多因素交互作用導(dǎo)致烘焙咖啡中綠原酸快速降解

劉興勇，陳興連，杜麗娟，林 濤，尹本林，楊東順，邵金良*，汪祿祥

（云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，云南 昆明 650205）

咖啡中綠原酸類(lèi)化合物含量十分豐富，約占咖啡質(zhì)量的6%～12%[1]，主要以綠原酸、新綠原酸和隱綠原酸3 種異構(gòu)體為主，三者在小粒種咖啡中占多酚總量的80%以上，其中綠原酸占62%左右[2-3]。綠原酸不僅具有抗氧化、抗菌、保護(hù)心臟和神經(jīng)、調(diào)控糖脂代謝和抗腫瘤等生物活性[4-6]，最新研究表明綠原酸還可抑制高溫加工食品中有害內(nèi)源污染物丙烯酰胺和晚期糖基化終產(chǎn)物的產(chǎn)生[7-10]，是一種新型、天然、高效的食品污染物抑制劑和食品免疫增強(qiáng)劑[4,6]，其烘焙產(chǎn)物是咖啡苦味物質(zhì)的來(lái)源之一[11]。

烘焙條件對(duì)咖啡豆的物理和化學(xué)性質(zhì)有較大影響。Smrke等[12]報(bào)道咖啡中的新綠原酸、綠原酸和隱綠原酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.17%～0.21%、2.9%～3.2%、0.28%～0.34%。Dong Wenjiang等[13]發(fā)現(xiàn)不同品種咖啡綠原酸含量無(wú)顯著差異，而新綠原酸和隱綠原酸含量在品種間差異顯著。近年來(lái)有許多關(guān)于烘焙條件對(duì)咖啡綠原酸影響的報(bào)道。綠原酸在咖啡烘焙過(guò)程中能發(fā)生酰基遷移、脫水、差向異構(gòu)化及與醋酸、奎尼酸和莽草酸的酯交換，通過(guò)4 種不同的反應(yīng)途徑產(chǎn)生熱降解，目前咖啡豆中共鑒定出137 種不同的綠原酸衍生物[14-15]。Moon等[16]指出咖啡總綠原酸含量隨烘焙強(qiáng)度的增加而降低，230 ℃下烘焙12 min和250 ℃下烘焙21 min，綠原酸總含量分別降至原含量的50%和接近微量。該結(jié)果與本課題組前期研究結(jié)果[17]一致，且新綠原酸和隱綠原酸在輕度烘焙時(shí)含量較生咖啡豆有所上升，主要原因是綠原酸在一定條件下發(fā)生異構(gòu)體的轉(zhuǎn)化[18]。綠原酸先異構(gòu)為隱綠原酸，然后經(jīng)分子內(nèi)酰基遷移生成新綠原酸，其異構(gòu)化取決于基質(zhì)的pH值和溫度[19]。烘焙咖啡基質(zhì)pH值偏酸性，在4～6之間[16]，有研究表明綠原酸在酸性條件下穩(wěn)定[20]，但在咖啡烘焙高溫條件下也能導(dǎo)致綠原酸異構(gòu)體的轉(zhuǎn)化。研究證明咖啡酸度也與綠原酸含量有關(guān)，烘焙后隨酸度降低，綠原酸含量下降[16]。在咖啡烘焙過(guò)程的早期，高溫下綠原酸一方面可發(fā)生差向異構(gòu)化，產(chǎn)生 多種異構(gòu)體；另一方面，通過(guò)水分子的損失和分子內(nèi)酯鍵的形成而產(chǎn)生內(nèi)酯，隨著溫度的升高，異構(gòu)體及內(nèi)酯含量逐漸增多，其中3-咖啡酰奎寧酸內(nèi)酯和4-咖啡?？鼘幩醿?nèi)酯是主要的綠原酸內(nèi)酯，且輕度烘焙的內(nèi)酯含量整體高于重度烘焙[20-21]。綠原酸的異構(gòu)化和內(nèi)酯的形成改變了異構(gòu)體間的含量比例[22-23]，咖啡繼續(xù)烘焙導(dǎo)致綠原酸及其內(nèi)酯碳-碳鍵斷裂，形成咖啡酸和奎寧酸、奎寧內(nèi)酯類(lèi)，逐步形成揮發(fā)性風(fēng)味成分，如呋喃、吡啶、吡咯和吡嗪等[24]。因此，咖啡中綠原酸含量的高低與烘焙咖啡品質(zhì)特性密切相關(guān)[25]。

