胡榮鎖，方樂天，況沁蕊，董文江,，陳治華，蔣快樂，龍宇宙，閆 林,

（1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所，海南 萬寧 571533；2.海南大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，海南 海口 570228；3.長(zhǎng)江師范學(xué)院，重慶 408100；4.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)熱帶作物學(xué)院，云南 普洱 665000）

咖啡樹屬于茜草科多年生常綠灌木或小喬木，起源于非洲，現(xiàn)廣泛種植與南北回歸線之間約80 個(gè)國(guó)家和地區(qū)[1-2]，為咖啡種植戶帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。作為三大飲料之一，咖啡以其獨(dú)特迷人的風(fēng)味和口感風(fēng)靡全 世界[1]。消費(fèi)者通常會(huì)根據(jù)咖啡風(fēng)味選擇自己喜歡的咖啡，而咖啡風(fēng)味受多種因素影響，如產(chǎn)地產(chǎn)區(qū)、品種類型、加工處理、烘培方式等[3]，其中產(chǎn)地產(chǎn)區(qū)是影響咖啡最重要因素之一。

我國(guó)咖啡種植面積約為180萬 畝，主要種植在云南省和海南省。臨滄產(chǎn)區(qū)種植面積約為60萬 畝，是僅次于普洱的第二大產(chǎn)區(qū)。臨滄產(chǎn)區(qū)地形地勢(shì)復(fù)雜，多種氣候類型交叉分布，使其立體氣候明顯、干雨季分明、晝夜溫差大。臨滄產(chǎn)區(qū)降水主要集中在雨季（5—10月），占全年降水的85.2%[4]；受降水影響咖啡種植主要分布在南汀河和瀾滄江及支流兩岸壩區(qū)和河谷地區(qū)，該地區(qū)一般溫度較高，全年無霜。優(yōu)良的環(huán)境十分適宜咖啡種植，生產(chǎn)咖啡具有較佳的品質(zhì)。2014年臨滄產(chǎn)區(qū)咖啡獲得“中國(guó)臨滄精品咖啡豆示范區(qū)”稱號(hào)。

臨滄產(chǎn)區(qū)咖啡優(yōu)良的品質(zhì)，獲得了科研工作者的青睞。張明達(dá)等[5]分析了云南省小?？Х确N植生態(tài)適宜性，得出了臨滄應(yīng)結(jié)合橫斷山脈的影響，在適宜性高的區(qū)域加強(qiáng)規(guī)劃；鄭慧芳等[6]完成了臨滄等地蛋白質(zhì)、脂肪、總糖、粗纖維、水分、咖啡因、水浸出物、游離氨基酸等主要成分檢測(cè)，得出咖啡生豆主要成分含量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；張豐等[7]報(bào)道了臨滄和普洱、保山烘焙咖啡的揮發(fā)性物質(zhì)，共鑒定出65 種揮發(fā)性物質(zhì)，其中呋喃類物質(zhì)含量最高，且不同地區(qū)樣品能夠進(jìn)行區(qū)分；董文江等[8]報(bào)道了臨滄和普洱、保山、德宏4 個(gè)地區(qū)生咖啡揮發(fā)性成分的含量及組成方式，得出生咖啡中共檢出42 種風(fēng)味組分，以酸類為主；董文江等[9]也報(bào)道了采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜（headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）結(jié)合電子舌技術(shù)對(duì)臨滄、普洱、保山、德宏4 個(gè)地區(qū)烘焙豆揮發(fā)性成分和滋味化合物進(jìn)行分析，結(jié)果表明不同地區(qū)樣品中滋味化合物差異明顯。臨滄咖啡的研究報(bào)道主要集中在國(guó)內(nèi)部分，國(guó)外相關(guān)文件未檢索到。

