咖啡精油超临界CO<sub>2</sub>萃取工艺优化及理化特性分析

黄梦; 苏丽媛; 张丽红; 王桂瑛; 赵世卓; 葛长荣; 廖国周

doi:10.13386/j.issn1002-0306.2021040197

咖啡精油超临界CO₂萃取工艺优化及理化特性分析

黄梦^{1, 2,},
苏丽媛³,
张丽红^{1, 2},
王桂瑛^{1, 2, ,},
赵世卓^{1, 2},
葛长荣²,
廖国周^2, ,

1.
云南农业大学食品科学技术学院，云南昆明 650201
2.
云南农业大学云南省畜产品加工工程技术研究中心，云南昆明 650201
3.
云南中检检验检测技术有限公司，云南昆明 650200

基金项目: 云南省科技计划项目重大科技专项（2016ZA008）；云南省科技计划项目国际科技合作专项（2018IA101）。

详细信息

作者简介:
黄梦（1993−），女，硕士研究生，研究方向：食品加工与质量控制研究，E-mail：1027253240@qq.com

通讯作者:
王桂瑛（1979−），女，硕士，副教授，研究方向：食品安全与质量控制研究，E-mail：ynkmwgy@ynau.edu.cn

廖国周（1978−），男，博士，教授，研究方向：畜产品加工与质量控制研究，E-mail：liaoguozhou@ynau.edu.cn

中图分类号: TS224.4
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出版历程
- 收稿日期: 2021-04-25
- 网络出版日期: 2021-12-19
- 刊出日期: 2022-01-31

Optimization of Supercritical CO₂ Extraction Process and Analysis of Physicochemical Properties of Coffee Essential Oil

HUANG Meng^{1, 2,},
SU Liyuan³,
ZHANG Lihong^{1, 2},
WANG Guiying^{1, 2, ,},
ZHAO Shizhuo^{1, 2},
GE Changrong²,
LIAO Guozhou^2, ,

1.
College of Food Science and Technology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China
2.
Livestock Product Processing Engineering and Technology Research Center of Yunnan Province, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China
3.
Yunnan CCIC Inspection & Testing Technology Co., Ltd., Kunming 650200, China

摘要

摘要: 以云南保山小粒咖啡豆为对象，根据国家标准，测定生、熟咖啡豆的营养成分，在单因素实验的基础上，以响应面优化超临界CO₂萃取咖啡精油的工艺参数；测定生、熟咖啡精油理化指标，并通过气相色谱-氢火焰离子化检测器（GC-FID）分析生、熟咖啡精油的脂肪酸组成。结果表明：经烘焙处理后，熟咖啡豆中水分、水浸出物、咖啡因、总糖、粗纤维和粗脂肪含量与生咖啡豆中的存在显著差异（P<0.05）；超临界CO₂萃取生咖啡精油的最佳工艺条件为萃取压力25 MPa，萃取温度54 ℃，萃取时间150 min，在此条件下咖啡精油萃取得率为13.98%。烘焙处理前后，咖啡精油各常规理化指标无显著差异，且均符合国家标准要求。通过GC-FID分别检测到15和16种脂肪酸，其中亚油酸、棕榈酸、硬脂酸和油酸等为主要脂肪酸，烘焙对咖啡豆脂肪酸组成影响不明显，但各脂肪酸的含量存在一定差异。烘焙对咖啡豆及咖啡精油的各项指标均有一定程度的影响，为云南地区咖啡产业发展提供科学依据。
- 咖啡精油 /
- 超临界CO₂萃取 /
- 营养成分 /
- 理化指标 /
- 脂肪酸
Abstract: Taking Baoshan small grain coffee beans from Yunnan Province as the object, the nutrient components of raw and cooked coffee beans were determined according to national standards. On the basis of single factor experiment, the process parameters of supercritical CO₂ extraction of coffee essential oil were optimized by response surface（RSM）. The physical and chemical indexes of the essential oil of raw and cooked coffee were determined. The fatty acid composition of raw and cooked coffee essential oil was analyzed by gas chromatography-hydrogen flame ionization detector (GC-FID). The results showed as follows: after roasting, the contents of water, water extract, caffeine, total sugar, crude fiber and crude fat in cooked coffee beans were significantly different from those in raw coffee beans (P<0.05); The optimum conditions of supercritical CO₂ extraction were as follows: extraction pressure 25 MPa, extraction temperature 54 ℃ and extraction time 150 min. Under these conditions, the extraction yield of raw coffee essential oil was 13.98%. Before and after roasting treatment, there was no significant difference in the routine physical and chemical indexes of coffee essential oil, and all of them met the requirements of national standards. 15 and 16 fatty acids were detected by GC-FID, among which linoleic acid, palmitic acid, stearic acid and oleic acid were the main fatty acids. Roasting had no significant effect on the fatty acid composition of coffee beans, but there were some differences in the content of each fatty acid. In this study, roasting has a certain degree of influence on the indicators of coffee beans and coffee essential oil, which provides a scientific basis for the development of coffee industry in Yunnan.
- coffee essential oil /
- supercritical CO₂ extraction /
- nutritional components /
- physical and chemical indexes /
- fatty acids

HTML全文

咖啡是茜草科常绿灌木或小乔木植物^[1]，其产量、销售量、消费量都居世界三大饮料植物之首^[2]。主要产于热带、亚热带的70多个国家和地区，来自巴西、哥伦比亚、印度尼西亚、埃塞俄比亚、越南等世界各地生产的咖啡都各有特点^[3-4]。云南的保山、临沧、德宏、普洱为国内咖啡的主产区，其种植面积和产量占全国的98%以上^[5]，云南小粒咖啡也因其自然条件，呈现出浓而不苦、香而不烈、略带果酸味的独特风味，其质量仅次于哥伦比亚咖啡^[6]。咖啡的挥发性化合物可能会因种植地点、植物种类，特别是咖啡烘焙的程度和类型而有所不同，对咖啡油的香气有着巨大的影响^[7-8]。另一方面，Martin等^[9]认为咖啡油的组成，特别是脂肪酸的含量，可作为区分不同种类咖啡的因素之一。除地质条件外，烘焙工艺还可能影响咖啡油脂的脂质分布^[7]。

精油（essential oil，EOs）是植物资源最重要的天然产物之一，其化学成分复杂，主要由萜烯和一些芳香组分组成，这些化合物可存在于植物的各个部分：花、叶、根、茎、果实和种子，具有多种生物学特性和药用价值^[10-11]，如抗氧化活性^[12]、抗菌活性^[13]、抗炎活性^[14]和抗癌活性^[15]等。在植物精油的研究和开发中，提取方法多样，每种方法都有其优缺点^[16]，使用不同的方法提取同一种物质，也会存在成分和气味差异，功能也有一定变化^[17]。根据不同需求，选用合适的提取方法尤为重要。超临界CO₂萃取技术是近几年发展起来的一种安全、环保的新技术。这项技术提取率高、产品纯度高、操作温度低、活性成分不易被破坏、无溶剂残留，且CO₂相对惰性、不易燃、安全无毒^[18]。因此，超临界CO₂ 技术被广泛应用于精油的萃取。

