王 霞，王 偉，李忠榮，楊葉昆，周 琳，邱明華

（中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所植物化學(xué)與西部植物資源持續(xù)利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，昆明 650201）

云南省咖啡產(chǎn)量占中國(guó)的98%以上，隨著國(guó)內(nèi)咖啡消費(fèi)需求和生產(chǎn)規(guī)模的日益增大，許多關(guān)于云南小粒種咖啡的研究也正在展開。云南小粒種咖啡具有濃而不苦、香而不烈、略帶果酸味的風(fēng)味特點(diǎn)［1］，對(duì)云南小粒種咖啡的揮發(fā)性風(fēng)味研究主要集中于利用不同的提取方法獲取咖啡揮發(fā)性風(fēng)味組成成分［2-4］，不同產(chǎn)地的咖啡揮發(fā)性風(fēng)味成分的組成及差異［5-7］，不同處理方式下咖啡揮發(fā)性風(fēng)味的組成及差異［8-9］等方面。周斌等［2］利用氣相色譜-質(zhì)譜技術(shù)鑒定了云南小粒種咖啡的88 種揮發(fā)性成分。張豐等［5］利用頂空固相微萃取法結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)云南3 個(gè)地區(qū)（普洱、保山、臨滄）烘焙咖啡的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析，共鑒定出65 種揮發(fā)性成分，建立了揮發(fā)性物質(zhì)與生產(chǎn)地區(qū)的相關(guān)性，可通過不同揮發(fā)性物質(zhì)區(qū)分3 個(gè)產(chǎn)區(qū)的咖啡。

上述關(guān)于云南小粒種咖啡揮發(fā)性風(fēng)味的研究?jī)H關(guān)注了水沖泡咖啡后所產(chǎn)生的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，而日常生活中經(jīng)常遇到這樣的情況，在咖啡制作過程中，相較于沖泡好的咖啡水提液，剛研磨出的咖啡揮發(fā)性風(fēng)味更加濃郁豐富。針對(duì)咖啡的這一特點(diǎn)，結(jié)合云南本地特色，筆者利用頂空氣相色譜-質(zhì)譜法對(duì)云南小粒種咖啡的干香和濕香成分組成及差異進(jìn)行分析，結(jié)果表明云南小粒種咖啡的干香與濕香成分組成存在差異，此結(jié)果有助于進(jìn)一步了解云南小粒種咖啡的揮發(fā)性風(fēng)味成分。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 主要樣品及試劑

云南小粒種咖啡烘焙豆：咖啡生豆產(chǎn)自云南普洱，品種為Coffea arabica，實(shí)驗(yàn)前經(jīng)烘焙冷卻后備用；蒸餾水。

1.1.2 儀器及色譜條件

Agilent 7890A/5975C 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀；Agilent 7694E 頂空進(jìn)樣器。

（1）氣相色譜條件。氣相色譜柱：HP-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）熔融石英毛細(xì)管柱；載氣：氦氣（純度為99.999%）；流速：1 mL/min；進(jìn)樣口溫度：280℃；分流比：20∶1；氣相色譜升溫程序：起始溫度 40℃，保持 5 min，以 5℃/min 升至150℃（保持3 min），以15℃/min，升到240℃（保持2 min）。

（2）質(zhì)譜條件。離子源：電子轟擊離子源（EI），電子能量 70 eV；質(zhì)量掃描范圍：45～550 amu；接口溫度：280℃；離子源溫度：230℃。

（3）頂空進(jìn)樣器條件。樣品瓶溫度：100℃；傳送管線溫度：210℃。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

（1）干香分析：取40 g 經(jīng)烘焙后冷卻的咖啡烘焙豆經(jīng)研磨后，稱取1 g 樣品粉末放入樣品瓶中，樣品瓶溫度100℃，加熱時(shí)間1 min，用HS-GC/MS分析。

（2）濕香分析：稱取1 g 樣品粉末放入樣品瓶中，加入10 mL 蒸餾水，樣品瓶溫度100℃，加熱時(shí)間 1 min，用 HS-GC/MS 分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣相色譜-質(zhì)譜總離子流圖

云南小粒種咖啡干香和濕香成分GC-MS 分析總離子流圖見圖1 和圖2。

圖1 云南小粒種咖啡干香成分總離子流圖

圖2 云南小粒種咖啡濕香成分總離子流圖

2.2 氣相色譜-質(zhì)譜成分分析結(jié)果

對(duì)云南小粒種咖啡中的干香和濕香成分進(jìn)行GC-MS 分析，與質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)匹配，最終確定了干香21 種化學(xué)成分和濕香17 種化學(xué)成分，結(jié)果見表 1 和表 2。

