胶的鉴别实验

通过对收集到的数据进行分析，从表观特征鉴别实验的角度进行分析，在本次研究当中，加入氢氧化钠之后，获得半透明的凝胶沉淀，由此可以认为云南小粒咖啡果皮当中的果胶符合果胶的表现特征。从云南小粒咖啡果皮果胶的红外光谱的角度进行分析，将红外光谱的各项特征与商品果胶的红外光谱特征进行对比之后，可发现两者之间的相似度提高，再加上结合云南小粒咖啡果皮的表观特征和其中的半乳糖醛酸含量，可发现所有的指标都达到国家对于果胶的相关标准，由此可认为云南小粒咖啡果皮提取物属于果胶。

2.2 单因素实验

从单因素实验进行分析，当料液比为1：30的情况时，果胶的得率最高达到10%；当pH值为1.5时果胶的得率最高；当提取期间温度在50℃时，果胶的得率最高达到10.18%；当提取的时间控制在100分钟时，果胶的得率最高概率为12.75%；

2.3 小粒咖啡果皮果胶理化性质

小粒咖啡果皮果胶的理化性质表现为半乳糖醛酸的含量达到67.71%，符合国家规定的相关标准，干燥失重的概率为10.17%，总会分为22.75%pH值为2.6，这些指标均达到相应规章制度的要求。在酯化度方面，其概率在75%左右，属于高脂果胶，所以从整体的角度来看，小粒咖啡果皮属于天然提取物，所以它的無机营养元素相对较高。

结论

本次研究从小粒咖啡果皮果胶的鉴别实验进行探讨，并且通过单因素正交实验优化果胶的提取方式，开发出具有较高实用价值的咖啡果胶天然防腐剂，使得咖啡果胶变废为宝，从而达到对环境产生保护作用的目的。同时，符合我国食品添加剂生产方面的要求，遵循天然营养多方面的原则，对咖啡的生产效益进行有效提升，以此推动云南咖啡资源的利用及当地农业经济的发展。

作者简介：

林珊（1988- ），女，硕士在读，助理研究员；研究方向为特色生物产业新产品开发、食品检验检检测、普洱茶茶艺。