由于咖啡种植具有较强的地域性，种植气候对咖啡香气影响较大。而国内对咖啡的研究主要集中在适应性栽培、丰产栽培、病虫害、抗病选育研究等方面^[19-20]，对咖啡精油萃取工艺研究较少，且烘焙处理对咖啡精油脂肪酸组成的影响尚不明确。因此，本研究以云南保山小粒咖啡豆为原料，采用超临界CO₂萃取技术对其精油进行萃取，并对烘焙前后咖啡精油的理化指标及脂肪酸进行对比分析，为云南地区咖啡产业发展提供科学依据。

1. 材料与方法

1.1 材料与仪器

咖啡豆　云南保山市售小粒咖啡；熟咖啡　在240 ℃烤箱中，烘焙13 min，随后粉碎过筛40目，储存备用；CO₂（纯度>99.99%）；37种混合脂肪酸甲酯　色谱纯，Sigma公司；其他试剂　均为国产分析纯。

TH12-5型超临界萃取设备　上海震樨机电科技发展有限公司；FW-400A型高速万能粉碎机　北京中兴伟业仪器有限公司；7890A GC-5975C FID、DB-225毛细管柱（10 m×0.1mm×0.1 μm）　美国Agilent公司。

1.2 实验方法

1.2.1 生、熟咖啡豆营养成分测定

参考国家标准，对生、熟咖啡豆的营养成分（水分^[21]、粗蛋白^[22]、粗脂肪^[23]、粗纤维^[24]、灰分^[25]、水浸出物^[26]、咖啡因^[27]、总糖^[28]）进行测定分析。

1.2.2 咖啡豆精油的超临界CO₂萃取工艺

咖啡豆→（熟咖啡：烘焙）→粉碎过筛→超临界CO₂萃取→减压分离→咖啡精油

熟咖啡前处理：将生咖啡豆在240 ℃烤箱中，烘焙13 min，取出凉至室温。

将咖啡豆利用高速万能粉碎机粉碎，过筛不同目数的筛子。称取一定重量粉碎过筛的咖啡粉，装入萃取釜，通过控制面板设置萃取条件，CO₂流量控制在25 kg/h，分离釜压力8 MPa，温度25 ℃，保持一定的萃取温度、压力，当达到预定值时开始计时，保证一定的萃取时间，停机，开萃取器的出口阀，开始取样，以咖啡精油萃取得率为指标。

1.2.3 超临界CO₂萃取咖啡豆精油的单因素实验

1.2.3.1 一次性投料量对咖啡精油萃取得率的影响

保持CO₂流量在25 kg/h，分离釜压力8 MPa，温度25 ℃。设置粉碎粒度为40目，萃取压力为25 MPa，萃取温度为50 ℃，萃取时间为150 min，考察一次性投料量（1200、1300、1400、1500、1600、1700 g）对咖啡精油萃取得率的影响，每个实验重复3次。

1.2.3.2 粉碎粒度对咖啡精油萃取得率的影响

保持CO₂流量在25 kg/h，分离釜压力8 MPa，温度25 ℃，设置一次性投料量为1500 g，萃取压力为25 MPa，萃取温度为50 ℃，萃取时间为150 min，考察粉碎粒度（20、40、60目）对咖啡精油萃取得率的影响，每个实验重复3次。

1.2.3.3 萃取压力对咖啡精油萃取得率的影响

保持CO₂流量在25 kg/h，分离釜压力8 MPa，温度25 ℃，设置一次性投料量为1500 g，粉碎粒度为40目，萃取温度为50 ℃，萃取时间为150 min，考察萃取压力（20、25、30、35 MPa）对咖啡精油萃取得率的影响，每个实验重复3次。

1.2.3.4 萃取温度对咖啡精油萃取得率的影响

保持CO₂流量在25 kg/h，分离釜压力8 MPa，温度25 ℃，设置一次性投料量为1500 g，粉碎粒度为40目，萃取压力为25 MPa，萃取时间为150 min，考察萃取温度（40、45、50、55、60 ℃）对咖啡精油萃取得率的影响，每个实验重复3次。

1.2.3.5 萃取时间对咖啡精油萃取得率的影响

保持CO₂流量在25 kg/h，分离釜压力8 MPa，温度25 ℃，设置一次性投料量为1500 g，粉碎粒度为40目，萃取压力为25 MPa，萃取温度为50 ℃，考察萃取时间（30、60、90、120、150 min）对咖啡精油萃取得率的影响，每个实验重复3次。

1.2.4 响应面法优化超临界CO₂萃取咖啡豆精油条件

以咖啡精油萃取得率作为响应值，依据单因素实验，利用响应面Box-Behnken试验设计3因素（萃取压力、温度和时间）3水平试验，优化超临界CO₂萃取咖啡精油的工艺参数，因素与水平设计见表1。

表 1 响应面试验因素与水平

Table 1. Factors and levels of RSM

水平	因素
水平	X₁萃取压力（MPa）	X₂萃取温度（℃）	X₃萃取时间（min）
−1	20	45	90
0	25	50	120
1	30	55	150

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1.2.5 咖啡精油萃取得率计算方法

\begin{aligned} W (%) = \frac{m}{M} \times 100 \end{aligned}

$\begin{aligned}\\ \rm W({\text{%}})=\dfrac{m}{M}\times 100 \end{aligned}$

式中：W表示咖啡精油萃取得率，%；m表示咖啡精油质量，g；M表示咖啡质量，g。

1.2.6 咖啡精油常规理化指标分析

参考国家标准，对咖啡精油的常规理化指标（相对密度^[29]、折光指数^[30]、酸值^[31]、皂化值^[32]、过氧化值^[33]）进行测定分析。

1.2.7 气相色谱火焰离子化检测器（GC-FID）分析咖啡精油脂肪酸组成

前处理：称量样本5 mg至顶空瓶；加入5%浓硫酸-甲醇溶液 2 mL，0.2%BHT-甲醇25 μL；用压盖器将顶空瓶用带聚四氟乙烯垫的铝盖封好，将上述混合物轻微晃动混匀后，于90~95 ℃恒温水浴锅中提取1.5 h，然后取出冷却至室温，依次加入饱和食盐水 2 mL、正己烷1 mL，涡旋1 min；低速离心机离心（4 ℃，3500 r/min）5 min，；取50 μL上清并加入145 μL正己烷和5 μL十九碳酸甲酯，涡旋10 s；取60 μL至进样瓶中上机检测。

