不同地域烘焙咖啡豆风味性物质的检测与评价.docx

? ? 不同地域烘焙咖啡豆风味性物质的检测与评价 ? ? 智美丽 徐学万 吴立涛 潘 华 黄维兰 张 芳 （1.北京工业大学环境与生命学部，北京100124；2.中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，农业农村部农产品质量安全重点实验室，北京100081） 咖啡是茜草科咖啡属常绿小乔木，原产地为非洲的埃塞俄比亚，其与茶叶、可可并称为世界的3大饮料[1]。目前世界上主要咖啡产区均位于北纬25°和南纬30°之间的区域，这个适合种植咖啡树的区域也被称为“咖啡带”。在咖啡的品质评价中，酸度是评价咖啡饮品的重要指标之一，影响咖啡酸度的主要物质是来自咖啡豆烘焙过程中产生的有机酸类物质[2]。烘焙咖啡豆中含有咖啡酸、绿原酸、富马酸、没食子酸、琥珀酸、无水柠檬酸、L－苹果酸、DL－酒石酸、D－（－）奎宁酸等30多种有机酸[3]，其中产生酸味的主要成分包括有无水柠檬酸和DL－酒石酸等[4]。苹果酸产生的酸涩味，会让人产生愉快的感觉[5]，而其他的有机酸则主要产生苦味[2]。D－（－）奎宁酸以游离形式或酯类形式存在于咖啡豆中，是用于合成流感药物达菲的起始材料[6]。咖啡酸具有调血脂、抗氧化的作用[7]。绿原酸和葫芦巴碱不仅是咖啡豆中含量较高的风味物质，还具有很多生物功效，例如抗菌[8]、抗氧化[9]、抗肿瘤[10]等功效。目前对咖啡豆的研究主要集中于加工方式对咖啡豆成分含量的影响[11～13]，咖啡豆中部分功效成分的检测以及功能研究等[14～16]，而评价不同地域对咖啡豆风味物质含量影响的研究报道则较少。咖啡种植的3大产区为中南美洲产区、非洲产区、亚洲及太平洋产区。我国种植咖啡豆的地区主要为云南省、海南省和台湾省。为了进一步探究不同地域对咖啡豆风味成分的影响，本研究选取市面上常见的进口咖啡豆，产地为意大利、肯尼亚、巴西和巴拿马，国产咖啡豆产地为我国云南省、海南省和台湾省，共7个产区的深度烘焙咖啡豆为研究对象，采用高效液相色谱质谱联用（HPLC－MS）的方法检测咖啡酸、绿原酸、富马酸、没食子酸、琥珀酸、无水柠檬酸、L－苹果酸、DL－酒石酸、D－（－）奎宁酸和葫芦巴碱这10种风味物质成分，并运用多元统计分析的方法对所得的数据进行分析，明确不同地域的咖啡豆的品质特征。 一、材料与方法 （一）材料与仪器咖啡酸（CAS：331－39－5，纯度98%）， 绿原酸（CAS：327－97－9， 纯度98%）， 富马酸（CAS：110－17－8， 纯度98%），没食子酸（CAS：149－91－7，纯度98%），琥珀酸（CAS：110－15－6，纯度98%），无水柠檬酸（CAS：77－92－9， 纯度98%），L－苹果酸（CAS：97－67－6， 纯度98%），DL－酒石酸（CAS：133－37－9， 纯度98%），D－（－） 奎宁酸（CAS：77－95－2， 纯度98%）， 葫芦巴碱（CAS：535－83－1，纯度98%）均购于上海源叶生物科技有限公司。甲醇、甲酸为色谱纯，购自福晨（天津）化学试剂有限公司；乙醇为分析纯，购自北京化工厂。Dionex UltiMate 3000超高效液相色谱仪，美国Thermo公司；Thermo Scientific Q Exactive四极杆－静电场轨道阱高分辨质谱系统质谱仪，美国Thermo公司；ACQUITY UPLC BEH C18（2.1×100 mm，1.7μm）色谱柱，美国Waters公司；离心机，Centrifuge 5430/5430R，德国Eppendorf公司。 样品采集选用市面上常见产区的深度烘焙咖啡豆，品种为阿拉比卡种。进口咖啡豆的产区选自意大利（欧洲）、肯尼亚（非洲）、巴西（南美洲）、巴拿马（北美洲），国产咖啡豆产区选自我国云南省、海南省、台湾省。对这7个产区进行采样，每个产区采集10份样品，采样规格1～2 kg，样品采集后寄送到实验室，用磨粉机磨成细粉，过40目筛。 （二）咖啡豆中成分的提取方法咖啡豆中的有机酸与葫芦巴碱的提取方法参照杨剀舟等[17]和SMRKE等[18]的研究成果，并加以改进。精密称取不同产地的深度烘焙咖啡粉末0.50 g（精确至0.001g），置于50 mL离心管中，加入30 mL50%乙醇，于室温下超声提取40 min，5 500 r/min离心5 min，取上清液于50 mL容量瓶中，用50%乙醇定容，摇匀，0.45μm微孔滤膜滤过，取滤液用稀释剂稀释100倍，稀释剂为添加0.1%甲酸的甲醇－水溶液（甲醇∶水＝1∶9，V/V），待测。 （三）咖啡豆中成分的检测方法样品提取液采用高效液相色谱－四极杆静电场轨道阱高分辨质谱（HPLC－Q/Orbitrap HRMS）进行测定，选用C18色谱柱（2.1×100 mm，1.7μm），每次进样5 L，甲醇+1%甲酸为流动相A，水