咖啡酸味特性研究進(jìn)展

黃曉旭，張 勇，夏 斌

（1.普洱市茶葉和咖啡產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心，云南 普洱 665000；2.普洱市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，云南 普洱 665000）

咖啡是世界三大飲料作物（咖啡、茶葉和可可）之一，其產(chǎn)量、產(chǎn)值和消費(fèi)量均居三大飲料作物之首［1-2］。近10年我國(guó)咖啡消費(fèi)呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，有望成為僅次于美國(guó)的第二大咖啡消費(fèi)國(guó)［3］。根據(jù)相關(guān)報(bào)告，購(gòu)買咖啡時(shí)，有68.2%的消費(fèi)者會(huì)考慮咖啡的口感，其中35.9%的人注重原材料的品質(zhì)，32.3%的人注重咖啡的風(fēng)味，還有28.1%的人會(huì)考慮性價(jià)比，只有不到6%的人會(huì)考慮品牌［4］?？Х鹊母泄倨焚|(zhì)是決定其經(jīng)濟(jì)價(jià)值的重要因素，酸度是評(píng)價(jià)咖啡優(yōu)劣的重要指標(biāo)，平衡的酸度通常和良好的咖啡風(fēng)味相關(guān)聯(lián)［5］。相比對(duì)咖啡揮發(fā)性物質(zhì)的研究，目前對(duì)咖啡酸味物質(zhì)的研究較少。本文從咖啡中酸的類型、影響咖啡酸度的因素、測(cè)定方法及酸味對(duì)咖啡偏好度產(chǎn)生的影響等研究進(jìn)展進(jìn)行闡述，為從業(yè)者開(kāi)展咖啡產(chǎn)品質(zhì)量控制及烘焙工藝提升提供參考。

1 咖啡中酸的類型

與其他水果一樣，咖啡果實(shí)富含有機(jī)酸，這些有機(jī)酸賦予了咖啡鮮果獨(dú)特的酸味。優(yōu)質(zhì)咖啡的酸味應(yīng)該是內(nèi)斂而不明顯、尖銳的。咖啡果實(shí)中含有豐富的柑橘、莓果等酸味，而酸的種類和含量是決定咖啡品質(zhì)的重要因素之一。喝咖啡時(shí)所感受到的酸味主要來(lái)自有機(jī)酸。經(jīng)過(guò)烘焙后的咖啡中會(huì)產(chǎn)生30 多種不同的有機(jī)酸［6］，這些酸類物質(zhì)賦予了咖啡各自獨(dú)特的風(fēng)味特性。常見(jiàn)的有機(jī)酸包括檸檬酸、蘋果酸、酒石酸、乙酸、乳酸和綠原酸等，這些有機(jī)酸對(duì)于咖啡風(fēng)味的呈現(xiàn)至關(guān)重要。檸檬酸和酒石酸會(huì)產(chǎn)生酸味［7］，蘋果酸會(huì)導(dǎo)致酸澀味［8］，而其他有機(jī)酸主要產(chǎn)生苦味［9］。蘋果酸和檸檬酸所引起的酸味能夠給人帶來(lái)愉悅的感覺(jué)。此外，研究發(fā)現(xiàn)，綠原酸受熱會(huì)產(chǎn)生奎尼酸，導(dǎo)致苦澀味［9-11］。

1.1 檸檬酸

在高海拔地區(qū)種植的阿拉比卡咖啡中的檸檬酸呈現(xiàn)出類似檸檬、柑橘和西柚的酸味，帶有甜感的清爽口感。研究表明，檸檬酸是咖啡中主要的酸味來(lái)源之一［12］。檸檬酸主要產(chǎn)生于咖啡豆細(xì)胞的呼吸過(guò)程中，因此在咖啡生豆中普遍存在，但在烘焙過(guò)程中逐漸減少。一般來(lái)說(shuō)，中美洲的咖啡含有較高的檸檬酸。

風(fēng)味特點(diǎn)：清爽的酸味，但隨著時(shí)間的推移，酸味會(huì)逐漸減弱。

1.2 蘋果酸

蘋果酸是一種具有刺激性味道的有機(jī)酸，類似于青蘋果或梨的酸味，口感清脆并帶有一絲苦澀。這種酸質(zhì)主要存在于未成熟的蘋果和其他水果中，屬于一種結(jié)晶酸。蘋果酸主要在細(xì)胞呼吸過(guò)程中產(chǎn)生，通常存在于咖啡生豆中，在烘焙過(guò)程中會(huì)逐漸減少。在世界各個(gè)咖啡產(chǎn)地中，肯尼亞咖啡的蘋果酸含量相對(duì)較高。

