烘焙程度對云南小粒咖啡香氣品質(zhì)的影響

周斌，任洪濤

（云南省香料研究開發(fā)中心，云南昆明650051）

咖啡是特色熱帶農(nóng)產(chǎn)品，近幾年，咖啡的產(chǎn)量、貿(mào)易量在持續(xù)增長，是國際貿(mào)易量最大的農(nóng)產(chǎn)品之一。隨著咖啡文化的傳播，中國咖啡的消費(fèi)量也在不斷增長。中國咖啡生產(chǎn)地主要是云南、海南、臺(tái)灣。從種植面積及咖啡豆產(chǎn)量來說云南都占有主導(dǎo)地位[1-2]。云南種植的主要是小?？Х?，即阿拉比卡咖啡，云南種植的咖啡豆具有“濃而不苦，香而不烈、略帶果酸味”的特點(diǎn)，可與世界最好的咖啡—藍(lán)山咖啡相媲美，曾被國際咖啡組織（ICO）評為一類產(chǎn)品[3-4]。

咖啡豆在沒有烘焙前，即生豆時(shí)是沒有香味的。經(jīng)過烘焙，給咖啡豆加熱，咖啡豆發(fā)生了美拉德反應(yīng)和焦糖化反應(yīng)，發(fā)生了一系列化學(xué)變化，產(chǎn)生了大量的新化合物，正是這些化合物使咖啡具有了特征的香氣、色澤和口感?，F(xiàn)在國內(nèi)對于咖啡香氣的研究較少[5-7]，研究主要集中在適應(yīng)性栽培研究、豐產(chǎn)栽培研究、抗病選育研究、病蟲害研究等方面[8-11]，對于烘焙對咖啡香氣品質(zhì)的影響研究較少。一般認(rèn)為烘焙程度較淺時(shí)，咖啡口感較酸，烘焙較深時(shí)，咖啡口感較苦，適合的烘焙，能釋放出咖啡豆的最大香氣。但是并沒有多少數(shù)據(jù)來論證這個(gè)說法。

在研究中，對淺、中、深3種烘焙程度的云南小?？Х榷共捎猛瑫r(shí)蒸餾萃取法提取香氣成分，應(yīng)用氣相色譜-質(zhì)譜法對提取物進(jìn)行分析檢測，經(jīng)過定性定量分析，對比了不同烘焙程度對云南小?？Х认銡獾挠绊?，確定了149個(gè)香氣化合物。經(jīng)過品評，同時(shí)結(jié)合香氣分析，認(rèn)為云南小粒咖啡采用中度烘焙能夠反映其特點(diǎn)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

烘焙度為淺、中、深的3種云南小?？Х龋嘿徺I于云南愛伲集團(tuán)；二氯甲烷（分析純）：上海試四赫維化工有限公司；無水硫酸鈉：北京化工廠；蒸餾水：自制。

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent6890-5973氣質(zhì)聯(lián)用儀（HP6890氣相色譜、HP5973質(zhì)譜檢測器、HP7683自動(dòng)進(jìn)樣器）：美國安捷倫公司；同時(shí)蒸餾萃取器：自制；R3旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：瑞士步琪公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)條件

1.3.1 提取方法

分別稱取烘焙度為淺、中、深的30 g云南小?？Х葮悠贩湃胪瑫r(shí)蒸餾萃取器中，加入300 mL蒸餾水；同時(shí)蒸餾萃取器的另一邊加入30 mL二氯甲烷，提取3 h，提取液用無水硫酸鈉脫水后，濃縮至1 mL，用GC-MS分析。

1.3.2 色譜條件

氣相毛細(xì)管柱為：HP-5MS60 m×0.32 mm×0.25 μm彈性石英毛細(xì)管柱；載氣：氦氣；進(jìn)樣口溫度：250℃；柱流速1.2 mL/min，進(jìn)樣量1 μL；升溫程序：起始溫度50℃（保持5min），按5℃/min升到250℃，保持15min；分流比：30︰1。

1.3.3 質(zhì)譜條件

離子源：EI；氣質(zhì)接口溫度：280℃；離子源溫度：230℃；四級桿溫度：150℃；電子倍增器電壓： 1894 V；電子能量：70 eV。

2 結(jié)果與分析

按照上述實(shí)驗(yàn)對樣品香氣成分提取后，用GC-MS法對提取物分析，總離子流圖見圖1（以中度烘焙的樣品為例），對各成分進(jìn)行定性定量分析，利用GC-MS自帶的NIST譜圖庫檢索，一共確定了148個(gè)成分，采用峰面積百分歸一化法對各成分進(jìn)行定量分析。結(jié)果見表1。