色谱条件：Agilent DB-225毛细管柱（10 m×0.1 mm×0.1 μm）；检测器 FID；进样口温度250 ℃；FID接口温度250 ℃；进样量1 μL；载气：氦气；分流比15:1；柱流量0.3 mL/min。

升温程序：初始55 ℃保持1 min，以30 ℃/min升至205 ℃，保持1 min，最后以5 ℃/min升至230 ℃，保持1 min。

采用内标法进行脂肪酸定量，根据标准品的保留时间进行定性。

1.3 数据处理

采用Excel 2013对试验数据进行整理，利用Design-Expert 8.0.6进行响应面分析，利用SPSS18.0进行方差分析和显著性检验。

GC-FID分析咖啡精油脂肪酸组成所有数据通过 FID Chem Station（G1701EA.02.00.493）和ACD/Spectrus Processor 2015（S30S41）软件处理。

2. 结果与分析

2.1 咖啡豆主要营养成分测定结果

生、熟咖啡豆的营养成分测定结果见表2。

表 2 云南保山小粒咖啡豆营养成分分析结果

Table 2. The main nutrients of Baoshan small grain coffee bean in Yunnan

检测项目	生咖啡	熟咖啡
水分（g/100 g）	8.90±0.29^a	1.89±0.11^b
粗蛋白（g/100 g）	17.02±1.40^a	17.02±1.47^a
粗脂肪（g/100 g）	3.84±0.37^a	1.12±0.10^b
粗纤维（%）	28.43±1.80^a	23.55±1.00^b
灰分（g/100 g）	3.95±0.40^a	4.12±0.75^a
水浸出物（%）	34.47±2.74^a	25.28±1.50^b
咖啡因（mg/kg）	1.32×10⁴±157.16^a	1.30×10⁴±37.86^b
总糖（g/100 g）	8.36±0.37^a	5.70±0.37^b
注：同行不同字母表示差异显著（P<0.05），表6、表7同；除水分外其他含量以干基进行计算。

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由表2可知，水分、粗脂肪、粗纤维、水浸出物、咖啡因及总糖的测定结果均为生咖啡高于熟咖啡；灰分的含量为熟咖啡高于生咖啡，粗蛋白在焙烤前后无明显差异。焙烤对咖啡豆营养成分影响最大的是水分，其次是粗脂肪、总糖、咖啡因和水浸出物。生咖啡的水分含量、粗脂肪、粗纤维、水浸出物、咖啡因及总糖含量均显著高于熟咖啡，分别是熟咖啡的4.71倍（P<0.05）、3.43倍（P<0.05）、1.21倍（P<0.05）、1.36倍（P<0.05）、1.02倍（P<0.05）与1.47（P<0.05）。在焙烤后，熟咖啡的灰分含量为4.12 g/100 g，与生咖啡相比，高出了4.30%（P>0.05）。

2.2 超临界二氧化碳萃取咖啡精油的工艺优化

2.2.1 单因素实验结果

2.2.1.1 不同投料量对咖啡精油萃取得率的影响

由图1可知，随着一次性投料量的增加咖啡精油的萃取得率呈先增加后下降的趋势，当一次性投料量为1500 g时萃取得率最高为12.99%，分别是1200、1300、1400、1600 g和1700 g的2.41倍（P<0.05）、1.71倍（P<0.05）、1.34倍（P<0.05）、1.16倍（P<0.05）与1.22倍（P<0.05）。在投料量为1600 g时萃取得率反而开始下降，且在实验结束后倒出物料发现有结块的现象。这是由于原料过多导致传质阻力加大，CO₂流动不均匀造成的，但当投料量为1200、1300、1400 g时占萃取釜空间少，不能充分发挥萃取能力。综合以上因素，本试验选择一次性投料量为1500 g。

图 1 一次性投料量对咖啡精油萃取得率的影响

注：不同字母表示差异显著（P<0.05）；图2、图5同。

Figure 1. Effects of one-time material mass on the extraction yield of the essential oil of coffee

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2.2.1.2 粉碎粒度对咖啡精油萃取得率的影响

图2表明，当粉碎粒度为40目时，萃取得率最高为11.98%，分别比20目和60目高出34.73%（P<0.05）与21.83%（P<0.05）。当粉碎粒度为60目时，萃取得率稍有下降，并且随着粉碎粒度的增加，物料结块现象越严重，造成萃取不充分。这是由于原料粒度越细，与CO₂ 的接触越充分，越有利于萃取。但是，当咖啡粉碎粒度是60目时，物料过细就会增加其堆积密度，在高压环境下容易造成物料结块、引起萃取不均匀等现象，反而使得萃取率降低。综合分析，本试验选择咖啡豆的粉碎粒度为40目。

图 2 粉碎粒度对咖啡精油萃取得率的影响

Figure 2. Effects of particle size on the extraction yield of the essential oil of coffee

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2.2.1.3 不同萃取压力对咖啡精油萃取得率的影响

由图3可知，萃取压力从20 MPa增加到25 MPa时，最终萃取得率由11.50%增加至14.14%，并达到最大，随后萃取得率随着萃取压力的增加呈下降趋势。与20、30 MPa和35 MPa相比，25 MPa的萃取得率分别高出了22.99% （P<0.05）、2.89% （P>0.05）与10.47%（P<0.05）。萃取压力增大，CO₂选择性会降低，在萃取过程中会把杂质和色素等物质萃取出来，影响精油品质。因此，选择25~30 MPa进行萃取。

图 3 萃取压力对咖啡精油萃取得率的影响

Figure 3. Effects of extraction pressure on the extraction yield of the essential oil of coffee

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2.2.1.4 不同萃取温度对咖啡精油萃取得率的影响

从图4显示，萃取温度的升高，有利于增强油脂在流体中的溶解度，最终提高了出油率。在萃取时间为150 min时，萃取得率随着萃取温度的增加呈先增加后下降的趋势，在50 ℃下达到最高（14.23%），分别比40、45、55 ℃和60 ℃高出40.66%（P<0.05）、19.55%（P<0.05）、4.25%（P>0.05）与14.11%（P<0.05）。综合萃取得率以及高温会影响萃取产物中某些物质的活性，故萃取温度范围选择在50~55 ℃。

图 4 萃取温度对咖啡精油萃取得率的影响

Figure 4. Effects of extraction temperature on the extraction yield of the essential oil of coffee

