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为解决传统咖啡因提取工艺中有机溶剂毒性大、污染重的问题，研究人员以天然低共熔溶剂（NADES）氯化胆碱：乳酸为提取剂，采用含中心点的因子设计水浴法，探究时间、温度等变量影响。结果表明，10g NADES、90°C、15 分钟、5mL 水时提取量达 56.1mg/g，NADES 量和温度影响最大，为绿色提取提供新路径。
咖啡作为全球消费量最大的饮品之一，其含有的咖啡因（1,3,7 - 三甲基黄嘌呤）因具有中枢神经兴奋、抗炎等多重生理活性备受关注。然而，传统咖啡因提取工艺依赖超临界流体或有机溶剂，这类方法不仅毒性高，还会产生大量污染物，与当下绿色化学和可持续发展理念相悖。在此背景下，开发环境友好的新型提取技术成为学术界和工业界的迫切需求。
来自巴西相关研究机构的科研团队，针对传统提取工艺的弊端，开展了以天然低共熔溶剂（Natural Deep Eutectic Solvents，NADES）为核心的咖啡因绿色提取研究。该研究成果发表在《Food and Humanity》，为咖啡加工行业的可持续发展提供了重要科学依据。
研究人员采用含中心点的因子设计（Factorial Design）实验方法，以氯化胆碱：乳酸（ChCl:LA，摩尔比 1:1.5）构成的 NADES 为提取溶剂，结合水浴法，系统考察了提取时间、温度、加水量和 NADES 质量这四个变量对咖啡因提取效率的影响。实验共设计 20 组，通过多变量分析筛选出关键影响因素。
结果与讨论
提取条件优化与多变量分析
通过因子设计模型分析发现，NADES 质量和温度是影响咖啡因提取效率的最关键变量。当提取时间为 15 分钟、温度 90°C、加水量 5mL、NADES 质量 10g 时，咖啡因提取量达到 56.1mg/g，为实验设定条件下的最优结果。这一数据表明，较高的 NADES 浓度和温度能显著增强溶剂对咖啡粉中咖啡因的溶解能力。
结构表征与相互作用分析
衰减全反射傅里叶变换红外光谱（Attenuated Total Reflection-Fourier Transform Infrared Spectroscopy，ATR-FT-IR）分析显示，NADES 体系中氯化胆碱与乳酸分子间通过氢键形成稳定的低共熔混合物。这种分子间相互作用不仅降低了体系的熔点，还通过增强极性环境提升了对咖啡因分子的萃取效率，从微观层面揭示了 NADES 高效提取的机制。
结论
本研究成功构建了基于 NADES 的咖啡因绿色提取体系，证实氯化胆碱：乳酸型 NADES 在优化条件下可实现高效咖啡因提取，且 NADES 用量和温度是关键调控因子。该方法摒弃了传统有毒溶剂，兼具 biodegradability（可生物降解性）、biocompatibility（生物相容性）和低成本优势，符合绿色化学的 12 项原则。研究结果不仅为咖啡加工行业提供了可持续的脱咖啡因技术方案，也为其他植物源生物活性成分的绿色提取开辟了新路径，有望推动食品、医药领域提取工艺的环保化革新。