圖1 云南小粒咖啡香氣成分總離子流圖Fig.1 GC-MS total ionic chromatogram of aroma components of Coffee arabica in Yunnan province

表1 不同烘焙度的云南小?？Х戎饕銡獬煞旨捌浜縏able 1 The main compounds of Coffee arabica in Yunnan province by different roase degree and content

續(xù)表1 不同烘焙度的云南小粒咖啡主要香氣成分及其含量Continue table 1 The main compounds of Coffee arabica in Yunnan province by different roase degree and content

續(xù)表1 不同烘焙度的云南小?？Х戎饕銡獬煞旨捌浜緾ontinue table 1 The main compounds of Coffee arabica in Yunnan province by different roase degree and content

續(xù)表1 不同烘焙度的云南小?？Х戎饕銡獬煞旨捌浜緾ontinue table 1 The main compounds of Coffee arabica in Yunnan province by different roase degree and content

從表1可以看出，實(shí)驗(yàn)一共鑒定了148種化合物。云南小?？Х认銡獬煞种邢鄬看笥?%的化學(xué)成分有：2-甲基吡嗪、糠醛、糠醇、2-乙?；秽?、5-甲基呋喃醛、乙酸糠醇酯、2-乙酰吡咯、3-乙基-2，5-甲基吡嗪、3，4-二氫吡喃、鄰甲氧基苯酚、5-丁基-2-甲基哌啶、1-（6-甲基-2-吡嗪基）-1-乙酮、4-氨基嘧啶、1-糠基吡咯、2-甲酰基-1-甲基吡咯、3-甲基-4丙基-2，5-呋喃二酮、2-甲基-5H-6，7-二氫環(huán)戊基哌嗪、2-（2'-呋喃基）- 吡嗪、2，4-二羥基苯乙酮、4-乙基-2-甲氧基苯酚、吲哚、2，2-二糠基醚、4-羥基-2-甲基苯乙酮、4-乙基酯-2-甲氧基苯酚、1-糠醇-2-甲酰基吡咯等。這些化合物是云南小?？Х鹊闹飨愠煞?。結(jié)果表明咖啡香氣中含有大量的酮類（9.2%）、醇類（12.34%）、醛類（13.02%）、烯類（2.94%）、呋喃（4.41%）、吡嗪（10.0%）、吡咯（11.54%）類化合物。

從表1看出，3種烘焙度的云南小粒咖啡香氣成分大部分是相同的，存在一些差別。如：隨著烘焙度的加深，產(chǎn)生了一些新的香氣化合物，如：Trans-10-甲基-4-異喹啉；也有一些化合物轉(zhuǎn)化了，如：4-乙烯基苯酚。3種烘焙程度的云南小?？Х戎邢嗤衔锏南鄬渴遣幌嗤?。如5-甲基呋喃醛，淺、中烘焙度的咖啡相對含量分別為：4.60%、4.97%，而深烘焙度的相對含量為：2.26%，只是淺、中烘焙度的49.13%、45.47%；如4-乙基酯-2-甲氧基苯酚，淺、中烘焙度的咖啡相對含量分別為：0.95%、0.81%，而深烘焙度的相對含量為：5.48%，是淺、中烘焙度的5.77、7.76倍。其中隨著烘焙度加深，含量由小到大的主要化合物有：苯酚、鄰甲氧基苯酚、反式羅勒烯、順式二氫香芹醇、1-糠基吡咯、3-甲基-4-乙烯基-2-己酮、4-乙基-2-甲氧基苯酚、吲哚、2，2-二糠基醚、4-乙基酯-2-甲氧基苯酚、1，5-庚二烯-3-炔、間甲基苯甲醛、5-甲基吲哚等。隨著烘焙度加深，含量由大到小的主要化合物有：糠醛、2-乙酰基呋喃、5-甲基呋喃醛、N-甲基-2-吡咯甲醛、2-乙酰吡咯、3-乙基-2，5-甲基吡嗪、3，4-二氫吡喃、3-甲基-2-乙基順式丁烯二酸酐、5-丁基-2-甲基哌啶、1-（6-甲基-2-吡嗪基）-1-乙酮、N-甲基-2-吡咯甲醛、2-甲酰基-1-甲基吡咯、1-糠醇-2-甲?；量┑?。某些化合物在中烘焙度時(shí)含量大，如：乙酸糠醇酯、2-乙基-5-甲基吡嗪等。