除咖啡?？鼘幩犷?lèi)綠原酸異構(gòu)體，異綠原酸也是咖啡中含量較多的一類(lèi)綠原酸異構(gòu)體，包括異綠原酸A、異綠原酸B和異綠原酸C 3 種，其中異綠原酸A為主要成分，占生咖啡豆質(zhì)量的0.5%左右，影響沖泡咖啡的可接受度[26]。異綠原酸類(lèi)異構(gòu)體間同樣可發(fā)生轉(zhuǎn)化，并生成相應(yīng)內(nèi)酯[23]，但鮮見(jiàn)該類(lèi)異構(gòu)體在咖啡烘焙中的相關(guān)轉(zhuǎn)化研究?？Х群姹哼^(guò)程中，綠原酸能產(chǎn)生各種衍生物和揮發(fā)性成分，從而影響咖啡的品質(zhì)、風(fēng)味和口感。因此，開(kāi)展綠原酸及其異構(gòu)體在咖啡烘焙中的降解規(guī)律及影響因素的研究，對(duì)保持其功效活性、揭示咖啡化學(xué)成分和感官屬性之間的相互關(guān)系及控制咖啡品質(zhì)具有重要意義。本研究采用不同條件對(duì)小粒咖啡生豆進(jìn)行烘焙，分析綠原酸及異構(gòu)體與烘焙溫度、時(shí)間和咖啡基質(zhì)pH值的量效動(dòng)態(tài)變化和轉(zhuǎn)化關(guān)系，并采用動(dòng)力學(xué)模型和化學(xué)反應(yīng)模型探討多重因素對(duì)綠原酸降解的交互作用。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鐵皮卡小粒生咖啡豆購(gòu)于普洱金樹(shù)咖啡產(chǎn)業(yè)有限公司。

綠原酸、新綠原酸、隱綠原酸、異綠原酸C、異綠原酸B、異綠原酸A標(biāo)準(zhǔn)品 成都德思特生物技術(shù)有限公司；甲醇（色譜純） 德國(guó)Merck公司；磷酸、 磷酸氫二鈉、檸檬酸（分析純） 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有 限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

PhSJ-5 pH酸度計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器股份有限 公司；e2695高效液相色譜儀（在線脫氣機(jī)、四元泵、自動(dòng)進(jìn)樣器、柱溫箱、2998二極管陣列檢測(cè)器） 美國(guó) 沃特世公司；Milestone ETHOS A微波消解/萃取系統(tǒng) 意大利萊伯泰科公司；CENTRA-R200超純水制備系統(tǒng) 英國(guó)ELGA公司；T500電子分析天平 常熟市雙杰測(cè)試儀器廠；BSA224S-CW電子分析天平 德國(guó)賽多利斯 公司；CBR-101咖啡烘焙機(jī) 韓國(guó)Gene Cafe集團(tuán)。

1.3 方法

1.3.1 咖啡豆樣品的烘焙

將200 g生咖啡豆放入烘焙機(jī)中，設(shè)定烘焙溫度分別為230、235、240、245 ℃，烘焙時(shí)間分別為10、12、14、16、18 min。烘焙結(jié)束后迅速冷卻、稱(chēng)質(zhì)量，磨碎過(guò)80 目篩，密封錫箔紙保存于-20 ℃?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 咖啡豆水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)及烘焙質(zhì)量損失率的測(cè)定

水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定參照GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》，采用直接干燥法?？Х群姹嘿|(zhì)量損失率按公式（1）計(jì)算。

1.3.3 咖啡pH值的測(cè)定

生咖啡豆和烘焙咖啡豆pH值測(cè)定參照Chindapan等[27]的方法。稱(chēng)取2 g磨碎并通過(guò)80 目網(wǎng)篩的咖啡粉放入250 mL錐形瓶?jī)?nèi)，加入100 mL蒸餾水，搖勻。將混合物在電熱板上加熱至微沸，并保持10 min，冷卻后用濾紙過(guò)濾。取50 mL濾液至100 mL平底燒杯中，使用事先校正好的pH計(jì)測(cè)定pH值。

