TW201524573A - 回收咖啡渣之萃取物及製備方法 - Google Patents

Abstract

一種回收咖啡渣之萃取物及其製備方法，係利用二氧化碳超臨界流體萃取技術在低溫高壓下對從不同通路回收沖泡過之咖啡渣進行萃取，藉以分別獲得回收咖啡渣之油相萃取物及回收咖啡渣精製粉末。其中回收咖啡渣油相萃取物為至少含有一種以上的不飽和脂肪酸，具有潤膚、抗氧化及吸收紫外線之功效，可應用於化粧保養品及防曬品。而另一產物回收咖啡渣精製粉末為一多孔性結構且已除去油相成份，具有磨砂去除老廢角質及吸附油污之功效，可應用於洗髮、沐浴、潔顏等去角質相關產品。回收咖啡渣精製粉末可進一步進行水萃獲得水相萃取物，而其水相萃取物具有抗氧化功效，亦可應用於化粧保養品中。

Description

回收咖啡渣之萃取物及製備方法

本發明係屬一種回收咖啡渣之萃取物及製備方法，不論是回收咖啡渣精製粉末、油相萃取物或水相萃取物其皆具有皮膚保養功效，並適用於化粧保養品中。

咖啡渣一般被認為是沖泡後所剩下的廢料，其處理方式通常為當作垃圾丟棄，由於環保意識抬頭，有許多民眾會自己栽種花花草草，而咖啡渣則變成既環保又不用成本的綠肥，只要將沖泡過後的咖啡渣或者從便利商店取得的咖啡渣放到盆栽，既不會產生垃圾，又可以作為植物的營養來源。

坊間有許多方法可以將咖啡粉末中的油相成份提取出來，包括有機溶劑萃取或高溫蒸餾等方法，均可以將油相成份提取出來，但是有機溶劑萃取法需要使用大量的有機溶劑來進行萃取，此方法會產生大量的廢棄溶劑，而萃取後得到之油相萃取物及咖啡渣粉末還必須將有機溶劑進行去除，因此也可能會有有機溶劑殘留的問題產生，部分有機溶劑對人體與環境有害。而高溫蒸餾法則需要使用大量的熱能來進行萃取，其萃取時間長且萃取過程中的高溫可能會使得咖啡渣萃取物的活性遭到破壞，萃取 效率較有機溶劑萃取更低，無法將油相成份提取乾淨。

先前有專利申請(公開號：201236699/專利名稱：皮膚去汙劑)應用咖啡渣製成鹼性的皮膚去汙劑，但其未將咖啡渣進行粒徑大小的篩選，使得過大的粒徑可能會使皮膚受傷，而過小的粒徑達不到磨砂去角質之功效。另外亦沒有將咖啡渣中的油相成份分離萃取出來，咖啡渣中含有高達10~15%的油相成份，會在配方中緩釋出來，使得配方變色氧化酸敗，並且滋長微生物而造成產品品質產生質變。

本發明的目的之一係在提供一種回收咖啡渣之萃取物及製備方法，係利用二氧化碳超臨界流體萃取技術在低溫高壓下對從不同通路回收而得之咖啡渣進行萃取，藉以分別獲得回收咖啡渣油相萃取物及回收咖啡渣精製粉末。其中萃取素材為沖泡後之廢棄咖啡渣，其通路包括連鎖超商通路、各大連鎖咖啡店及咖啡飲料製造工廠等，將原本被丟棄之咖啡渣重新再加以利用，達到減廢減碳之環保理念。

本發明的另一個目的係在提供一種回收咖啡渣之萃取物，其中回收咖啡渣油相萃取物為至少含有一種以上的不飽和脂肪酸，具有潤膚、抗氧化及吸收紫外線之功效，可應用於皮膚保養品及防曬品。另一產物回收咖啡渣精製粉末為一多孔性結構且已除去油相成份，具有磨砂去除老廢角質及吸附油污之功效，可應用於洗髮、沐浴、潔顏等去角質相關產品。回收咖啡渣精製粉末可進一步進行水萃獲得水相萃取物，其水相萃取物具有抗氧化功效，亦可應用於化粧保養品中。

