咖啡渣多糖的提取及性质研究外文翻译资料

 2022-08-07 03:08

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咖啡渣多糖的提取及性质研究

作者：Lina F. Ballesteros(a), Miguel A. Cerqueira(a), Joseacute; A. Teixeiraa(a), Solange I. Mussatto(b)

a明浩大学生物工程中心，Guatar校区，4710-057 Braga，葡萄牙

b理工大学生物技术系，Julianalaan 67，2628 BC Delft，荷兰

目录

文章信息 3

摘要 3

一、引言 4

二、材料和方法 6

2.1原材料 6

2.2碱预处理 7

2.3多糖产量 7

2.4分析方法 8

2.4.1化学特性 8

2.4.2结构表征 8

2.4.3抗氧化酚类化合物的表征 9

2.4.3.1酚类化合物 9

2.4.3.2总抗氧化活性 9

2.4.3.3铁还原抗氧化能力测定 10

2.4.3.4自由基清除活性（DPPH法） 10

2.4.3.5自由基阳离子脱色试验 11

2.4.4抗菌活性测定 12

三、 结果与讨论 12

3.1多糖的提取率和化学性质 12

3.2结构特点 14

3.2.1 X射线衍射 14

3.2.2 傅里叶变换红外光谱 15

3.2.3 热性能 17

3.3 抗氧化酚类化合物 20

3.4 抗菌活性 21

四、结论 25

五、致谢 26

六、参考文献 26

文章信息

文章历史：

2014年11月12日收到

2015年2月18日收到修订版

接受日期：2015年3月9日

2015年4月1日在线提供

关键词：

抗菌活性

抗氧化能力

多糖

废咖啡渣

结构特性

摘要

在用热水处理咖啡粉过程中获得的废咖啡渣（SCG）可溶性咖啡，是咖啡产业的主要残留物，保留大约百分之七十的咖啡。多糖存在于烤咖啡豆中。本研究的目的是在25℃下用氢氧化钠碱预处理从SCG中提取多糖，并测定其含量。所提取的多糖的化学组成，以及抗氧化和抗菌性能。回收多糖中以半乳糖（60.27%mol）为主，其次为阿拉伯糖（19.93%mol）、葡萄糖（15.37%mol）和甘露糖（4.43%mol）。SCG多糖耐热，并呈现典型的碳水化合物模式。此外，它们通过不同的方法表现出良好的抗氧化活性，并表现出很高的抗菌率抑制作用。紫叶石楠和枝孢霉（分别为41.27%和54.60%）。这些发现允许确定这些多糖在食品工业中可能的应用。

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一、引言

多糖是咖啡豆的主要成分，在最后的饮料中扮演重要角色。在制备可溶咖啡的过程中，存在于烘焙食品中的多糖咖啡部分用热水提取，负责咖啡挥发性物质的保留，稳定泡沫，香气结合，沉淀形成，增加提取物的粘度（Aryaamp;Rao，2007；Nunes，Dominguesamp;科英布拉，2005年）。阿拉伯半乳聚糖、半乳甘露聚糖和纤维素是咖啡豆中的主要多糖（Aryaamp;Rao，2007；费舍尔、莱曼、特罗瓦托和雷德格威尔，2001年）。阿拉伯半乳聚糖是来自绿色咖啡热水的最重要的一组多糖（Aryaamp;Rao，2007；Nunes等人，2005）。然而，经过烘焙过程，半乳甘露聚糖成为烘焙咖啡液中的相关多糖。因此，半乳甘露聚糖和阿拉伯半乳聚糖是最重要的咖啡热水萃取后的成分。

最近，一些研究人员发现咖啡中的多糖，表明它们可以提供巨大的功能特性。这些多糖大部分不被人的消化酶降解；因此，它们到达结肠并可能作为结肠微生物群的基质支持双歧杆菌和其他被认为有益于人类健康的乳酸菌的生长（Gniechwitz，Reichardt、Blaut、Steinhart和Bunzel，2007年）。多糖咖啡降低血液中的胆固醇水平，控制血液葡萄糖和胰岛素反应及抗感染和抗肿瘤作用疾病（Gniechwitz等人，2007年；Simotilde;es等人，2009年）。另外，天然来源的多糖，特别是半乳甘露聚糖是很好的增强剂和乳液稳定剂，用于食品、制药和化妆品行业，没有有毒物质（塞奎拉等，2009；维埃拉，Mendes，盖洛德布里托，2007年）。咖啡多糖所具有的所有这些生物学和物理化学特性都可以在咖啡粉加工过程中的主要残渣用热水来制备速溶咖啡，即所谓的废咖啡渣（SCG），其中保留了约70%的总多糖出现在烤咖啡中（Aryaamp;Rao，2007）。

如今，世界各地的可溶性咖啡市场增加，这反过来产生大约600万吨的SCG年份（Mussatto、Machado、Martins和Teixeira，2011年）。一些研究已经提出要开发这种残留物，这不仅是富含多糖，也含有蛋白质、酚类化合物除其他成分外，对化学和食品工业。例如，SCG可以用来生产燃料用于工业锅炉，因为它的高热功率约为5000 kcal/kg（Silva，Nebra，Machado Silva，Sanchez，1998）和乙醇燃料（Mussatto、Machado、Carneiro、Teixeira，2012）甘露醇生产（Arya$Rao，2007；Mussatto，Carneiro，Silva，Roberto，[Teixeira，2011]，并作为获得抗氧化酚类化合物的原料（Machado，Rodriguez Jasso，Teixeiraamp;穆萨托，2012年；穆萨托，2015年；穆萨托，芭蕾舞演员，马丁斯等。或者生产具有咖啡香气的蒸馏饮料（Sampaio等人，2013）。尽管有这些可能的应用，SCG仍然没有被充分利用作为工业过程的宝贵材料。