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2.2.1.5 不同萃取时间对咖啡精油萃取得率的影响

从图5可以看出，咖啡精油总萃取得率随着时间的延长而增加，而单位时间内的萃取得率在90 min后呈现明显的下降趋势直至趋零。在萃取时间为150 min时总萃取得率最高，分别是30、60、90 min和120 min总萃取得率的4.55倍（P<0.05）、2.56倍（P<0.05）、1.36倍（P<0.05）与1.09倍（P>0.05）。在120 min时，总萃取得率增加缓慢，单位时间内萃取得率出现下降趋势，萃取已进入最后阶段，在150 min后再无萃取物接出，萃取完成。为避免造成萃取操作消耗的增加和过多CO₂的消耗，综合考虑将萃取时间范围确定为120~150 min。

图 5 萃取时间对咖啡精油萃取得率的影响

Figure 5. Effects of extraction time on the extraction yield of the essential oil of coffee

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2.2.2 响应曲面法优化超临界CO₂萃取咖啡豆精油试验结果

根据单因素实验结果，建立Box-Behnken Design的试验模型，进行二次方程的拟合计算，得出最好的工艺组合并且咖啡精油的出油率可以达到最理想的萃取量。响应面试验设计与结果见表3。

表 3 响应面试验设计及结果

Table 3. Design and results of response surface experiment

试验号	X₁	X₂	X₃	萃取得率（%）
1	0	1	1	13.84
2	0	0	0	11.83
3	0	1	−1	9.79
4	0	0	0	12.73
5	1	0	−1	11.13
6	1	0	1	12.32
7	−1	0	−1	7.55
8	−1	−1	0	10.05
9	1	1	0	12.87
10	1	−1	0	12.06
11	0	−1	1	11.56
12	−1	0	1	12.52
13	0	−1	−1	11.56
14	0	0	0	12.13
15	0	0	0	12.63
16	−1	1	0	11.18
17	0	0	0	12.83

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2.2.2.1 模型建立及显著性检验

利用Design-Expert 8.0.6软件对表3即响应面分析方案及结果进行多元回归拟合，得到咖啡精油萃取得率与萃取压力、萃取温度、萃取时间的二次方程模型为：Y=12.43+0.89X₁+0.31X₂+1.28X₃−0.080X₁X₂−0.95X₁X₃+1.01X₂X₃−0.85X₁²−0.041X₂²−0.70X₃²；回归模型的方差分析结果见表4。

表 4 咖啡精油萃取得率回归模型方差分析表

Table 4. Variance analysis of regression model of the extraction yield of the essential oil of coffee

差异来源	平方和	均方	F	P	显著性
模型	33.20	3.69	16.50	0.0006	**
X₁	6.27	6.27	28.03	0.0011	**
X₂	0.75	0.75	3.36	0.1096
X₃	13.03	13.03	58.29	0.0001	**
X₁X₂	0.026	0.03	0.11	0.7450
X₁X₃	3.57	3.57	15.98	0.0052	**
X₂X₃	4.10	4.10	18.34	0.0036	**
X₁²	3.03	3.03	13.57	0.0078	**
X₂²	7.16E-03	7.16E-03	0.032	0.8630
X₃²	2.07	2.07	9.26	0.0188	*
残差	1.56	0.22
失拟项	0.82	0.27	1.49	0.3458
纯误差	0.74	0.19
总方差	34.76
注：差异显著，P<0.05；*差异极显著，P<0.01。

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方差分析可知：咖啡精油萃取得率回归模型显著性检验P=0.0006<0.05，说明该二次多元回归模型极显著；失拟性检验P=0.3458>0.05认为咖啡精油萃取得率二次回归模型与实际试验拟合性充分模型失拟不显著。萃取率回归诊断表明，决定系数R²=0.9550，调整决定系数R²_Adj= 0.8971，信噪比Adeq precisior=17.948，这表明方程的拟合度和可信度均很高，可用于预测咖啡精油的萃取得率。离散系数CV（Y 的变异系数）定义为标准差与均值的比值，表示实验本身的精确度，CV值越小，实验的可靠性越高，萃取得率拟合CV值为4.05%。综上所述，回归模型拟合程度良好，实验误差小，能够准确的分析和预测咖啡精油的萃取得率，说明实验操作可信度高，具有一定的实践指导意义。由回归系数显著性表明，在所取因素水平范围内，各因素对咖啡精油萃取得率影响的顺序为：萃取时间>萃取压力>萃取温度。

2.2.2.2 响应曲面分析

图6是通过二次回归模型拟合的响应面变化三维曲面。响应面和等高线的稀疏程度可直观地反映萃取压力（MPa）、萃取温度（℃）、萃取时间（min）之间交互作用对咖啡精油萃取得率的影响，当等高线呈圆形时表示两因素交互作用不显著，而呈椭圆形或马鞍形时则表示两因素交互作用显著。

图 6 各因素交互作用对咖啡精油萃取得率的影响

Figure 6. Interactive effects of extraction efficiency on the extraction yield of the essential oil of coffee by response surface and contour plots

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由图6可看出，随着萃取压力的增加萃取得率呈先上升后下降的趋势，而此萃取温度范围内，随着温度的不断提高萃取得率呈逐渐上升的趋势，在等高线图中，等高线沿压力轴方向逐渐稀疏，沿温度轴方向逐渐密集，说明压力对萃取率的影响比温度大，表4方差分析显示，萃取温度与萃取压力交互作用不显著，P=0.7450>0.05；随着萃取压力及萃取时间的增加，萃取率先迅速上升后增长变得缓慢，并逐渐趋于平缓，表4方差分析显示，萃取时间与萃取压力交互作用显著，P=0.0052<0.05；随着时间的延长，萃取率受温度升高的影响较小，变化不明显；萃取时间与萃取温度交互作用显著，P=0.0036<0.05。通过上述分析，结论与方差分析结果一致：各因素对咖啡精油萃取得率影响的顺序为：萃取时间>萃取压力>萃取温度。

2.2.3 最佳条件的确定和回归模型的验证

回归模型通过响应面法得到咖啡精油萃取得率最高值所需要的参数条件为萃取压力24.59 MPa，萃取温度54.20 ℃，萃取时间148.71 min，在此工艺条件下，通过拟合方程计算出咖啡精油萃取得率为14.05%，根据实际情况以萃取压力25 MPa，萃取温度54 ℃，萃取时间150 min进行萃取，重复3次，得到的咖啡精油萃取得率为（13.98%±0.32%），与理论值相接近，说明模型准确可靠（表5）。以上为响应面优化生咖啡精油的萃取工艺，熟咖啡精油与之有相同的最优萃取工艺，在萃取得率上有所区别，在此条件下熟咖啡精油的萃取得率为（12.76%±0.24%），与生咖啡精油萃取得率差异不显著（P>0.05）。

表 5 最佳条件的确定和回归模型的验证

Table 5. Determination of the best conditions and verification of the regression model

因素	响应面优化	实测值
萃取压力（MPa）	24.59	25
萃取温度（℃）	54.20	54
萃取时间（min）	148.71	150
萃取得率（%）	14.05%	13.98%±0.32%