101‧‧‧通路回收之咖啡渣

102‧‧‧乾燥步驟

103‧‧‧粒徑分篩步驟

104‧‧‧二氧化碳超臨界流體萃取步驟

105‧‧‧回收咖啡渣油相粗萃物

106‧‧‧離心分離步驟

107‧‧‧回收咖啡渣油相萃取物

108‧‧‧回收咖啡渣精製粉末

109‧‧‧咖啡渣水萃步驟

110‧‧‧回收咖啡渣水相萃取物

第1圖 本發明之較佳實施例回收咖啡渣之萃取物及製備方法流程圖

第2圖 本發明之不同批次回收咖啡渣油相萃取物及回收咖啡渣精製粉末成份再現性比較-TLC分析結果圖

第3圖 本發明之回收咖啡渣油相萃取物成份分析-GC分析脂肪酸組成

第4圖 本發明之回收咖啡渣油相萃取物及回收咖啡渣精製粉末其體外皮膚腐蝕性及皮膚刺激性測試結果

第5圖 本發明之回收咖啡渣油相萃取物之DPPH抗氧化測試結果

第6圖 本發明之回收咖啡渣油相萃取物之總酚含量測試結果

第7圖 本發明之回收咖啡渣油相萃取物之紫外光吸收光譜

第8圖 本發明之回收咖啡渣水相萃取物之ABTS+陽離子自由基清除能力測試結果

第9圖 本發明之回收咖啡渣水相萃取物之總酚含量測試結果

本發明係揭露一種回收咖啡渣之萃取物及製備方法，其係利用二氧化碳超臨界流體萃取技術，對從不同通路回收之咖啡渣進行萃 取，藉以獲得回收咖啡渣油相萃取物、回收咖啡渣精製粉末及回收咖啡渣水相萃取物。以下配合第1圖藉以詳細說明本發明的回收咖啡渣之萃取物及製備方法的流程。

請參閱第1圖，其係繪示根據本發明較佳實施例之回收咖啡渣之萃取物及製備方法流程圖。首先，如通路回收之咖啡渣(101)所示，針對不同通路如超商、各大連鎖咖啡店或咖啡飲料製造工廠進行沖泡後廢棄咖啡渣之回收，將蒐集到之咖啡渣以清水洗滌、過濾及陰乾；將陰乾後之咖啡渣進行乾燥步驟(102)，首先，透過烘乾過程進一步去除殘留之水份，烘乾方法可採用熱風循環烘箱定溫在60℃~80℃或以自動攪拌烘乾機進行烘乾，最終，咖啡渣粉末之含水率應在5%以下，並裝入密閉容器中直到使用；再將乾燥後之咖啡渣進行粒徑分篩步驟(103)，使用篩網直接對乾燥後之咖啡渣進行分篩，將顆粒太粗的進行去除，取出獲得粒徑介於50~200 mesh之細緻咖啡渣粉末；接著，將分篩好粒徑介於50~200 mesh之細緻咖啡渣粉末充填入萃取槽中，進行二氧化碳超臨界流體萃取步驟(104)，採低溫高壓法避免破壞活性成份，使用純二氧化碳萃取不額外添加其它溶劑，藉由通入超臨界態之二氧化碳與細緻咖啡渣粉末接觸，而將油相成份分離出來，其萃取條件如下：壓力150 bar~300 bar、溫度40℃~60℃、萃取時間2~4小時及二氧化碳流速2~4L/小時，所獲得之產物分二條路徑：

其一；經二氧化碳超臨界流體萃取而得之回收咖啡渣油相粗萃物(105)，因含有少量之油不溶成份如：咖啡因、綠原酸等，故須進 行離心分離步驟(106)，將咖啡渣油相粗萃物以離心機直接離心10~20分鐘，取其上層液即為回收咖啡渣油相萃取物(107)，其亞麻油酸含量應佔30%以上。

其二；自二氧化碳超臨界流體萃取步驟(104)可獲得另一標的物，即已除去油相成份之回收咖啡渣精製粉末(108)。其規格如下：粒徑50~200 mesh、殘油率3%以下及微生物含量500 cfu/g以下；得到的回收咖啡渣精製粉末進一步以咖啡渣水萃步驟(109)進行水相萃取，將回收咖啡渣精製粉末與純水依1：3之比例混合，在80℃~90℃下萃取10~30分鐘，靜置冷卻後將回收咖啡渣精製粉末濾除，得到之液體即為回收咖啡渣水相萃取物(110)。