一些研究报道了多糖的提取从咖啡（生的和烤的）和SCG中通过不同的技术例如用有机溶剂进行固液萃取（Fischer等人，2001年；西蒙等人，2009年；西蒙，多明格斯，科英布拉，2010年），稀酸水解（Mussatto，Carneiro等人，2011年）和微波辅助提取（Coimbra，2013），但是据我们所知，文献中没有研究声称从SCG中提取的多糖的特性把他们暴露在这里。因此，本研究的目的是进行化学和结构表征，以及测定其抗氧化和抗菌性能碱预处理法提取SCG多糖。

二、材料和方法

2.1原材料

SCG由葡萄牙咖啡工业公司Nova提供Delta Comeacute;rcio e Induacute;stria de Cafeacute;s s.A.（葡萄牙坎波马约）。材料在60℃的烘箱中干燥至含水量为5并保存以供进一步提取。

2.2碱预处理

从SCG中提取多糖的方法如下——采用Simotilde;es等人描述的方法。（2010）进行了一些修改。简而言之，在提取之前，SCG（605g）是在索氏提取系统中脱脂（Tecator，HT2，荷兰）用石油醚作溶剂（1:5（w/v））处理4h。脂肪将游离SCG在60℃下干燥至恒重，并储存进一步的阶段。然后进行碱预处理4 m氢氧化钠（4 L）提取多糖的研究在25℃过夜（0.02 M硼氢化钠也加入防止多糖的剥离反应和碱性氧化。在此之后，将产生的碱提取物离心在9700times;g下，在4℃下持续15分钟，通过Whatman过滤器过滤用冰醋酸酸化至pH 5.0。接下来，用8000da膜在4℃下透析滤液12天，几次蒸馏水的变化。透析后，在相同的条件下离心保留到膜中上清液冻干。冷冻干燥的粉末在室温下储存，在进一步使用前防止光照和潮湿。

2.3多糖产量

测定了3种不同的多糖提取率（Y1、Y2和Y3），表明该方法具有重要的经济效益工艺参数。Y1表示提取，表示为每100 g SCG冻干物质的g；Y2是指提取的糖的数量，表示为每100g SCG冻干物质中总糖的g；最后，Y3表示提取糖量的产量。关于SCG中存在的总糖，其定义为：每100份来自SCG。

2.4分析方法

2.4.1化学特性

从SCG中回收的多糖用硫酸稀释酸水解（120 mg H2SO4/g材料冻干）。将混合物旋涡并在120℃下灭菌。然后，使用LC-10设备，通过高效液相色谱法（HPLC）进行20分钟的糖浓度测定A（Jasco，日本），80°C时，采用Meta-Carb 87P柱，超纯在超声波浴中预先煮沸和脱气的水作为流动的相位和折射率探测器。流速和注射量分别调整为0.4ml/min和20l。鉴定了葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖和甘露糖根据已知浓度的每种化合物的标准曲线进行定量，并以%摩尔表示使用星型色谱工作站软件（Varian）记录并整合RI检测器。

2.4.2结构表征

多糖结晶相的测定采用由Ballesteros、Teixeira和穆萨托（2014）。化学基团与键的排列测定了多糖中的成分。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）使用PerkinElmer 16 PC光谱仪（美国波士顿）配备金刚石复合材料衰减全反射（ATR）单元。这个测量值的波数范围为4000至400 cm-1和每个样本16次扫描。差分扫描如前所述，进行了量热分析（DSC）和热重分析（TGA）（Ballesteros等人，2014年）。

2.4.3抗氧化酚类化合物的表征

总酚类化合物和抗氧化剂的分析碱预处理SCG多糖的活性研究冻干物与超纯物质的混合1 mg/mL的水，旋转1分钟，然后过滤通过0.22m过滤器。另外，两种商业抗氧化剂酚类化合物（2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和叔丁基-4-甲氧基苯酚，分别称为BHT和BHA）作为评价抗氧化能力的标准多糖和Tukey范围试验被认为是评价各样本间差异有显著性（plt;0.05）。

2.4.3.1酚类化合物

用Folin Ciocalteu测定从SCG中获得的试剂法适用于96孔微孔板（Meneses，马丁斯、特谢拉和穆萨托，2013年）。酚类总含量化合物以毫克没食子酸当量表示每克干物质（mg GAE/g冻干）。

2.4.3.2总抗氧化活性

从SCG中提取的多糖（TAA）估计为由Prieto，Pineda，andAguilar（1999）和一些修改描述。简单地说，将200 L样品添加到含有2 mL试剂溶液（0.6 M硫酸、28 mM磷酸钠和4 mM钼酸铵）。管子被盖住了在95℃的水浴中保持90分钟，然后，置于室温下冷却。测量吸光度在695nm处使用分光光度计V-560（日本Jasco）测量一片蒸馏水。校准曲线是用生育酚的标准溶液（25，75，125，250，375和500克/毫升）。TAA表示为-生育酚当量毫克/毫升提取物（mg-TOC/mL）。

2.4.3.3铁还原抗氧化能力测定

根据MeESEES等人所描述的方法测定了铁还原抗氧化力（FRAP）法测定SCG多糖的氧化活性（2013年）。FRAP值表示为每毫升提取物（mg Fe（II）/mL）的亚铁当量毫克数。

2.4.3.4自由基清除活性（DPPH法）

DPPH SCG多糖的清除自由基活性使用福本和Mazza（2000）和Silva等人（2004）结合修改。对于每个样品，稀释系列（四种不同浓度）。反应是在一个96孔的微孔板，含有25 L样品和200 L 150 M

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