風(fēng)味特點(diǎn)：酸度較大，但味道柔和，帶有特殊的香味，稍微帶有苦澀的味道，而且在口感的后段，余韻更加強(qiáng)烈。

1.3 酒石酸

酒石酸是一種在許多植物中自然存在的有機(jī)酸，其中最為明顯的來(lái)源就是葡萄。酒石酸的最顯著特點(diǎn)是其辨識(shí)度高的口感，會(huì)讓人感到口腔被酸液刺激，甚至?xí)鹜僖旱姆置?，同時(shí)還帶有一絲苦澀的余韻。類似的酸味也可以在香蕉和鱷梨中找到。

風(fēng)味特點(diǎn)：類似于葡萄的酸味。

1.4 乙酸

咖啡中的乙酸主要在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生。在烘焙過(guò)程中，乙酸的含量會(huì)先增加，這主要是因?yàn)槎嗵欠纸猱a(chǎn)生了一部分乙酸。然而，如果溫度持續(xù)上升，乙酸在達(dá)到一定量后會(huì)被高溫分解，逐漸減少。

風(fēng)味特點(diǎn)：過(guò)多的乙酸會(huì)導(dǎo)致咖啡呈現(xiàn)負(fù)面的酸味，適量的乙酸會(huì)給咖啡帶來(lái)像青檸一般的清爽酸味。

1.5 乳酸

乳酸可以為咖啡增添一種特殊的口感。在咖啡的初加工水洗處理法中，咖啡豆需經(jīng)過(guò)除雜、分級(jí)、脫皮（膠）、發(fā)酵、清洗、干燥、脫殼和分選等步驟。發(fā)酵將咖啡的風(fēng)味激活，利用發(fā)酵分解咖啡豆內(nèi)的果膠，將風(fēng)味物質(zhì)透過(guò)豆殼進(jìn)入咖啡生豆內(nèi)部，同時(shí)依靠微生物和咖啡自身的酶分解咖啡內(nèi)的多糖物質(zhì)使之轉(zhuǎn)化為醇類、乙酸、乳酸和其他酸類物質(zhì)，從而改善口感，乳酸菌會(huì)在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生乳酸。而在烘焙過(guò)程中，咖啡豆中的多糖會(huì)被分解成單糖，這些單糖進(jìn)一步發(fā)酵產(chǎn)生乳酸。因此，乳酸含量會(huì)隨著烘焙時(shí)間的增加而增加。乳酸的存在不僅影響咖啡的口感，還對(duì)咖啡的香氣和色澤產(chǎn)生一定的影響。

風(fēng)味特點(diǎn)：乳酸呈現(xiàn)出輕微的澀味，酸味則相對(duì)柔和。

1.6 綠原酸

研究表明，在咖啡豆烘焙過(guò)程中，綠原酸會(huì)迅速降解，而綠原酸及其降解產(chǎn)物等是導(dǎo)致咖啡澀味的主要因素［13］。通常情況下，綠原酸會(huì)在烘焙過(guò)程中分解成奎寧酸和咖啡酸，而奎寧酸的味道并不令人喜歡。

風(fēng)味特點(diǎn)：綠原酸是影響咖啡風(fēng)味的要素之一，不僅影響咖啡的酸度［14］，并且還賦予咖啡收斂性［14-15］和苦味［16］。

2 影響因素

2.1 產(chǎn)區(qū)不同

不同產(chǎn)區(qū)的咖啡豆具有不同的風(fēng)味特點(diǎn)。非洲產(chǎn)區(qū)的普遍具有水果風(fēng)味和酸感；美洲產(chǎn)區(qū)的則普遍溫和平衡，帶有堅(jiān)果風(fēng)味；亞洲產(chǎn)區(qū)的則普遍濃香醇厚。每個(gè)產(chǎn)地的土壤性質(zhì)和產(chǎn)出咖啡豆所含酸的成分含量都不同。例如，肯尼亞咖啡中普遍含有蘋果酸，而哥倫比亞咖啡則常含有檸檬酸。產(chǎn)區(qū)的海拔越高，早晚溫差越大，在這種低溫環(huán)境中的咖啡生長(zhǎng)速度較慢，咖啡豆的酸度也會(huì)更高。例如，巴西種植區(qū)海拔明顯低于中南美洲的其他生產(chǎn)國(guó)，很多地區(qū)海拔低于1 000 m，地貌平坦單調(diào)，缺乏微型氣候和采用遮陰栽培的習(xí)慣。因此，巴西咖啡的酸味較低，堅(jiān)果味較重，有巧克力甜香且醇厚度較佳，略帶木味和土味。有學(xué)者選取意大利、肯尼亞、巴西、巴拿馬、及中國(guó)的云南省、海南省和臺(tái)灣省共7 個(gè)咖啡產(chǎn)區(qū)的深度烘焙咖啡豆為研究對(duì)象［17］，采用HPLC的方法檢測(cè)咖啡中的有機(jī)酸，發(fā)現(xiàn)巴拿馬產(chǎn)區(qū)的有機(jī)酸含量明顯高于其他產(chǎn)區(qū)，海南省和臺(tái)灣省產(chǎn)區(qū)的有機(jī)酸含量都較低，國(guó)產(chǎn)咖啡豆中，云南省產(chǎn)區(qū)的有機(jī)酸含量較高，表明其品質(zhì)較好，口感較其他國(guó)產(chǎn)咖啡豐富。