請參閱第2圖，其係本發明之不同批次回收咖啡渣油相萃取物及回收咖啡渣精製粉末成份再現性比較-TLC分析結果圖。為確認不同批次之回收咖啡渣油相萃取物及回收咖啡渣精製粉末其所含成份是否具有一致性，採用薄層層析法(thin layer chromatography，TLC)進行驗證，其結果如第2圖所示，不同批次之回收咖啡渣油相萃取物及回收咖啡渣精製粉末之成份具有一致性，其證明依第1圖所示之製備方法可獲得品質規格一致的回收咖啡渣油相萃取物及回收咖啡渣精製粉末，可應用於化粧品配方中，不影響配方之穩定性。

請參閱第3圖，其係本發明之回收咖啡渣油相萃取物成份分析-GC分析脂肪酸組成。使用氣相層析儀(Gas Chromatography)對回收咖啡渣油相萃取物進行成份分析，其結果如第3圖所示，其含量最高的組成係亞麻油酸約佔43%，其次為棕櫚酸35%，還有許多長碳鏈之不飽和脂肪酸， 這些成份對於皮膚保養具有實際功效作用。

請參閱第4圖，其係本發明之回收咖啡渣油相萃取物及回收咖啡渣精製粉末其體外皮膚腐蝕性及皮膚刺激性測試結果；為驗證回收咖啡渣油相萃取物及回收咖啡渣精製粉末應用在皮膚的安全性，接著，再進行In vitro皮膚腐蝕性(OECD 431)及In vitro皮膚刺激性(OECD 439)等相關試驗，其結果如第4圖所示，回收咖啡渣油相萃取物及回收咖啡渣精製粉末對皮膚皆沒有腐蝕性與刺激性，應用在皮膚上具有相當高之安全性，讓消費者使用更放心。

請參閱第5圖，其係本發明之回收咖啡渣油相萃取物之DPPH抗氧化測試結果；為驗證回收咖啡渣油相萃取物之抗氧化能力，然後，再進行DPPH自由基清除能力試驗，其結果如第5圖所示，回收咖啡渣油相萃取物其DPPH自由基清除能力約為74%(IC50為2.66%)左右，顯示具有良好的抗氧化活性。

請參閱第6圖，其係本發明之回收咖啡渣油相萃取物之總酚含量測試結果；為驗證回收咖啡渣油相萃取物之抗氧化能力，亦進行總酚含量測定，其結果如第6圖所示，總酚含量愈高其抗氧化能力愈強，本發明之咖啡渣油相萃取物其總酚含量為1350.847 μg/mL，證明具有優異的抗氧化能力。

請參閱第7圖，其係本發明之回收咖啡渣油相萃取物之紫外光吸收光譜，利用UV/VIS分光光度計進行回收咖啡渣油相萃取物之紫外_。光吸收圖譜，其結果如第7圖所示，在328 nm處有吸收峰，顯示回收咖啡渣油相萃取物具有吸收紫外光之能力，可應用在防曬產品上。

請參閱第8圖，其係本發明之回收咖啡渣水相萃取物之ABTS+陽離子自由基清除能力測試結果；為驗證回收咖啡渣水相萃取物之抗氧化能力，進行了ABTS+陽離子自由基清除能力試驗，其結果如第8圖所示，回收咖啡渣水相萃取物其ABTS+陽離子自由基清除能力高達98%(IC50為279μg/mL)，證明出有優異的抗氧化活性。

請參閱第9圖，其係本發明之回收咖啡渣水相萃取物之總酚含量測試結果；為驗證回收咖啡渣水相萃取物之抗氧化能力，亦進行總酚含量測定，其結果如第9圖所示，總酚含量愈高其抗氧化能力愈強，本發明之回收咖啡渣水相萃取物其總酚含量為211.949士7.859 μg/mL，表示具有良好的抗氧化能力。