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2.3 咖啡精油理化性质测定结果

由表6可知，生、熟咖啡精油理化指标都在国家标准要求的范围之内。试验结果表明，超临界CO₂萃取咖啡精油具有淡淡的咖啡特征香气。从上表可得，熟咖啡的相对密度、折光指数、酸值略高于生咖啡，分别高出了8.30%（P>0.05）、0.01%（P>0.05）、14.30%（P>0.05），其余值（皂化值、过氧化值）均低于生咖啡，分别低了0.58%（P>0.05）、18.75%（P>0.05）。过氧化值是油脂被氧化的指标，表明了油脂腐坏的程度，过氧化值越高油脂酸败程度越高，生咖啡的过氧化值稍高于熟咖啡，但两者不存在显著差异（P>0.05），并且均符合国家植物油的标准。

表 6 咖啡油的理化特性

Table 6. Physicochemical property of essential oil from coffee

检测项目	指标
检测项目	生咖啡	熟咖啡
相对密度	0.8498±0.00^a	0.9203±0.00^a
折光指数	1.4791±0.0010^a	1.4793±0.0012^a
酸值（mg/g）	3.50±0.22^a	4.00±0.33^a
皂化值（mg/g）	171±4.04^a	170±4.58^a
过氧化值（g/100 g）	0.032±0.007^a	0.026±0.005^a

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2.4 GC-FID测定咖啡精油脂肪酸结果分析

图7为37种脂肪酸标准品混合物的GC-FID检测色谱图，可见37种脂肪酸甲酯互相分开，峰形较好，适合于进行定量分析。

图 7 37种脂肪酸标准品混合物的气相色谱图

Figure 7. Gas chromatogram of the mixture of 37 standard fatty acids

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图8和图9分别为生、熟咖啡精油样本中脂肪酸的气相色谱图，该图横坐标为保留时间，纵坐标为色谱峰的强度。在生、熟咖啡样本中分别检测到15和16种脂肪酸，主要为亚油酸甲酯、棕榈酸、硬脂酸、油酸甲酯等，各组分含量和比例结果见表7。

图 8 生咖啡精油样本中脂肪酸的气相色谱图

Figure 8. Gas chromatography of fatty acids in the sample of raw coffee essential oil

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图 9 熟咖啡精油样本中脂肪酸的气相色谱图

Figure 9. Gas chromatogram of fatty acids in the sample of roasted coffee essential oil

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表 7 咖啡精油中脂肪酸含量测定结果

Table 7. Determination of fatty acids in the essential oil of coffee

名称简写	中文名	生咖啡（μg/mg）	熟咖啡（μg/mg）
C6:0	己酸	−	0.70±0.06
C14:0	肉豆蔻酸	0.57±0.08^a	0.57±0.00^a
C15:0	十五碳酸	0.22±0.03^a	0.23±0.05^a
C16:0	棕榈酸	205.53±19.42^a	164.20±17.17^b
C17:0	十七碳酸	1.34±0.26^a	1.03±0.02^a
C18:0	硬脂酸	56.03±4.22^a	39.31±3.04^b
C18:1n9c	油酸	50.67±3.77^a	37.77±3.84^b
C18:2n6c	亚油酸	258.65±28.73^a	188.37±13.74^b
C18:3n3	α-亚麻酸	8.96±1.70^a	6.73±0.32^a
C20:0	花生酸	10.42±2.33^a	7.20±0.21^b
C20:1	二十碳一烯酸	2.03±0.44^a	1.37±0.05^a
C20:2	二十碳二烯酸	0.31±0.03^a	0.22±0.01^b
C21:0	二十一碳酸	0.72±0.10^a	0.58±0.03^a
C22:0	二十二碳酸	2.51±0.53^a	1.97±0.03^a
C23:0	二十三碳酸	1.13±0.40^a	0.79±0.06^a
C24:0	二十四碳酸	0.68±0.21^a	0.55±0.02^a
脂肪酸总含量		599.78±59.82^a	451.60±37.16^b
SFA	饱和脂肪酸	279.15±25.80^a	217.14±19.22^b
MUFA	单不饱和脂肪酸	52.70±4.21^a	39.14±3.89^b
PUFA	多不饱和脂肪酸	267.93±30.46^a	195.32±14.07^b
注：“−”表示未检出。

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在生、熟咖啡精油组中分别检测到15和16种脂肪酸，包括11种饱和脂肪酸、2种单不饱和脂肪酸、3种多不饱和脂肪酸，各组分含量结果见表7。不同试验组中脂肪酸组成大致相同，但含量存在一定的差异。就脂肪酸总含量而言，焙烤使总脂肪酸含量降低，两组间存在显著差异。生咖啡组的总脂肪酸含量最高，为599.78 μg/mg，比熟咖啡组高出了32.81%（P<0.05）。饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸在生咖啡精油组中，分别占总脂肪酸含量的46.54%、8.79%与44.67%；在熟咖啡组中，分别占总脂肪酸含量的48.08%、8.67%与43.25%。与生咖啡相比，熟咖啡的SFA、MUFA和PUFA含量分别降低了22.22%（P<0.05）、25.73%（P<0.05）与27.10%（P<0.05）。生、熟咖啡精油组的脂肪酸构成均为饱和脂肪酸>多不饱和脂肪酸>单不饱和脂肪酸。

对生、熟咖啡组中检测出的脂肪酸进行比较分析发现，亚油酸（C18:2n6c）、棕榈酸（C16:0）、硬脂酸（C18:0）、油酸（C18:1n9c）和花生酸（C20:0）是咖啡精油中主要的脂肪酸，并且各主要脂肪酸均在生咖啡组中含量最高，分别比熟咖啡组高出37.31%（P<0.05）、25.17%（P<0.05）、42.53%（P<0.05）、34.17%（P<0.05）与44.63%（P<0.05）。此外，在生、熟咖啡精油两试验组中，亚油酸是含量最高的多不饱和脂肪酸，达258.65 μg/mg和188.37 μg/mg，分别占各组总脂肪酸含量的43.13%与41.71%；棕榈酸是含量最高的饱和脂肪酸，达205.53 μg/mg和164.20 μg/mg，分别占各组总脂肪酸含量的34.27%与36.36%；油酸是含量最高的单不饱和脂肪酸，达50.67 μg/mg和37.77 μg/mg，分别占各组总脂肪酸含量的8.45%与8.36%。己酸在熟咖啡精油中含量较少，为0.70 μg/mg，占总脂肪酸含量的0.16%，但在生咖啡精油中并未检测出。