2.2 初加工的影響

水洗處理法加工的咖啡酸味通常較為溫和、清澈，而日曬處理法的則相對(duì)較強(qiáng)烈。造成這種差異的原因在于水洗處理法在去除果肉后會(huì)先將咖啡豆浸泡在水中，去除蔗糖和果糖，這個(gè)過(guò)程會(huì)放大咖啡的酸質(zhì)而不影響甜度。另一方面，日曬處理法將完整的咖啡果實(shí)暴露在陽(yáng)光下曬干，增添整體的甜度并大幅提高酸質(zhì)。

2.3 咖啡烘焙度的影響

咖啡豆烘焙過(guò)程中會(huì)發(fā)生美拉德反應(yīng)和焦糖化反應(yīng)，這個(gè)過(guò)程會(huì)導(dǎo)致咖啡豆的糖、酸、咖啡因和綠原酸等風(fēng)味和功能性物質(zhì)發(fā)生變化。檸檬酸和蘋果酸是咖啡豆新陳代謝的產(chǎn)物，它們不具有揮發(fā)性，容易和咖啡豆中的糖分結(jié)合，從而降低咖啡的尖酸味，增加淺中烘焙度咖啡的活潑度和層次感。研究發(fā)現(xiàn)，隨著烘焙程度的增加，咖啡的酸度會(huì)降低［18］。在淺度和中度焙烤咖啡中，檸檬酸和乙酸的含量較高，其次是蘋果酸，前兩種酸的含量會(huì)隨著焙烤程度的加深而明顯降低［19］。通常，不成熟的咖啡豆中含有較高的蘋果酸，這往往會(huì)導(dǎo)致咖啡的酸澀味［20］。此外，研究還表明烘焙速度對(duì)咖啡的酸味沒(méi)有影響［21］。

2.4 沖泡方式

沖泡咖啡時(shí)，磨粉的粗細(xì)、水溫的高低以及萃取的時(shí)間等因素都會(huì)對(duì)咖啡的酸度產(chǎn)生影響。研磨得越細(xì)，萃取率就越高，有機(jī)酸的含量也會(huì)增加。Rao 等研究指出［22］，冷萃咖啡的酸度較低，相比之下，熱沖咖啡的酸度較高。由于冷萃咖啡的低酸度，一些人會(huì)感覺(jué)冷萃咖啡更甜。國(guó)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，較粗研磨的冷萃咖啡的酸度要低于較細(xì)研磨的冷萃咖啡［23］。此外，短時(shí)間沖煮咖啡會(huì)產(chǎn)生更多的酸質(zhì)，而長(zhǎng)時(shí)間沖煮則會(huì)使咖啡變得更苦。

2.5 儲(chǔ)藏

王茜［24］研究發(fā)現(xiàn)：蘋果酸和奎尼酸在烘焙咖啡豆貯藏過(guò)程中發(fā)生了較大的變化。蘋果酸的澀味對(duì)咖啡的風(fēng)味不利，研究發(fā)現(xiàn)，在不同的加速儲(chǔ)藏條件下，蘋果酸的變化相對(duì)一致，即5 d 后開(kāi)始降低，第10 d 達(dá)到最低點(diǎn)，而在15～25 d 之間增加到一定值后沒(méi)有顯著的差異（P＞0.05）；奎尼酸在貯藏的前期沒(méi)有明顯的變化，但在15 d 后迅速增加到峰值，然后降低到前期的水平?？崴釋?dǎo)致的苦味在一定程度上受到部分消費(fèi)者的喜愛(ài)，而其分解產(chǎn)物可以提高咖啡的風(fēng)味。