在咖啡杯品感官特征方面，蕭自位等[10]分析云南小粒種咖啡生豆品質(zhì)與海拔和緯度的相關(guān)性，并對(duì)咖啡生豆的品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，評(píng)分較高的咖啡豆主要分布在普洱和臨滄地區(qū)；陳云蘭等[11]報(bào)道了濕法加工酶法處理對(duì)咖啡杯品質(zhì)量的影響，得出果膠酶的合理使用能保證咖啡杯品品質(zhì)的穩(wěn)定性；國(guó)外學(xué)者在咖啡杯品感官特征方面研究成果較多，諸如Pereira等[12]也報(bào)道了咖啡濕法加工對(duì)咖啡杯品感官的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在低海拔地區(qū)使用發(fā)酵劑和900 m以上使用自發(fā)發(fā)酵具有較高的感官效果；Bressani等[13]發(fā)表了利用酵母菌對(duì)半干加工咖啡處理，咖啡杯品感官質(zhì)量會(huì)有所提升；Velasquez等[14]報(bào)道了不同成熟度咖啡杯品感官的差異。

課題組在前期研究的基礎(chǔ)上，以凌豐公司協(xié)助采集的咖啡樣品為樣本，借助HS-SPME-GC-MS技術(shù)和香氣活度值（odor activity value，OAV）分析方法，解析臨滄咖啡風(fēng)味感官特征，同時(shí)利用準(zhǔn)確的杯品數(shù)據(jù)，確定臨滄咖啡杯品質(zhì)量。該研究將為臨滄咖啡生產(chǎn)銷售和產(chǎn)品推廣提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

臨滄產(chǎn)區(qū)咖啡主要是臨滄凌豐咖啡有限公司（以下簡(jiǎn)稱凌豐公司）集中種植管理。樣品采集工作由凌豐公司協(xié)助完成，共14 個(gè)樣品，采集信息見表1。加工方式采用濕法水洗加工處理、日曬干燥，樣品采集后于26 ℃恒溫保存?zhèn)溆肹15]。

表1 臨滄產(chǎn)區(qū)咖啡采集區(qū)域及樣品信息Table 1 Altitudes of coffee-producing areas in Lincang

3-辛醇標(biāo)準(zhǔn)品 美國(guó)Sigma公司。

Probatino型咖啡烘焙機(jī) 德國(guó)Probat公司；7890B-5977B型GC-MS聯(lián)用儀（配CTC自動(dòng)進(jìn)樣器） 美國(guó)Agilent公司；50/30 μm CAR/DVB/PDMS萃取頭 上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品烘焙

咖啡樣品采用1 kg咖啡烘焙機(jī)進(jìn)行烘焙，該烘焙機(jī)使用液化天然氣作為燃料。樣品烘焙前先開機(jī)預(yù)熱30 min，以使設(shè)備穩(wěn)定，減少實(shí)驗(yàn)誤差，同時(shí)也具有清洗咖啡機(jī)的作用。咖啡樣品175 ℃加入烘焙機(jī)，烘焙機(jī)燃?xì)饣鹆Χ?.75，且保存不變，整個(gè)烘焙過程約為618～638 s之間，出爐溫度在194～195 ℃之間。

1.2.2 HS-SPME-GC-MS檢測(cè)

烘焙咖啡樣品采用統(tǒng)一粒度研磨，取樣品1.00 g裝入SPME樣品瓶，用于GC-MS檢測(cè)，檢測(cè)方法參考文獻(xiàn)[16]。 HP-5MS色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm），進(jìn)樣口溫度250 ℃；升溫程序：40 ℃保持2 min，以 13 ℃/min升至100 ℃，保持2 min，以3 ℃/min升至200 ℃，保持1 min，以8 ℃/min升至230 ℃，保持2 min；載氣（He）：流量1.00 mL/min，壓力48.75 kPa，采用不分流方式進(jìn)樣。電子電離源；離子源溫度230 ℃；電子能量70 eV；掃描方式為Scan；質(zhì)量掃描范圍m/z30～350；掃描速率781 u/s。

1.2.3 化合物定量

使用3-辛醇外標(biāo)半定量法，默認(rèn)每個(gè)化合物對(duì)3-辛醇的相對(duì)響應(yīng)因子為1，為計(jì)算準(zhǔn)確使用二氯甲烷為溶劑繪制3-辛醇標(biāo)準(zhǔn)曲線[17]，回歸方程y=1.05×10－5x－8.58，其中，y為化合物含量（μg/g），x為化合物峰面積，R2=0.99，呈線性相關(guān)。

1.2.4 咖啡杯品測(cè)評(píng)

