《The Journal of Supercritical Fluids》：Pressurized liquid extraction for the recovery of alkaloids from cocoa pod husk
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可可果壳通过高压液相色谱法提取生物碱及抗氧化成分，优化温度（120℃）、乙醇-水溶剂比例（50%）及溶剂与原料质量比（9:1）。实验表明高压液相萃取法较传统浸泡和超声提取法在碱oids（茶碱1.1-6.7mg/g，咖啡因0.50-1.57mg/g）和抗氧化活性（ORAC最高37.09mg TE/g）方面更具优势，验证了高温与醇水混合溶剂对生物活性物质高效提取的潜力，为可可副产物资源化利用提供新策略。
作者：Isabela Ferreira Moreno、Ana Carolina de Aguiar、Maurício Ariel Rostagno、Julian Martínez
机构：巴西坎皮纳斯州立大学食品工程学院食品工程与技术系，地址：R. Monteiro Lobato 80，邮编13083-862，坎皮纳斯，圣保罗州
摘要
可可果壳（CPH）占可可果质量的76%，是可可产业链中的主要废弃物。由于其含有生物碱和具有抗氧化活性，因此具有未被充分利用的潜力。本研究旨在通过加压液体萃取（PLE）技术回收生物碱，探讨CPH的可持续利用方法，并评估温度、溶剂组成、溶剂/原料比例及其相互作用对萃取效果的影响。实验采用中心组合设计，研究了温度（80°C、100°C和120°C）、乙醇与水的混合比例（50%、75%、100%（质量比）以及溶剂/原料比例（3 kg溶剂/kg CPH），萃取压力为10.0 ± 0.5 MPa。同时进行了浸渍和超声辅助萃取，使用与最佳PLE条件相同的溶剂组合和比例（120°C、50%乙醇、9 kg溶剂/kg CPH）。对比了不同提取方法所得提取物的总产量（X?，3.36–18.00%（质量比））、总还原能力（TRC，0.99–11.62 mg没食子酸当量/g CPH）、生物碱含量（可可碱：1.1–6.7 mg/g CPH；咖啡因：0.50–1.57 mg/g CPH）、铁还原抗氧化能力（FRAP，0.01–24.04 mg Trolox当量/g CPH）和氧自由基吸收能力（ORAC，2.68–37.09 mg Trolox当量/g CPH），结果发现PLE方法优于传统提取方法。研究表明，温度、溶剂组成和溶剂/原料比例对PLE效果有显著影响，尤其是含水乙醇混合物和高温条件表现出良好效果。综上所述，PLE是一种具有前景的CPH可持续增值和功能性食品应用技术。
引言
随着工业化食品需求的增加，农业工业废弃物的产生量持续上升，这与社会生活方式的改变有关，人们追求多样化、便捷且价格合理的食品[1]。因此，利用农业工业废弃物显得尤为重要，尤其是考虑到其对环境的影响。
可可果壳（CPH）是可可加工过程中产生的最大废弃物，占可可果质量的67%至76%[2]。由于其含有抗氧化剂和生物活性化合物（如儿茶素、槲皮素、表儿茶素、没食子酸、香豆酸、原儿茶酸、可可碱和咖啡因）[3][4][5]，CPH在农业、食品、化妆品和制药领域具有巨大应用潜力。
已有部分研究致力于从CPH中提取化合物以探索新的应用方向[6][7][8][9]。不同的提取方法会影响目标化合物的回收率和产量，因此需要研究新的提取方法并优化其参数以提高提取效率。
加压液体萃取（PLE）是一种新兴的高压技术，可在低于溶剂临界点的温度下操作，使溶剂保持液态[10]。PLE的效率取决于传质速率和目标化合物在溶剂中的溶解度。提高温度有助于打破溶剂与物质间的氢键、偶极-偶极相互作用和范德华力[11]。多项研究表明，高温有助于提高酚类和生物碱的提取效率[12][13][14]。
PLE的提取效果受所用溶剂的影响。研究表明，乙醇与水的混合物是安全且有效的溶剂（GRAS认证），能获得较高浓度的极性目标化合物（如酚类和生物碱），同时具有抗氧化活性。其中，50%和75%乙醇与水的混合物在提高这些化合物的溶解度方面表现优异[15][16][17]。
本研究旨在利用PLE从CPH中提取生物碱，并通过中心组合设计（FCCD）分析温度、溶剂组成、溶剂/原料比例及其相互作用对提取产率、总还原能力、生物碱含量和抗氧化能力的影响。同时将最佳PLE条件与其他传统提取方法（如浸渍和超声辅助萃取）进行比较。
化学试剂
蛋白质分析使用了氢氧化钠和碳酸钠（CRQ QUíMICA，圣保罗，巴西）、硫酸、盐酸、硼酸、硫酸钾（Synth，圣保罗，巴西），以及甲基红和溴甲酚绿（êxodo Científica，圣保罗，巴西）作为指示剂；脂质测定使用了己烷（Synth，圣保罗，巴西）；PLE、浸渍和超声辅助萃取过程中使用乙醇（99.5%，Dinamica，圣保罗，巴西）作为溶剂。
原材料特性
1显示了CPH的近似成分分析结果。Azhar等人[29]的研究得出的近似组成为：干基质量中碳水化合物35.75%、灰分8.60%、蛋白质7.46%、脂质0.86%。然而，植物基材料的成分受多种因素影响，如采收年份、土壤类型、水分含量和物种等，这解释了Azhar研究与本研究的差异[30]。
总产量
结论
实验结果和响应面图表明，溶剂、温度和溶剂/原料比例对PLE提取效果有显著影响，说明使用含水乙醇混合物和高温条件有利于提高提取效率。通过FCCD分析得出的最佳条件为50%乙醇、120°C、9 kg溶剂/kg CPH。
作者贡献声明
Aguiar Ana Carolina：负责撰写、审稿与编辑、项目监督及概念设计。
Isabela Ferreira Moreno：负责撰写初稿、方法学设计、实验实施及数据分析。
Martinez Julian：负责审稿与编辑、结果验证、项目监督、资源协调、资金申请及概念设计。
Rostagno Mauricio Ariel：负责方法学设计、资金申请及数据分析。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本研究结果的财务利益冲突或个人关系。
致谢
作者感谢以下机构提供的财政支持：圣保罗研究基金会（FAPESP，项目编号：2024/01659-0、2023/17756-2、2019/13496-0、2018/14582-5、2014/21252-0）；巴西国家科学技术发展委员会（CNPq，项目编号：302968/2022-9）；以及巴西高等教育人员培训协调委员会（CAPES，项目编号：88887.899232/2023-00）。