3 咖啡酸味物質(zhì)的鑒定方法

3.1 儀器分析

有機(jī)酸的儀器檢測(cè)方法主要包括高效液相色譜（High Performance Liquid Chromatography Detection，HPLC）法［25-27］、毛細(xì)管電泳（Capillary Electrophoresis，CE）法［28］、氣相色譜（Gas Chromatography GC）和氣相色譜-質(zhì)譜（Gas Chromatography-Mass Spectrome GC-MS）法［29-30］、離子色譜（Ion Chromatography,IC）法［31］。其中，HPLC 法是應(yīng)用最廣泛、分析速度最快的方法，已有很多研究報(bào)道了其在有機(jī)酸分析檢測(cè)中的應(yīng)用。該方法具有準(zhǔn)確、穩(wěn)定以及重復(fù)性好的特點(diǎn)，適用于咖啡中有機(jī)酸的分離、鑒定與含量測(cè)定。在該方法中，有機(jī)酸成分的分離效果良好，各成分的質(zhì)量濃度與峰面積在測(cè)定范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系（r＞0.999 5），平均加標(biāo)回收率在86.31%～95.23%，有機(jī)酸的精密度及重復(fù)性的RSD 值均小于3.0%。 該方法簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確且重復(fù)性好。

3.2 感官分析法

感官分析法通常包括味覺(jué)稀釋、標(biāo)度法和閾值檢驗(yàn)三類方法。味覺(jué)稀釋是一種常用的味覺(jué)感官分析方法，通過(guò)逐漸稀釋樣品，評(píng)價(jià)人員可以確定其味道的強(qiáng)度和質(zhì)量。這種方法可以幫助確定樣品的味道是否符合預(yù)期，以及在不同濃度下味道的變化情況。標(biāo)度法是另一種常見(jiàn)的味覺(jué)感官分析方法，評(píng)價(jià)人員根據(jù)一定的標(biāo)度來(lái)評(píng)價(jià)樣品的味道特征。這種方法可以幫助確定樣品的味道特點(diǎn)，例如酸度、甜度、苦味等，并對(duì)不同樣品進(jìn)行比較。閾值檢驗(yàn)是一種用于確定評(píng)價(jià)人員對(duì)某種味道的敏感度的方法，通過(guò)逐漸增加或減少味道的濃度，評(píng)價(jià)人員可以確定他們能夠察覺(jué)到的最低或最高濃度。這種方法可以幫助確定評(píng)價(jià)人員對(duì)某種味道的感知能力，從而更好地理解對(duì)樣品的感受。

4 酸味對(duì)咖啡偏好度的影響

研究發(fā)現(xiàn)，咖啡的偏好度受到環(huán)境因素（61%）和基因因素（39%）的共同影響［32］。環(huán)境因素包括生活習(xí)慣和飲食文化的差異，而基因因素則是指?jìng)€(gè)體的遺傳背景。在西方國(guó)家，咖啡通常被視為一種提神飲品，人們喜歡濃郁的咖啡口味。而在東方國(guó)家，茶文化占主導(dǎo)地位，咖啡的酸味對(duì)于一些人來(lái)說(shuō)可能過(guò)于刺激。因此，中外消費(fèi)者對(duì)咖啡酸味的接受程度存在差異。一些研究表明，咖啡的苦味感知與基因有關(guān)。有些人天生對(duì)苦味的敏感度較高，而有些人則相對(duì)較低。這可能解釋了為什么有些人喜歡濃郁的咖啡，而有些人則偏好淡一些的口味。環(huán)境因素和基因因素之間可能存在相互作用。環(huán)境因素可以改變基因的表達(dá)方式，從而影響個(gè)體對(duì)咖啡的偏好。例如，一個(gè)人在成長(zhǎng)過(guò)程中接觸到的咖啡文化和飲食習(xí)慣可能會(huì)影響其對(duì)咖啡的喜好。因此，咖啡的偏好度受到環(huán)境因素和基因因素的共同影響，這種影響與人們對(duì)咖啡酸味的接受度有關(guān)。

5 結(jié)語(yǔ)

咖啡的風(fēng)味是由多種因素共同影響的，其中有機(jī)酸是其中一個(gè)重要的組成部分。有機(jī)酸的種類和含量會(huì)直接影響咖啡的口感和風(fēng)味特點(diǎn)。不同的有機(jī)酸會(huì)賦予咖啡不同的酸度和口感，例如檸檬酸會(huì)給咖啡帶來(lái)明亮的酸味，蘋果酸則會(huì)給咖啡帶來(lái)柔和的酸度。因此，研究和分析咖啡酸味物質(zhì)對(duì)了解咖啡的風(fēng)味特點(diǎn)以及提高咖啡的品質(zhì)至關(guān)重要。然而，目前國(guó)內(nèi)對(duì)于咖啡酸味物質(zhì)的研究相對(duì)較少。雖然國(guó)外已經(jīng)有一些關(guān)于咖啡酸味物質(zhì)的研究成果，但是由于國(guó)內(nèi)外環(huán)境和種植條件的差異，這些研究結(jié)果并不能完全適用于我國(guó)本土咖啡，未來(lái)仍需進(jìn)一步探索研究。