1.3.4 綠原酸降解模擬模型

采用不同比例的磷酸氫二鈉溶液（0.2 mol/L）和檸檬酸溶液（0.1 mol/L）配制pH值分別為4、5、6的緩沖液，利用上述緩沖液配制濃度為10 mmol/mL的綠原酸溶液。吸取2.0 mL綠原酸溶液加入石英管中，采用微波消解/萃取系統(tǒng)加熱，溫度分別設(shè)置為180、200 ℃， 加熱時(shí)間分別為10、20 min，反應(yīng)結(jié)束冷卻后定容至2.0 mL，過(guò)0.22 μm濾膜，測(cè)定3 種綠原酸異構(gòu)體含量。每份樣品進(jìn)行3 次平行實(shí)驗(yàn)。

1.3.5 咖啡中綠原酸類(lèi)化合物含量的測(cè)定

稱(chēng)取0.5000 g（精確至0.0001 g）制備的咖啡粉于100 mL容量瓶中，加入80 mL體積分?jǐn)?shù)0.1%的磷酸-水溶液，沸水浴30 min，期間每隔10 min搖動(dòng)一次。取出冷卻至室溫，用體積分?jǐn)?shù)0.1%的磷酸-水溶液定容并混勻，靜置10 min后過(guò)0.45 μm濾膜，待測(cè)。新綠原酸、綠原酸和隱綠原酸及3 種綠原酸異構(gòu)體含量的測(cè)定采用高效液相色譜法，配備2998二極管陣列檢測(cè)器；分離柱為CAPCELL PAK MG IIC18（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流動(dòng)相為甲醇（A）和體積分?jǐn)?shù)0.1%的磷酸-水溶液（B），流速為1.0 mL/min；進(jìn)樣體積10 μL；柱溫35 ℃；檢測(cè)波長(zhǎng)327 nm。梯度洗脫程序?yàn)椋?～10 min，10% A；10.01～12 min，20% A；12.01～30 min，20% A；30.01～32 min，10% A；32.01～36 min，10% A。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Graphpad Prism 8.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析（P＜0.05表示差異顯著）、Pearson相關(guān)性分析，采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行兩因素交互作用分析。檢測(cè)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 咖啡烘焙給熱曲線

230 ℃烘焙溫度的咖啡烘焙給熱曲線如圖1所示，咖啡烘焙機(jī)給熱可分為升溫、恒溫烘焙和降溫3 個(gè)階段。設(shè)定烘焙溫度為230 ℃、烘焙時(shí)間10 min時(shí)，咖啡豆烘焙開(kāi)始時(shí)，由室溫升至設(shè)定溫度，包括生咖啡豆蒸發(fā)水分并引起化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致溫度下降并逐漸上升，這一階段大概持續(xù)3 min，恒溫烘焙7 min，降溫至60 ℃需9 min。以此類(lèi)推，烘焙溫度每升高5 ℃時(shí)，升溫時(shí)間延長(zhǎng)1.5 min，恒溫烘焙時(shí)間延長(zhǎng)2 min，降溫時(shí)間延長(zhǎng)1.5 min?？Х群姹航o熱曲線能為開(kāi)展不同程度烘焙咖啡烘焙工藝和參數(shù)的設(shè)計(jì)提供參考。

圖 1 咖啡230 ℃烘焙時(shí)給熱曲線Fig. 1 Temperature-time curves of coffee roasting process at 230 ℃

2.2 不同烘焙程度咖啡豆質(zhì)量損失率和水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)

如圖2所示，隨烘焙時(shí)間的延長(zhǎng)和烘焙溫度的升高，小?？Х榷顾仲|(zhì)量分?jǐn)?shù)降低，從生咖啡豆的最高水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)8.91%降至245 ℃烘焙18 min的最低質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.62%。質(zhì)量損失率變化趨勢(shì)與水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)相反，隨著水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的減少，咖啡質(zhì)量損失率增加。在0～10 min烘焙加熱過(guò)程中，隨烘焙溫度升高，咖啡豆質(zhì)量損失率急劇增加，在烘焙后期的14～18 min，質(zhì)量損失率增加趨于 平緩。質(zhì)量損失率范圍在1.90%～3.29%，最低和最高質(zhì)量損失率分別對(duì)應(yīng)230 ℃烘焙10 min和245 ℃烘焙18 min。本研究顯示，咖啡水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)與烘焙時(shí)間、溫度分別呈負(fù)相關(guān)，烘焙的強(qiáng)度顯著影響咖啡水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)和質(zhì)量損失率，結(jié)果與Somporn等[28]研究一致，其指出水分的損失主要發(fā)生在咖啡烘焙的脫水階段，裂解階段有少部分損失，但非常緩慢。