將統(tǒng)一炒好的咖啡豆樣品分別寄往雀巢咖啡云南分公司、云南農(nóng)業(yè)大學(xué)熱帶作物學(xué)院和云南保山市景蘭咖啡師職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校，請(qǐng)三方分別組織5 名以上專業(yè)咖啡杯測(cè)師（獲得Q-grande證書的國(guó)際質(zhì)量咖啡品鑒師或?qū)I(yè)從事咖啡杯測(cè)工作人員），按照精品咖啡協(xié)會(huì)（specialty coffee association，SCA）規(guī)定的操作流程進(jìn)行評(píng)判，即使用五杯杯測(cè)法，每個(gè)咖啡杯放入13.75 g咖啡粉，倒入250 mL干凈無味的熱水（約93 ℃），然后杯測(cè)師進(jìn)行杯測(cè)，得到數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析[15]。

1.3 數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 臨滄產(chǎn)區(qū)咖啡干香組分分析

咖啡干香是烘焙咖啡豆粉碎后散發(fā)出的香味，也就是揮發(fā)性風(fēng)味組分；咖啡干香品質(zhì)會(huì)直接影響消費(fèi)者的購(gòu)買行為。通過HS-SPME-GC-MS技術(shù)分析臨滄產(chǎn)區(qū)14 個(gè)樣品干香風(fēng)味組分，結(jié)果見表2。通過計(jì)算OAV得出臨滄咖啡干香特征組分，其風(fēng)味描述和OAV范圍見 表3。從表2可以看出，臨滄產(chǎn)區(qū)咖啡共有85 種干香組分，其中7 種含量較高，分別為糠醛、5-甲基糠醛、丁基環(huán)戊烯醇酮、1-乙酰氧基丙酮、羥丙酮、乙酸、2-乙?；秽?，占全部組分的（74.37±1.38）%。酮類干香組分含量最多，占（39.18±1.27）%，例如2,3-戊二酮、丁基環(huán)戊烯醇酮、1-乙酰氧基丙酮、羥丙酮、1-乙酰氧基-2-丁酮、二氫-2-甲基-3(2H)-呋喃酮、1-羥基-2-丁酮、2-羥基-3-甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮、1-(2-呋喃基)-1-丙酮、2(5H)-呋喃酮等32 種干香組分物質(zhì)。醛類的干香組分略少于酮類，占（33.17±1.76）%，糠醛和5-甲基-2-呋喃甲醛是含量較高的醛類。

表2 臨滄產(chǎn)區(qū)咖啡干香風(fēng)味組分Table 2 Flavor components of coffee from different producing areas of Lincang

續(xù)表2

在眾多的干香組分中，只有OAV大于1的組分會(huì)對(duì)咖啡香氣造成影響。由表3可以看出，共有特征風(fēng)味組分27 種，每種組分賦予臨滄咖啡不同的風(fēng)味特征，相比于普洱咖啡（特征風(fēng)味組分22 種）[18]，臨滄咖啡的香味化合物更豐富，可能是臨滄產(chǎn)區(qū)豐富的區(qū)域小生境造成的。影響臨滄咖啡香氣的主要為酮類、醛類、酚類和酸類等組分，該系列組分主要通過美拉德反應(yīng)形成。酮類物質(zhì)OAV大于1的組分8 種，其中，2,3-戊二酮、羥基丙酮、3-乙基-2-羥基-2-環(huán)戊烯-1-酮、呋喃酮OAV均超過1 570.64±1 857.01，2,3-戊二酮是臨滄咖啡中最重要的風(fēng)味物質(zhì)，其OAV最高為87 144.41±37 834.11，為臨滄咖啡賦予了蜂蜜、黑巧克力、奶油、焦糖香氣，并帶有烤堅(jiān)果底香[19]。羥基丙酮的OAV排在第3位（10 572.01±1 053.45），為臨滄咖啡賦予了焦糖風(fēng)味和甜味。酮類組分主要賦予了臨滄咖啡焦糖、楓糖漿、甜味、果香和煙草等風(fēng)味。

表3 臨滄產(chǎn)區(qū)咖啡干香特征組分風(fēng)味描述及OAVTable 3 Sensory properties and OAV of characteristic components responsible for dry aroma of coffee from different producing areas of Lincang