3. 讨论

在焙烤后，除咖啡豆的水分、粗脂肪、粗纤维、水浸出物、咖啡因和总糖外，其余指标无显著差异。主要是由于咖啡豆焙烤受热，水分的蒸发导致熟咖啡水分的减少，部分油脂溢出引起粗脂肪含量减少。烘焙使咖啡豆发生焦糖化反应，这可能是引起总糖变化的原因^[34]，咖啡中羟甲基糠醛是Millard反应中最中间的呋喃化合物，是在酸性条件下己糖热分解的结果，可以导致热处理食品的棕色增加，同时生成不同分子量的风味化合物^[35]，从而增加焙烤咖啡豆的香气。有文献资料显示^[36]，咖啡因的增加或减少主要是由于其在焙烧过程中热稳定性和热不稳定的化合物的质量损失。此外，在烘焙条件下，咖啡因的热稳定性可能是因为它的熔点（238 °C）高于绿原酸（207 °C）和咖啡酸（223 °C）^[37-38]。在本研究中，焙烤后咖啡豆中的咖啡因含量显著降低，这可能是试验过程中所用的焙烤温度为240 ℃，已达到咖啡因的熔点，因此造成了部分咖啡因含量的损失。利用超临界CO₂萃取咖啡精油，萃取压力、萃取温度和萃取时间等因素共同影响着精油的萃取得率^[39]。合适的萃取条件可以增加CO₂密度使其溶解能力增强，从而提高了萃取效率。本试验在最佳条件下，获得咖啡精油的萃取得率为13.98%，刘丽娜^[40]通过超临界CO₂萃取红树莓籽精油，得到红树莓籽精油的萃取率为12.20%，表明咖啡精油的萃取率与红树莓籽精油的萃取率相近。

生、熟咖啡中含量最高的脂肪酸为亚油酸（C18:2n6c），其次棕榈酸（C16:0）、硬脂酸（C18:0）、油酸（C18:1n9c）和花生酸（C20:0）是咖啡精油中主要的脂肪酸，4种脂肪酸之和占总脂肪酸组成约95%，与曾凡逵等^[41]的研究结果一致。咖啡精油中亚油酸含量，远高于棕榈油^[42]，作为一种多不饱和脂肪酸对人体健康及其重要，它能调节人体的脂质代谢，治疗和预防心脑血管疾病，促进生长发育，此外对抗癌、免疫调节、延缓衰老、减肥、美容等方面均具有重要的生理作用^[43]。己酸在熟咖啡精油中含量较低，占总脂肪酸的0.16%，但在生咖啡精油中并未检测出，可能是咖啡豆在烘焙过程中，发生焦糖化反应，产生了少量己酸。除此之外，焙烤对咖啡脂肪酸组成影响并不大，前人对此也有同样的报道^[44]。

4. 结论

经单因素和响应曲面法优化，超临界CO₂萃取咖啡精油的最佳工艺条件为萃取压力25 MPa，萃取温度54 ℃，萃取时间150 min，在此条件下咖啡精油萃取得率为13.98%。烘焙处理前后，咖啡精油各常规理化指标无显著差异，且均符合国家标准要求，且通过GC-FID分别检测到15和16种脂肪酸，其中亚油酸、棕榈酸、硬脂酸和油酸等为主要脂肪酸，烘焙对咖啡豆脂肪酸组成影响不明显，但各脂肪酸的含量存在一定差异。

图 1 一次性投料量对咖啡精油萃取得率的影响

注：不同字母表示差异显著（P<0.05）；图2、图5同。

Figure 1. Effects of one-time material mass on the extraction yield of the essential oil of coffee

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图 2 粉碎粒度对咖啡精油萃取得率的影响

Figure 2. Effects of particle size on the extraction yield of the essential oil of coffee

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图 3 萃取压力对咖啡精油萃取得率的影响

Figure 3. Effects of extraction pressure on the extraction yield of the essential oil of coffee

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图 4 萃取温度对咖啡精油萃取得率的影响

Figure 4. Effects of extraction temperature on the extraction yield of the essential oil of coffee

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图 5 萃取时间对咖啡精油萃取得率的影响

Figure 5. Effects of extraction time on the extraction yield of the essential oil of coffee

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图 6 各因素交互作用对咖啡精油萃取得率的影响

Figure 6. Interactive effects of extraction efficiency on the extraction yield of the essential oil of coffee by response surface and contour plots

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图 7 37种脂肪酸标准品混合物的气相色谱图

Figure 7. Gas chromatogram of the mixture of 37 standard fatty acids

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图 8 生咖啡精油样本中脂肪酸的气相色谱图

Figure 8. Gas chromatography of fatty acids in the sample of raw coffee essential oil

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图 9 熟咖啡精油样本中脂肪酸的气相色谱图

Figure 9. Gas chromatogram of fatty acids in the sample of roasted coffee essential oil

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表 1 响应面试验因素与水平

Table 1 Factors and levels of RSM

水平	因素
水平	X₁萃取压力（MPa）	X₂萃取温度（℃）	X₃萃取时间（min）
−1	20	45	90
0	25	50	120
1	30	55	150

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表 2 云南保山小粒咖啡豆营养成分分析结果

Table 2 The main nutrients of Baoshan small grain coffee bean in Yunnan

检测项目	生咖啡	熟咖啡
水分（g/100 g）	8.90±0.29^a	1.89±0.11^b
粗蛋白（g/100 g）	17.02±1.40^a	17.02±1.47^a
粗脂肪（g/100 g）	3.84±0.37^a	1.12±0.10^b
粗纤维（%）	28.43±1.80^a	23.55±1.00^b
灰分（g/100 g）	3.95±0.40^a	4.12±0.75^a
水浸出物（%）	34.47±2.74^a	25.28±1.50^b
咖啡因（mg/kg）	1.32×10⁴±157.16^a	1.30×10⁴±37.86^b
总糖（g/100 g）	8.36±0.37^a	5.70±0.37^b
注：同行不同字母表示差异显著（P<0.05），表6、表7同；除水分外其他含量以干基进行计算。

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表 3 响应面试验设计及结果

Table 3 Design and results of response surface experiment

试验号	X₁	X₂	X₃	萃取得率（%）
1	0	1	1	13.84
2	0	0	0	11.83
3	0	1	−1	9.79
4	0	0	0	12.73
5	1	0	−1	11.13
6	1	0	1	12.32
7	−1	0	−1	7.55
8	−1	−1	0	10.05
9	1	1	0	12.87
10	1	−1	0	12.06
11	0	−1	1	11.56
12	−1	0	1	12.52
13	0	−1	−1	11.56
14	0	0	0	12.13
15	0	0	0	12.63
16	−1	1	0	11.18
17	0	0	0	12.83

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表 4 咖啡精油萃取得率回归模型方差分析表

Table 4 Variance analysis of regression model of the extraction yield of the essential oil of coffee