圖 2 不同烘焙程度咖啡水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)（A）及質(zhì)量損失率（B）變化Fig. 2 Changes in moisture content (A) and mass loss rate (B) of coffee at different roasting degrees

2.3 烘焙咖啡pH值及綠原酸類(lèi)化合物含量變化規(guī)律

由表1可知，生咖啡豆pH值為5.71，相同烘焙溫度下，隨烘焙時(shí)間延長(zhǎng)，pH值呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)。在相同烘焙溫度下，230 ℃時(shí)烘焙12 min咖啡pH值最低，其余溫度下最低pH值均出現(xiàn)在烘焙10 min時(shí)，隨烘焙時(shí)間的延長(zhǎng)，pH值逐漸升高，245 ℃烘焙18 min pH值升高至5.80。與pH值不同，綠原酸含量隨烘焙時(shí)間的延長(zhǎng)或烘焙溫度的升高顯著降低，230 ℃下烘焙10 min，含量降低為生咖啡豆的50%左右；同一烘焙時(shí)間，溫度越高含量降幅越大，如235、240、245 ℃烘焙10 min，綠原酸含量分別為生咖啡豆中的41.7%、41.9%和31.4%，該結(jié)果與Moon等[16]的結(jié)論一致。烘焙時(shí)間對(duì)綠原酸影響明顯，不同烘焙溫度，相同的烘焙時(shí)間（0～10 min），綠原酸的含量顯著變化（P＜0.05），在245 ℃烘焙18 min后綠原酸含量降至0.54 mg/g。異綠原酸異構(gòu)體在生咖啡豆中含量較低。異綠原酸類(lèi)異構(gòu)體在230 ℃烘焙10 min時(shí)含量均顯著降低（P＜0.05），12 min時(shí)出現(xiàn)不同程度的升高，其中異綠原酸A和異綠原酸C含量顯著增加 （P＜0.05）。異綠原酸3 種異構(gòu)體總體上隨烘焙時(shí)間延長(zhǎng)呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，但不同異構(gòu)體含量降低程度沒(méi)有一致規(guī)律。有研究表明，在熱降解中，異綠原酸B比異綠原酸A更穩(wěn)定，隨烘焙時(shí)間的延長(zhǎng)，二者比值也增加，可能是異構(gòu)體在相互轉(zhuǎn)化的同時(shí)異綠原酸A熱降解速率更高所致[21]，在本研究中，異綠原酸B含量較其他兩種異構(gòu)體高，二者含量變化趨勢(shì)與上述報(bào)道一致。

表 1 烘焙咖啡綠原酸異構(gòu)體含量及pH值Table 1 Contents of chlorogenic acid and its isomers as well as isochlorogenic acids and pH in roasted coffee

如圖3所示，綠原酸與烘焙溫度、時(shí)間呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)分別為-0.800和-0.939，與咖啡水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)極顯著正相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)為0.863，與咖啡pH值呈弱負(fù)相關(guān)。有研究報(bào)道，綠原酸在酸性條件下較穩(wěn)定[20]，本研究結(jié)果顯示生咖啡豆和烘焙咖啡豆pH值均處于酸性環(huán)境，該結(jié)果與Moon[24]、Chindapan[27]等的研究結(jié)果一致。酸性基質(zhì)條件可在一定程度上緩解綠原酸的降解和轉(zhuǎn)化。其次，水分的存在可緩解綠原酸的異構(gòu)化和降解[21]，但綠原酸的熱不穩(wěn)定性仍可導(dǎo)致其快速降解。與綠原酸變化規(guī)律不同，新綠原酸和隱綠原酸在烘焙時(shí)間較短的情況下（10～12 min）較生咖啡豆含量有所增加。230～245 ℃下烘焙10 min，新綠原酸含量增加幅度分別為88.9%、66.3%、66.1%和21.5%；隱綠原酸含量增加幅度分別為82.7%、62.0%、61.7%和20.9%?？梢?jiàn)，在同一烘焙時(shí)間，新綠原酸和隱綠原酸隨烘焙溫度升高，含量增幅逐漸降低?？赡茉蚴蔷G原酸在烘焙初期除發(fā)生降解外， 還大量異構(gòu)化為新綠原酸和隱綠原酸；隨烘焙時(shí)間延長(zhǎng)，pH值逐漸升高，兩種異構(gòu)體同時(shí)發(fā)生內(nèi)酯化和降解，導(dǎo)致含量顯著降低[18,21]。本研究發(fā)現(xiàn)兩種異構(gòu)體在245 ℃下亦出現(xiàn)快速降解，導(dǎo)致不同烘焙時(shí)間含量差異顯著，研究結(jié)果與上述報(bào)道的結(jié)果[18,21]一致。由圖3可知，新綠原酸和隱綠原酸均與烘焙時(shí)間呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)分別為-0.636和-0.641。有研究顯示，新綠原酸和隱綠原酸兩種異構(gòu)體較綠原酸具有更好的耐熱性，與烘焙時(shí)間的相關(guān)性更高[21]。本研究還發(fā)現(xiàn)新綠原酸、隱綠原酸與pH值呈極顯著負(fù)相關(guān) （P＜0.01），相關(guān)系數(shù)分別為-0.808和-0.811，pH值同樣是影響綠原酸降解的重要因素之一。

