超声-微波协同萃取（UMAE）对绿咖啡（Coffea arabica）植物化学成分影响的主成分分析与聚类分析研究

本研究系统评估九种提取方法对绿咖啡活性成分的富集效果，发现超声-微波协同萃取法（UMAE）在提取效率、总酚/黄酮含量及抗氧化活性方面表现最优。通过主成分分析（PCA）与层次聚类分析（HCA）证实其显著相关性（PC1贡献率达80.40%），FTIR与GC-MS进一步验证酚类、生物碱等关键成分，为功能性食品开发提供技术支撑。

　　

Materials and chemicals

本研究采用的生咖啡豆（Coffea arabica）购自Neu herbs Organics，经研磨过105 μm筛，粉末密封储存于10°C环境。初始水分含量为6.50±0.09%，所有化学试剂均为分析纯。

Extraction yield and total solids of plant extracts

如表1所示，不同提取方法对绿咖啡提取率存在显著差异（p<0.05）。超声-微波协同萃取法（UMAE）以20.53±0.30%的提取率位居首位，显著高于索氏提取（15.07±0.64%）和超声辅助萃取（14.45±0.26%）。而浸渍法、热辅助萃取（HAE）和热搅拌辅助萃取（HSAE）提取率最低且无显著差异。总固体含量反映了液体中悬浮、胶体及溶解态物质的总量，是评估提取物浓度的重要指标。

Conclusion

综上所述，超声-微波协同萃取法（UMAE）在绿咖啡活性成分（包括酚类、黄酮、生物碱和单宁）提取中显著优于其他技术。化学计量学分析（PCA与热力图）进一步证实了这些参数在UMAE中的高度正相关性。结合傅里叶变换红外光谱（FTIR）与气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术，成功表征了主要生物活性成分的结构与组成。