醛類化合物5 種，主要為苯乙醛、糠醛、5-甲基-2-呋喃甲醛，其OAV超過170.85±12.82；苯乙醛的OAV為21 225.21±5 829.12，僅次于2,3-戊二酮，為臨滄咖啡賦予了花香和蜂蜜香味。酚類化合物有6 種，主要為2-甲氧基苯酚和4-叔丁基苯酚。相比于普洱咖啡香氣組分[18]，臨滄咖啡的2-甲氧基苯酚和3-甲基苯酚OAV較低，咖啡中煙味、木質(zhì)和皮革的香氣較淡，從而提高了臨滄咖啡香氣品質(zhì)；普洱咖啡中呋喃酚的OAV為14 732.23±3 782.98[18]，臨滄咖啡中沒有該種香氣組分，但是其感官特性與臨滄咖啡中呋喃酮的相同，呋喃酮的OAV相較于呋喃酚低，所以臨滄咖啡中焦糖水果味和果醬般氣味沒有普洱咖啡明顯。酸性化合物4 種，主要為異戊酸，OAV達(dá)到388.1±35.72，為臨滄咖啡賦予酸奶酪的風(fēng)味?？Х戎兴嵝越M分會(huì)給咖啡賦予酸味，但是由于其隨著烘培程度的增加含量下降，進(jìn)而提高咖啡的品 質(zhì)[20]。普洱咖啡中主要酸性組分是醋酸，僅為咖啡賦予酸性風(fēng)味，可見在酸性風(fēng)味上臨滄咖啡風(fēng)味更豐富。

除了以上典型風(fēng)味特征外，臨滄咖啡還具有楓糖漿、酸奶酪、甘草、柑橘、煙草等風(fēng)味，雖然含量較少，但其風(fēng)味的存在豐富了臨滄咖啡的風(fēng)味譜系，使臨滄咖啡風(fēng)味更加多樣化，增加風(fēng)味質(zhì)量。

2.2 干香風(fēng)味組分差異性分析

以臨滄產(chǎn)區(qū)咖啡干香風(fēng)味組分為基礎(chǔ)作聚類熱圖，見圖1。通過顏色差異可直觀區(qū)分不同區(qū)域間風(fēng)味組分含量差異，也可看出以樣品采集區(qū)域聚類分析。由于受光照、溫度、海拔、土壤和降水等因素影響，不同區(qū)域間樣品風(fēng)味組分存在含量差異。2,3-戊二酮作為最主要的特征干香組分，可直觀看出云縣（C）、雙江（G）、鳳慶（A）、滄源（F）和耿馬（D）含量較高，永德（B）和臨翔（K）含量較少；耿馬（M）、臨翔（L）、雙江（N）和滄源（E）含量一般。從杯測(cè)得分可以看出含量較高和較低組在干香得分和總分上均有較佳表現(xiàn)，而含量中間組得分較差，可能是含量高組突出了咖啡的蜂蜜、奶油、黑巧、堅(jiān)果、焦糖等風(fēng)味，而含量低組由于2,3-戊二酮含量低，突出了楓糖漿、柑橘、酸奶酪等特殊風(fēng)味。

圖1 臨滄產(chǎn)區(qū)咖啡干香風(fēng)味組分聚類熱圖Fig. 1 Cluster heat map of flavor components responsible for dry aroma of coffee from Lincang

在聚類分析方面，由于為云縣、永德和臨翔三縣相鄰，樣品C、H、I、K和L均種植在瀾滄江及支流西岸，氣候類型相似，產(chǎn)生干香組分較為一致，其聚為一類；樣品M和樣品N聚為一類，主要由于兩地相鄰，兩地杯品總分都略低，可能是受種植區(qū)域環(huán)境影響。其他樣品聚為一類，該組樣品種植在地理位置上差別較大，分布于不同河流兩岸，但可聚為一類，可能是云南多山地，不同海拔和不同氣候類型造成[26]。當(dāng)然同樣區(qū)縣內(nèi)不同鄉(xiāng)咖啡樣品存在差異，聚類在不同區(qū)域，最典型的為滄源班老，可見獨(dú)特的地理環(huán)境形成了一個(gè)個(gè)獨(dú)特的小生境，產(chǎn)生了極佳品質(zhì)的咖啡。因此，選擇合適的海拔和種植環(huán)境有助于提高臨滄咖啡的整體品質(zhì)[27]。