圖 3 烘焙咖啡影響因素與綠原酸類(lèi)化合物含量相關(guān)性分析結(jié)果Fig. 3 Correlation analysis of roasting conditions and pH with contents of three caffeoylquinic acids in roasted coffee beans

2.4 綠原酸異構(gòu)體隨烘焙時(shí)間變化的降解動(dòng)力學(xué)

為研究咖啡烘焙中綠原酸降解規(guī)律，采用無(wú)因次量C建立烘焙過(guò)程綠原酸降解動(dòng)力學(xué)模型，C為某一烘焙條件下綠原酸含量與生咖啡豆綠原酸含量比值。零級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程如式（2）所示。

一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程如式（3）所示。

式中：k為反應(yīng)速率常數(shù)/min-1；t為干燥時(shí)間/min。

對(duì)不同烘焙溫度、不同烘焙時(shí)間所得綠原酸、異構(gòu)體含量變化進(jìn)行曲線擬合，結(jié)果如圖4和表2所示，lnC與時(shí)間呈良好的線性關(guān)系，R2均在0.96以上（表2），符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。式（2）符合烘焙咖啡綠原酸異構(gòu)體降解的動(dòng)力學(xué)變化規(guī)律。本研究還發(fā)現(xiàn)異綠原酸3 種 異構(gòu)體的變化趨勢(shì)不適合用動(dòng)力學(xué)模型擬合，可能其化學(xué)性質(zhì)與綠原酸類(lèi)異構(gòu)體差異較大，且不能排除其可通過(guò)熱降解而產(chǎn)生綠原酸類(lèi)異構(gòu)體[21]。綜上，異綠原酸類(lèi)的熱降解較復(fù)雜，有待進(jìn)一步研究驗(yàn)證。

圖 4 不同烘焙溫度下3 種綠原酸異構(gòu)體的擬合曲線Fig. 4 Fitting curves for three caffeoylquinic acids at different roasting temperatures

表 2 不同烘焙溫度下綠原酸降解模型及擬合參數(shù) Table 2 Kinetic models and fitting parameters for degradation of three caffeoylquinic acids at different roasting temperatures

2.5 溫度和時(shí)間交互作用對(duì)綠原酸含量和pH值的影響

由上述結(jié)果可知，并不是所有烘焙因素對(duì)綠原酸異構(gòu)體均具有同樣的作用效果，因此開(kāi)展咖啡烘焙溫度和時(shí)間的交互作用分析，結(jié)果如表3所示?？Х群姹褐?，3 種異構(gòu)體含量快速降低，烘焙時(shí)間、溫度、pH值等因素存在一定的交互作用，烘焙溫度和時(shí)間的協(xié)同作用對(duì)3 種綠原酸異構(gòu)體含量和咖啡pH值呈現(xiàn)高度 顯著的影響（P＜0.001）。

表 3 咖啡烘焙溫度與時(shí)間交互作用對(duì)綠原酸含量和pH值影響的分析Table 3 Analysis of variance for the effect of interaction between roasting temperature and duration on the contents of three caffeoylquinic acids and pH in roasted coffee beans