對這3種烘焙度的云南小?？Х冗M(jìn)行了品評：淺烘焙度的云南小?？Х染哂袕?qiáng)烈的酸味；中烘焙度的云南小?？Х纫钥辔稙橹?，略帶點(diǎn)酸味，略有甜味；深烘焙度的云南小粒咖啡苦味強(qiáng)烈，表面有油酯。

3 結(jié)論

云南的小?？Х染哂泻芎玫钠焚|(zhì)。本試驗(yàn)的目的是為了研究云南小?？Х仍诤姹哼^程中香氣成分的變化特點(diǎn)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)云南小?？Х冉?jīng)過烘焙，其香氣成分主體基本相似，區(qū)別主要在成分含量的差別，以及一些成分的差別。其中淺、中烘焙度的云南小?？Х认銡獬煞忠约昂肯嗨疲詈姹憾鹊脑颇闲×？Х认銡獬煞峙c二者差別相對較大。

在烘焙過程中發(fā)生了美拉德反應(yīng)和焦糖化反應(yīng)。美拉德反應(yīng)主要是羥基和氨基的反應(yīng)，在咖啡中由于氨基酸和還原糖的種類較多，反應(yīng)的產(chǎn)物差別很大。焦糖化反應(yīng)主要有兩類物質(zhì)產(chǎn)生：糖的脫水產(chǎn)物以及糖的裂解產(chǎn)物。

在咖啡烘焙過程中，由于烘焙程度不同，即美拉德和焦糖化這兩個(gè)反應(yīng)的程度不同，產(chǎn)生出的香氣成分及含量是不同的。從結(jié)果可以看出，隨著反應(yīng)的深入，香氣化合物含量變化明顯，有新化合物產(chǎn)生，有些化合物轉(zhuǎn)化了，這些都是由于美拉德反應(yīng)和焦糖化反應(yīng)程度不同引起的。經(jīng)過分析后，結(jié)果表明烘焙后的咖啡中香氣成分主要是吡嗪類化合物、呋喃類化合物、吡咯類化合物、吡喃類化合物、吡啶類化合物、嘧啶類化合物，還有大量的醛酮類、酚類、酯類、醇類化合物，由這些復(fù)雜的化合物組成了云南小粒咖啡特殊的香氣風(fēng)味。同一種咖啡豆由于烘焙不同，所表現(xiàn)出來的風(fēng)味是不同的。從香氣成分、含量以及品評結(jié)果看出，云南小?？Х仍谥泻姹憾葧r(shí)能較全面的反映其特點(diǎn)。

[1] 王莉.我國咖啡生產(chǎn)及貿(mào)易發(fā)展?fàn)顩r[J].中國熱帶農(nóng)業(yè),2009(2)：22-24

[2]孫娟,熊惠波.世界咖啡產(chǎn)銷情況及中國咖啡產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析[J].世界農(nóng)業(yè),2010(2)：38-40

[3] 郭容琦,羅心平,李國鵬,等.云南小?？Х犬a(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2009(3)：209-211

[4] 周艷飛,陳治華.運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)業(yè)鏈加快云南咖啡產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J].中國熱帶農(nóng)業(yè),2010(5)：27-30

[5] 陳祎平,梁振益,林尤全,等.咖啡油香氣成分的初步分析[J].食品科學(xué),2004,25(11)：230-232

[6] 詹家芬,陸舍銘,曲國福,等.老撾咖啡的揮發(fā)和半揮發(fā)性成分提取分析[J].食品研究與開發(fā),2008,29(2)：125-128

[7] 周斌,任洪濤,夏凱國,等.云南小?？Х鹊南銡獬煞址治鯷J].現(xiàn)代食品科技,2013,29(1)：186-188

[8] 孫燕,楊建峰,董云萍.咖啡種間嫁接對產(chǎn)量和品質(zhì)的影響初探[J].熱帶作物學(xué)報(bào),2009,30(11)：1558-1561

[9] 張國慶.咖啡豹蠹蛾生物學(xué)特性的初步研究[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2009,15(1)：8-9

[10]何紅艷,文志華,李國鵬.咖啡采后處理及初加工技術(shù)[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2008(12)：119-120

[11]黃家雄,李貴平.咖啡遺傳育種研究近展[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2008,21(4)：1178-1181