咖啡果壳中功能性阿拉伯半乳聚糖的可持续价值开发：一种高附加值原料的创新提取与应用

本研究针对咖啡加工副产物咖啡果壳(CH)利用率低的问题，通过优化碱法提取条件(0.4?M NaOH, 55?°C)首次获得高纯度阿拉伯半乳聚糖(12.83%，84.49%总碳水化合物)，解析其分子量(121?kDa)及半结晶结构，证实其优异持水(23.8?g/g)和抗氧化活性，为功能性食品开发提供可持续原料解决方案。

　　

咖啡作为全球第二大贸易商品，每年产生约145万吨咖啡果壳(CH)被废弃，这种占咖啡樱桃干重18%的副产物富含38-85%的多糖却长期未被有效利用。传统处理方式多用于非食品领域，而CH中阿拉伯半乳聚糖(arabinogalactans)等活性多糖具有抗氧化、抗炎等潜在健康效益，其开发利用面临提取效率低、结构特征不明等瓶颈。印度科学院食品技术研究所的研究团队创新性地采用温和碱法(0.4?M NaOH)从CH中提取出分子量121?kDa的阿拉伯半乳聚糖，通过FTIR、¹
H NMR等多维表征揭示其半结晶结构，相关成果发表于《Food Chemistry》。

研究采用蛋白酶预处理结合优化碱提工艺(1:10料液比，55?°C，6?h)，通过柱层析纯化后，利用HPLC、GPC等技术分析单糖组成与分子量，结合XRD、DSC评估结晶度与热稳定性，并系统测定持水、持油等功能特性。

【Raw materials and their preparation】
来自印度卡纳塔克邦的CH经60?°C干燥后，通过350?μm筛分并酶解去蛋白，为后续提取提供标准化原料。

【Extraction of coffee husk polysaccharides (CHP)】
优化碱提条件获得12.83%得率的CHP，总糖含量达84.49%，显著高于传统酸提法，关键参数0.4?M NaOH既保证提取效率又避免多糖降解。

【Proximate composition】
CHP中半乳糖(44.77%)和阿拉伯糖(33.57%)构成特征性阿拉伯半乳聚糖结构，低蛋白含量(0.99%)表明纯化效果良好。

【Physicochemical properties】
23.8?g/g的持水能力与2.25?mL/g溶胀性显示其作为膳食纤维的优越性，DSC曲线证实热稳定性达200?°C以上。

【Conclusion】
该研究首次建立CH碱提多糖的标准化流程，证实其作为天然抗氧化剂和功能性食品配料的潜力。通过保留多糖完整结构的同时实现18%原料利用率，为咖啡产业链增值提供闭环解决方案。

讨论部分强调，相比酸法导致的糖链断裂，0.4?M NaOH条件能选择性释放阿拉伯半乳聚糖而不破坏β-(1→3)主链结构。121?kDa的分子量分布使其兼具溶解性与生物活性，84.49%的碳水化合物纯度满足工业化应用标准。研究团队指出，CHP的抗氧化能力与其半乳糖侧链密度呈正相关，这种结构-功能关系为精准设计功能性配料提供理论依据。该成果不仅推动农业废弃物高值化利用，更为开发清洁标签食品添加剂开辟新途径。