2.6 溫度和pH值對(duì)綠原酸異構(gòu)體含量的影響

采用準(zhǔn)確控制pH值的綠原酸化學(xué)模擬反應(yīng)模型驗(yàn)證加熱溫度和pH值對(duì)綠原酸熱降解的交互作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5和表4。不同pH值下，質(zhì)量濃度為3.54 mg/mL（10 mmol/mL）綠原酸單體加熱10 min，均有部分綠原酸轉(zhuǎn)化成為新綠原酸和隱綠原酸兩種異構(gòu)體。相同溫度條件下，模擬模型中綠原酸異構(gòu)體質(zhì)量濃度隨pH值升高而顯著下降（P＜0.05）。在180 ℃、pH 6時(shí)，質(zhì)量濃度達(dá)到痕量，3 種異構(gòu)體質(zhì)量濃度分別為6.25、5.34 μg/mL和 3.00 μg/mL（表4）。隨pH值升高，綠原酸降解程度顯著增強(qiáng)。經(jīng)pH值和溫度的交互作用分析發(fā)現(xiàn)，pH值對(duì)綠原酸的降解影響高度顯著（P＜0.001）（表5）。Narita等[29]研究表明，綠原酸降解依賴于pH值和異構(gòu)化，隨pH值的升高，穩(wěn)定性降低，降解加劇，本研究結(jié)果與該研究結(jié)果一致。

相同pH值條件下，反應(yīng)模型中綠原酸異構(gòu)體質(zhì)量濃度在不同溫度下差異顯著（P＜0.05）（表4）。在pH值為4時(shí)，3 種異構(gòu)體質(zhì)量濃度在200 ℃時(shí)約為180 ℃的50%，通過(guò)因素主體效應(yīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，溫度、pH值的交互作用對(duì)綠原酸的降解影響高度顯著（P＜0.001） （表5）。化學(xué)反應(yīng)模擬結(jié)果顯示：綠原酸的快速降解可以解釋為pH值和溫度的交互協(xié)同增效作用，而不是某一單獨(dú)因素的影響。綜上，綠原酸熱降解均受烘焙溫度、時(shí)間和pH值的顯著影響，該結(jié)果與Jiao Ye[30]和Dawidowicz[31]等的結(jié)論一致。

圖 5 不同pH值條件下綠原酸單體的轉(zhuǎn)化及降解圖譜Fig. 5 High performance liquid chromatograms showing conversion and degradation of 3-O-CQA into 4-O-CQA and 5-O-CQA with increasing pH of roasted coffee beans

表 4 綠原酸在不同加熱條件下模擬反應(yīng)結(jié)果Table 4 Degradation of three caffeoylquinic acids under different temperature and pH conditions in chemical reaction models

表 5 pH值和溫度的交互作用對(duì)綠原酸降解影響的分析結(jié)果Table 5 Analysis of variance for the effect of interaction between pH and temperature on caffeoylquinic acid degradation

通過(guò)綠原酸單體的模擬反應(yīng)，驗(yàn)證了溫度、時(shí)間及pH值3 種因素的交互作用導(dǎo)致咖啡烘焙中綠原酸的快速降解。3 種因素在咖啡烘焙中不僅促使綠原酸向新綠原酸和隱綠原酸轉(zhuǎn)化，同時(shí)使其產(chǎn)生降解，三者之間的比例隨條件不同發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，對(duì)綠原酸功效作用產(chǎn)生一定的影響。未來(lái)，需要進(jìn)一步開(kāi)展不同加工工藝、加工因素對(duì)綠原酸異構(gòu)化、量效化和比例化的研究，實(shí)現(xiàn)綠原酸在高溫加工食品體系的高值利用。

3 結(jié) 論

咖啡烘焙過(guò)程中，綠原酸類(lèi)化合物均出現(xiàn)不同程度的降解致使含量顯著降低。綠原酸快速降解受溫度、時(shí)間和pH值的交互影響，各因素對(duì)不同異構(gòu)體影響效果不同。新綠原酸、隱綠原酸含量隨pH值升高和烘焙時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）；綠原酸含量受烘焙時(shí)間、溫度和咖啡水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響顯著，隨時(shí)間延長(zhǎng)和溫度升高含量下降，呈顯著負(fù)相關(guān) （P＜0.05），與水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈顯著正相關(guān) （P＜0.05），而pH值對(duì)綠原酸影響較弱。3 種綠原酸異構(gòu)體在咖啡烘焙中的降解符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。異綠原酸類(lèi)異構(gòu)體中異綠原酸B含量最高，異綠原酸C和異綠原酸A含量差異較小，3 種異構(gòu)體均隨烘焙時(shí)間的延長(zhǎng)與溫度的升高呈降低趨勢(shì)。