從表1 中可以看到，云南小粒種咖啡的21 種干香成分中主要為2-糠醇（10.72%）、3-甲基呋喃（5.63%）、吡啶（4.29%）、甲基吡嗪（2.20%）、2-甲基丙醛（1.23%）、糠醛（1.22%）等化合物。在這21種化合物中引起咖啡風(fēng)味的有11 種，包括了3-甲基丁醛（0.76%，甜香、果香），3-己酮（0.78%，甜香、果香），3-羥基-2-丁酮（0.92%，奶香），吡嗪（0.48%，堅(jiān)果香），甲基吡嗪（2.2%，堅(jiān)果香），糠醛（1.22%，面包香，烘烤香），乙基吡嗪（0.32%，堅(jiān)果香），5-甲基-2-糠醛（0.83%,辛香，焦糖香），2-呋喃甲醇乙酯（0.85%，果香），6-甲基-2-乙基吡嗪（0.24%，堅(jiān)果香，烘烤香），2,5-二甲基-3-乙基吡嗪（0.09%，炒堅(jiān)果香），占干香成分的8.69%。雖然2-糠醇（10.72%）所占成分比例最大，但對(duì)咖啡干香并沒有貢獻(xiàn)。其他的成分中，甲基吡嗪和糠醛為干香成分中主要的風(fēng)味化合物。同時(shí)，干香中存在的風(fēng)味化合物類別主要為吡嗪類，因此干香的主要風(fēng)味為烤堅(jiān)果風(fēng)味。

表1 云南小粒種咖啡干香成分

從表2 可以看出，云南小粒種咖啡濕香成分則主要由咖啡因（61.52%）、2-糠醇（5.66%）、棕櫚酸（5.44%）、乙酸（4.97%）、吡啶（2.16%）、甲基吡嗪（1.13%）等化合物組成。在這17 種化合物中引起咖啡風(fēng)味的有9 種，分別是2-丁酮（0.38%，果香），3-甲基丁醛（0.39%，甜香），2-甲基丁醛（0.58%，甜香、果香），甲基吡嗪（1.13%，堅(jiān)果香），糠醛（0.96%，面包香，烘烤香），2-呋喃甲基酮（0.4%，杏仁香，熏香），2,6-二甲基吡嗪（0.94%，堅(jiān)果香），5-甲基-2-糠醛（0.75%,辛香，焦糖香），2-呋喃甲醇乙酯（0.70%,果香），占濕香成分的6.23%?？Х纫蛘急雀哌_(dá)61.52%，但對(duì)咖啡濕香沒有貢獻(xiàn)。甲基吡嗪和糠醛也是濕香風(fēng)味的主要化合物，但醛類是濕香中風(fēng)味化合物的主要類型，因此過甜果香和烤堅(jiān)果風(fēng)味為濕香的主要風(fēng)味。

表2 云南小粒種咖啡濕香成分

將干香成分和濕香成分進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，2-甲基丙醛、3-甲基呋喃、3-甲基丁醛、吡啶、甲基吡嗪、2-糠醇、糠醛、5-甲基2-糠醛、2-呋喃甲醇乙酯、咖啡因是共有成分，其余化合物均不一致。除了咖啡因外，其他共有化合物在干香中所占比例都大于濕香，個(gè)別化合物出現(xiàn)2～3 倍的含量差異。這是由不同化合物的揮發(fā)性和在水中的溶解度差異造成的。共有化合物中，有5 種咖啡的風(fēng)味物質(zhì)呈現(xiàn)出的風(fēng)味是果香、堅(jiān)果香和烘焙香，因此干香與濕香之間的風(fēng)味存在相似性，但由于含量的差異，干香風(fēng)味較濕香風(fēng)味更為濃郁。

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，云南小粒種咖啡干香和濕香在成分上存在著相似性，也存在著差異性，由此導(dǎo)致的干香和濕香在風(fēng)味上也各有側(cè)重，干香主要是烤堅(jiān)果風(fēng)味，而濕香為烤堅(jiān)果風(fēng)味與甜果香的混合。在咖啡沖泡過程中，干香中總的風(fēng)味物質(zhì)比例比濕香的更高，而對(duì)于相同的風(fēng)味物質(zhì)，干香中所含比例也比濕香的高，這可能是干香比濕香更為芳香濃郁的原因之一。另一方面，即使干香中風(fēng)味成分的總量大于濕香，但不同風(fēng)味物質(zhì)的氣味閾值對(duì)風(fēng)味的形成也存在巨大影響，而這需要進(jìn)一步的研究。