差异来源	平方和	均方	F	P	显著性
模型	33.20	3.69	16.50	0.0006	**
X₁	6.27	6.27	28.03	0.0011	**
X₂	0.75	0.75	3.36	0.1096
X₃	13.03	13.03	58.29	0.0001	**
X₁X₂	0.026	0.03	0.11	0.7450
X₁X₃	3.57	3.57	15.98	0.0052	**
X₂X₃	4.10	4.10	18.34	0.0036	**
X₁²	3.03	3.03	13.57	0.0078	**
X₂²	7.16E-03	7.16E-03	0.032	0.8630
X₃²	2.07	2.07	9.26	0.0188	*
残差	1.56	0.22
失拟项	0.82	0.27	1.49	0.3458
纯误差	0.74	0.19
总方差	34.76
注：差异显著，P<0.05；*差异极显著，P<0.01。

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表 5 最佳条件的确定和回归模型的验证

Table 5 Determination of the best conditions and verification of the regression model

因素	响应面优化	实测值
萃取压力（MPa）	24.59	25
萃取温度（℃）	54.20	54
萃取时间（min）	148.71	150
萃取得率（%）	14.05%	13.98%±0.32%

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表 6 咖啡油的理化特性

Table 6 Physicochemical property of essential oil from coffee

检测项目	指标
检测项目	生咖啡	熟咖啡
相对密度	0.8498±0.00^a	0.9203±0.00^a
折光指数	1.4791±0.0010^a	1.4793±0.0012^a
酸值（mg/g）	3.50±0.22^a	4.00±0.33^a
皂化值（mg/g）	171±4.04^a	170±4.58^a
过氧化值（g/100 g）	0.032±0.007^a	0.026±0.005^a

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表 7 咖啡精油中脂肪酸含量测定结果

Table 7 Determination of fatty acids in the essential oil of coffee

名称简写	中文名	生咖啡（μg/mg）	熟咖啡（μg/mg）
C6:0	己酸	−	0.70±0.06
C14:0	肉豆蔻酸	0.57±0.08^a	0.57±0.00^a
C15:0	十五碳酸	0.22±0.03^a	0.23±0.05^a
C16:0	棕榈酸	205.53±19.42^a	164.20±17.17^b
C17:0	十七碳酸	1.34±0.26^a	1.03±0.02^a
C18:0	硬脂酸	56.03±4.22^a	39.31±3.04^b
C18:1n9c	油酸	50.67±3.77^a	37.77±3.84^b
C18:2n6c	亚油酸	258.65±28.73^a	188.37±13.74^b
C18:3n3	α-亚麻酸	8.96±1.70^a	6.73±0.32^a
C20:0	花生酸	10.42±2.33^a	7.20±0.21^b
C20:1	二十碳一烯酸	2.03±0.44^a	1.37±0.05^a
C20:2	二十碳二烯酸	0.31±0.03^a	0.22±0.01^b
C21:0	二十一碳酸	0.72±0.10^a	0.58±0.03^a
C22:0	二十二碳酸	2.51±0.53^a	1.97±0.03^a
C23:0	二十三碳酸	1.13±0.40^a	0.79±0.06^a
C24:0	二十四碳酸	0.68±0.21^a	0.55±0.02^a
脂肪酸总含量		599.78±59.82^a	451.60±37.16^b
SFA	饱和脂肪酸	279.15±25.80^a	217.14±19.22^b
MUFA	单不饱和脂肪酸	52.70±4.21^a	39.14±3.89^b
PUFA	多不饱和脂肪酸	267.93±30.46^a	195.32±14.07^b
注：“−”表示未检出。

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施引文献(22)

期刊类型引用(10)

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3.	卢朝亮. 对“互联网+餐饮”安全监管问题的探讨. 中外食品工业. 2024(22): 23-25 . 百度学术
4.	张龙梅，伍星华，李思寰，李媛. 区块链+物联网技术在湘西地区农产品溯源中的应用. 经济研究导刊. 2023(10): 42-44 . 百度学术
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7.	梅海波，吴江，张惠. 基于区块链技术的采购管理研究. 中国物流与采购. 2023(13): 34-35 . 百度学术
8.	王丹蕾，王传钊. 基于区块链技术的溯源系统助力农产品实现“真”绿色. 产业创新研究. 2023(18): 79-81 . 百度学术
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图(9) / 表(7)

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1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 生、熟咖啡豆营养成分测定
1.2.2 咖啡豆精油的超临界CO2萃取工艺
1.2.3 超临界CO2萃取咖啡豆精油的单因素实验
1.2.3.1 一次性投料量对咖啡精油萃取得率的影响
1.2.3.2 粉碎粒度对咖啡精油萃取得率的影响
1.2.3.3 萃取压力对咖啡精油萃取得率的影响
1.2.3.4 萃取温度对咖啡精油萃取得率的影响
1.2.3.5 萃取时间对咖啡精油萃取得率的影响
1.2.4 响应面法优化超临界CO2萃取咖啡豆精油条件
1.2.5 咖啡精油萃取得率计算方法
1.2.6 咖啡精油常规理化指标分析
1.2.7 气相色谱火焰离子化检测器（GC-FID）分析咖啡精油脂肪酸组成
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 咖啡豆主要营养成分测定结果
2.2 超临界二氧化碳萃取咖啡精油的工艺优化
2.2.1 单因素实验结果
2.2.1.1 不同投料量对咖啡精油萃取得率的影响
2.2.1.2 粉碎粒度对咖啡精油萃取得率的影响
2.2.1.3 不同萃取压力对咖啡精油萃取得率的影响
2.2.1.4 不同萃取温度对咖啡精油萃取得率的影响
2.2.1.5 不同萃取时间对咖啡精油萃取得率的影响
2.2.2 响应曲面法优化超临界CO2萃取咖啡豆精油试验结果
2.2.2.1 模型建立及显著性检验
2.2.2.2 响应曲面分析
2.2.3 最佳条件的确定和回归模型的验证
2.3 咖啡精油理化性质测定结果
2.4 GC-FID测定咖啡精油脂肪酸结果分析
3. 讨论
4. 结论