2.3 咖啡杯品質(zhì)量分析

如圖2所示，僅有香氣、風(fēng)味、酸味、醇度、余韻、平衡感和總評(píng)7 個(gè)指標(biāo)以及總分，共8 個(gè)分析圖；一致性、干凈度和甜度得分均為10 分，故不體現(xiàn)。

圖2 臨滄產(chǎn)區(qū)咖啡杯品質(zhì)量指標(biāo)分析圖Fig. 2 Analysis of cupping quality indicators of coffee from different producing areas in Lincang

杯測(cè)作為測(cè)評(píng)咖啡質(zhì)量的技術(shù)，在國(guó)外已廣泛使用，例如Mohammed[15]、Bressanello[19]、Velasquez[14]、Adhikari[28]等均使用杯測(cè)技術(shù)對(duì)咖啡質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，但在我國(guó)使用較少，僅有杜華波[29]、張洪波[30]和高敏[31]等。由圖2可知，較多指標(biāo)上都有一致的評(píng)分，例如樣品F的干香、風(fēng)味、平衡，樣品C的風(fēng)味、酸度、醇度和總評(píng)等指標(biāo)，當(dāng)然在某些指標(biāo)上也存在得分差異，例如香氣和風(fēng)味得分在6.50～8.00均有覆蓋，這可能是咖啡生長(zhǎng)環(huán)境多樣性，使咖啡風(fēng)味多樣性，杯測(cè)師在評(píng)判時(shí)存在個(gè)人偏好造成的。

從整體來看咖啡各指標(biāo)得分在7.00～7.50之間，雖然有些偏差，但整體偏差不大，說明臨滄咖啡質(zhì)量整體穩(wěn)定。香氣指標(biāo)整體得分高于其他指標(biāo)，說明臨滄咖啡香氣質(zhì)量整體較佳。杯測(cè)得分達(dá)到精品級(jí)的咖啡7 個(gè)，其中81 分以上樣品2 個(gè)，80.00～81.00 分樣品5 個(gè)；雖未達(dá)到精品級(jí)，但得分較高的樣品7 個(gè)，其中79.50～79.99 分樣品5 個(gè)，雙江邦丙咖啡樣品得分79.35，耿馬勐簡(jiǎn)咖啡樣品78.00 分。邦丙和勐簡(jiǎn)兩地咖啡得分雖略低，但也是一款整體較優(yōu)的咖啡。

值得一提的是，81 分以上的咖啡樣品有2 個(gè)，分別為滄源班老和永德崇崗的咖啡樣品，在精品咖啡中有較佳得分，說明臨滄地區(qū)有生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)咖啡的環(huán)境條件。同時(shí)環(huán)境多樣性也較為突出，同樣地區(qū)的咖啡得分也存在差異。

3 結(jié)論與討論

本實(shí)驗(yàn)利用HS-SPME-GC-MS技術(shù)和OAV明確咖啡干香組分感官特征，得出臨滄咖啡中共有干香組成86 種，樣品間組分含量差異不大；特征干香組分27 種 （OAV＞1），為臨滄咖啡賦予蜂蜜、黑巧克力、奶油、焦糖、烤堅(jiān)果的底香，同時(shí)具有楓糖漿、酸奶酪、熱帶水果、果醬和花香等風(fēng)味。邀請(qǐng)3 個(gè)不同團(tuán)隊(duì)，以減少人為誤差，從圖2也可以看出，受人為因素出現(xiàn)偏差的得分結(jié)果，但整體較為準(zhǔn)確，得出臨滄咖啡整體品質(zhì)較高。

臨滄地區(qū)地形和氣候類型更加復(fù)雜，區(qū)域小氣候種類更加多樣化，使臨滄產(chǎn)區(qū)咖啡各指標(biāo)得分趨勢(shì)與普洱產(chǎn)區(qū)完全不同，普洱產(chǎn)區(qū)咖啡整體風(fēng)味接近，各指標(biāo)得分雖存在差異，但波動(dòng)較??；臨滄整體存在較大波動(dòng)，可能是臨滄咖啡種植生長(zhǎng)環(huán)境多樣性造成的。臨滄咖啡品質(zhì)整體較高，其中有2 個(gè)樣品分別達(dá)到了81.86 分和81.68 分，說明臨滄地區(qū)具有生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)精品咖啡的條件和環(huán)境。