綜上所述，本發明回收咖啡渣之萃取物及製備方法可獲得品質規格一致之標的物，其標的物有三；其一，回收咖啡渣油相萃取物含有一種以上的不飽和脂肪酸如：棕櫚油酸、油酸、亞麻油酸、α-次亞麻油酸及鱈油酸等，其中亞麻油酸含量在30%以上，具有滋潤肌膚、抗氧化及吸收紫外光等功效。其二，回收咖啡渣精製粉末經二氧化碳超臨界流體分離出油相成份，形成一個含油量低的多孔性結構，具有物理性磨砂去除老廢角質及吸附皮膚油污等功效。其三，回收咖啡渣水相萃取物經ABTS+陽離子自由基清除能力試驗及總酚含量試驗結果得知具有優異的抗氧化能力。因此，逐一證明，本發明經研發、萃取、試驗及測試所獲得之三種標的物，未來運用在化粧保養品上之潛力及商業價值無限。

熟習此項技術領域者，應體認本發明中所描述的創作新穎功能，其可在一廣泛應用範圍中更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當 視後附之申請專利範圍所界定者為準。

101‧‧‧通路回收之咖啡渣

102‧‧‧乾燥步驟

103‧‧‧粒徑分篩步驟

104‧‧‧二氧化碳超臨界流體萃取步驟

105‧‧‧回收咖啡渣油相粗萃物

106‧‧‧離心分離步驟

107‧‧‧回收咖啡渣油相萃取物

108‧‧‧回收咖啡渣精製粉末

109‧‧‧咖啡渣水萃步驟

110‧‧‧回收咖啡渣水相萃取物

Claims (7)

1. 一種回收咖啡渣之萃取物及製備方法，其步驟：(a)自不同通路收集沖泡過之咖啡渣並經洗滌、過濾及陰乾，接著；(b)回收咖啡渣進行烘乾，烘乾溫度不超過80℃，乾燥後粉末含水率小於5%，接著；(c)回收咖啡渣進行粒徑分篩，篩選出粒徑介於50~200mesh之細緻咖啡渣粉末，然後；(d)再以二氧化碳超臨界流體在壓力150bar~300bar、溫度40℃~60℃及二氧化碳流速2~4L/小時條件下萃取細緻咖啡渣粉末2~4小時，使其油相成份與細緻咖啡渣粉末分離，藉以分別獲得回收咖啡渣油相粗萃物與回收咖啡渣精製粉末，獲得之回收咖啡渣精製粉末其規格為粒徑介於50~200mesh、殘油率3%以下及微生物含量500cfu/g以下，接著；(e)回收咖啡渣油相粗萃物經分離步驟即得回收咖啡渣油相萃取物，其主成分之一亞麻油酸含量在30%以上，然後；(f)回收咖啡渣精製粉末進一步進行水相萃取，獲得水相萃取物。
2. 如申請專利範圍第1項所述之回收咖啡渣之萃取物及製備方法，其步驟(a)咖啡渣係指各連鎖超商、連鎖咖啡店或咖啡飲料製造工廠已沖泡過之咖啡渣，經回收後再加以利用。
3. 如申請專利範圍第1項所述之回收咖啡渣之萃取物及製備方法，其步驟(b)回收咖啡渣烘乾方法係以可定溫烘箱或自動攪拌烘乾機進行烘乾。
4. 如申請專利範圍第1項所述之回收咖啡渣之萃取物及製備方法，其步驟(c)回收咖啡渣粒徑分篩之方法係以篩網進行過篩，而得到粒徑介於 50~200mesh之細緻咖啡渣粉末。
5. 如申請專利範圍第1項所述之回收咖啡渣之萃取物及製備方法，其步驟(d)之二氧化碳超臨界流體萃取係使用純二氧化碳作為提取劑無添加其它溶劑。
6. 如申請專利範圍第1項所述之回收咖啡渣之萃取物及製備方法，其步驟(e)之分離方法係以高速離心分離或濾袋濾除法進行分離步驟。
7. 如申請專利範圍第1項所述之回收咖啡渣之萃取物及製備方法，其步驟(f)之水相萃取係以回收咖啡渣精製粉末與純水依1:3之比例混合，採用蒸煮法、超聲波萃取法或微波萃取法進行萃取。