1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 生、熟咖啡豆营养成分测定
1.2.2 咖啡豆精油的超临界CO₂萃取工艺
1.2.3 超临界CO₂萃取咖啡豆精油的单因素实验
1.2.3.1 一次性投料量对咖啡精油萃取得率的影响
1.2.3.2 粉碎粒度对咖啡精油萃取得率的影响
1.2.3.3 萃取压力对咖啡精油萃取得率的影响
1.2.3.4 萃取温度对咖啡精油萃取得率的影响
1.2.3.5 萃取时间对咖啡精油萃取得率的影响
1.2.4 响应面法优化超临界CO₂萃取咖啡豆精油条件
1.2.5 咖啡精油萃取得率计算方法
1.2.6 咖啡精油常规理化指标分析
1.2.7 气相色谱火焰离子化检测器（GC-FID）分析咖啡精油脂肪酸组成
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 咖啡豆主要营养成分测定结果
2.2 超临界二氧化碳萃取咖啡精油的工艺优化
2.2.1 单因素实验结果
2.2.1.1 不同投料量对咖啡精油萃取得率的影响
2.2.1.2 粉碎粒度对咖啡精油萃取得率的影响
2.2.1.3 不同萃取压力对咖啡精油萃取得率的影响
2.2.1.4 不同萃取温度对咖啡精油萃取得率的影响
2.2.1.5 不同萃取时间对咖啡精油萃取得率的影响
2.2.2 响应曲面法优化超临界CO₂萃取咖啡豆精油试验结果
2.2.2.1 模型建立及显著性检验
2.2.2.2 响应曲面分析
2.2.3 最佳条件的确定和回归模型的验证
2.3 咖啡精油理化性质测定结果
2.4 GC-FID测定咖啡精油脂肪酸结果分析
3. 讨论
4. 结论

参考文献(44)

施引文献

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咖啡精油超临界CO2萃取工艺优化及理化特性分析

作者简介: 黄梦（1993−），女，硕士研究生，研究方向：食品加工与质量控制研究，E-mail：1027253240@qq.com

通讯作者: 王桂瑛（1979−），女，硕士，副教授，研究方向：食品安全与质量控制研究，E-mail：ynkmwgy@ynau.edu.cn 廖国周（1978−），男，博士，教授，研究方向：畜产品加工与质量控制研究，E-mail：liaoguozhou@ynau.edu.cn

计量

出版历程

Optimization of Supercritical CO2 Extraction Process and Analysis of Physicochemical Properties of Coffee Essential Oil

1. 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.2 实验方法

1.2.1 生、熟咖啡豆营养成分测定

1.2.2 咖啡豆精油的超临界CO2萃取工艺

1.2.3 超临界CO2萃取咖啡豆精油的单因素实验

1.2.3.1 一次性投料量对咖啡精油萃取得率的影响

1.2.3.2 粉碎粒度对咖啡精油萃取得率的影响

1.2.3.3 萃取压力对咖啡精油萃取得率的影响

1.2.3.4 萃取温度对咖啡精油萃取得率的影响

1.2.3.5 萃取时间对咖啡精油萃取得率的影响

1.2.4 响应面法优化超临界CO2萃取咖啡豆精油条件

1.2.5 咖啡精油萃取得率计算方法

1.2.6 咖啡精油常规理化指标分析

1.2.7 气相色谱火焰离子化检测器（GC-FID）分析咖啡精油脂肪酸组成

1.3 数据处理

2. 结果与分析

2.1 咖啡豆主要营养成分测定结果

2.2 超临界二氧化碳萃取咖啡精油的工艺优化

2.2.1 单因素实验结果

2.2.1.1 不同投料量对咖啡精油萃取得率的影响

2.2.1.2 粉碎粒度对咖啡精油萃取得率的影响

2.2.1.3 不同萃取压力对咖啡精油萃取得率的影响

2.2.1.4 不同萃取温度对咖啡精油萃取得率的影响

2.2.1.5 不同萃取时间对咖啡精油萃取得率的影响

2.2.2 响应曲面法优化超临界CO2萃取咖啡豆精油试验结果

2.2.2.1 模型建立及显著性检验

2.2.2.2 响应曲面分析

2.2.3 最佳条件的确定和回归模型的验证

2.3 咖啡精油理化性质测定结果

2.4 GC-FID测定咖啡精油脂肪酸结果分析

3. 讨论

4. 结论

期刊类型引用(10)

其他类型引用(12)

计量

出版历程

目录

1. 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.2 实验方法

1.2.1 生、熟咖啡豆营养成分测定

1.2.2 咖啡豆精油的超临界CO2萃取工艺

1.2.3 超临界CO2萃取咖啡豆精油的单因素实验

1.2.3.1 一次性投料量对咖啡精油萃取得率的影响

1.2.3.2 粉碎粒度对咖啡精油萃取得率的影响

1.2.3.3 萃取压力对咖啡精油萃取得率的影响

1.2.3.4 萃取温度对咖啡精油萃取得率的影响

1.2.3.5 萃取时间对咖啡精油萃取得率的影响

1.2.4 响应面法优化超临界CO2萃取咖啡豆精油条件

1.2.5 咖啡精油萃取得率计算方法

1.2.6 咖啡精油常规理化指标分析

1.2.7 气相色谱火焰离子化检测器（GC-FID）分析咖啡精油脂肪酸组成

1.3 数据处理

2. 结果与分析

2.1 咖啡豆主要营养成分测定结果

2.2 超临界二氧化碳萃取咖啡精油的工艺优化

2.2.1 单因素实验结果

2.2.1.1 不同投料量对咖啡精油萃取得率的影响

2.2.1.2 粉碎粒度对咖啡精油萃取得率的影响

2.2.1.3 不同萃取压力对咖啡精油萃取得率的影响

2.2.1.4 不同萃取温度对咖啡精油萃取得率的影响

2.2.1.5 不同萃取时间对咖啡精油萃取得率的影响

2.2.2 响应曲面法优化超临界CO2萃取咖啡豆精油试验结果

2.2.2.1 模型建立及显著性检验

2.2.2.2 响应曲面分析

2.2.3 最佳条件的确定和回归模型的验证

2.3 咖啡精油理化性质测定结果

2.4 GC-FID测定咖啡精油脂肪酸结果分析

3. 讨论

4. 结论

咖啡精油超临界CO₂萃取工艺优化及理化特性分析

作者简介:
黄梦（1993−），女，硕士研究生，研究方向：食品加工与质量控制研究，E-mail：1027253240@qq.com

通讯作者:
王桂瑛（1979−），女，硕士，副教授，研究方向：食品安全与质量控制研究，E-mail：ynkmwgy@ynau.edu.cn

廖国周（1978−），男，博士，教授，研究方向：畜产品加工与质量控制研究，E-mail：liaoguozhou@ynau.edu.cn

Optimization of Supercritical CO₂ Extraction Process and Analysis of Physicochemical Properties of Coffee Essential Oil

1.2.2 咖啡豆精油的超临界CO₂萃取工艺

1.2.3 超临界CO₂萃取咖啡豆精油的单因素实验

1.2.4 响应面法优化超临界CO₂萃取咖啡豆精油条件

2.2.2 响应曲面法优化超临界CO₂萃取咖啡豆精油试验结果

1.2.2 咖啡豆精油的超临界CO₂萃取工艺

1.2.3 超临界CO₂萃取咖啡豆精油的单因素实验

1.2.4 响应面法优化超临界CO₂萃取咖啡豆精油条件

2.2.2 响应曲面法优化超临界CO₂萃取咖啡豆精油试验结果