云南地區(qū)烘焙咖啡豆的風(fēng)味指紋圖譜研究

董文江 張豐 趙建平 谷風(fēng)林 陸敏泉

摘 ?要 ?為研究云南4個(gè)地區(qū)（普洱、保山、臨滄、德宏）的烘焙咖啡豆（淺度、中度、深度烘焙）的揮發(fā)性物質(zhì)種類及成分、滋味化合物的差異，采用頂空固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（HS-SPME-GC/MS）和電子舌技術(shù)聯(lián)合使用檢測(cè)不同地區(qū)咖啡中氣味和滋味化合物。HS-SPME-GC/MS的檢測(cè)分析結(jié)果表明：不同地區(qū)烘焙豆的淺度、中度和深度樣品分別鑒定出60、65和67種揮發(fā)性成分，隨著烘焙度的增加，呋喃類、吡啶類和硫化物逐漸增加，酸類和呋喃酮物質(zhì)逐漸減少，主成分分析（PCA）對(duì)不同烘焙度樣品鑒別能力較好，而不同地區(qū)的同一烘焙度樣品聚集較為緊密。電子舌檢測(cè)結(jié)果顯示，不同地區(qū)樣品中滋味化合物差異明顯，在PCA的二維投影圖上能夠按各自特性聚為一類，與HS-SPME-GC/MS檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果相一致。

關(guān)鍵詞 ?烘焙咖啡豆;電子舌技術(shù);頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用;風(fēng)味指紋圖譜

中圖分類號(hào) ?S571.2 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ?A

Application of Electronic Nose System Coupled with HS-SPME-GC/MS for Characterization of Aroma Fingerprint of Roasted Coffee Beans from Different Cultivation Regions in Yunnan Province

DONG Wenjiang1，3，4， ZHANG Feng1，2， ZHAO Jianping1，3，4*，

GU Fenglin1，3，4， LU Minquan1，3，4

1 ?Spice and Beverage Research Institute， CATAS， Wanning， Hainan 571533， China

2 ?College of Food Science and Technology， Huazhong Agricultural University， Wuhan， Wubei ?430070， China

3 ?Key Laboratory of Genetic Resources Utilization of Spice and Beverage Crops， Ministry of Agriculture， Wanning， Hainan 571533， China

4 ?National Center of Important Tropical Crops Engineering and Technology Research， Wanning， Hainan 571533， China

Abstract ?The volatile flavor components of roasted ground coffee with different roasting degree from different cultivation regions （Puer， Baoshan， Lincang， Dehong） of Yunnan were evaluated to identify the flavor difference. Headspace solid-phase microextraction gas chromatography-mass/spectrometry （HS-SPME-GC/MS） and electronic tongue technology were utilized in this study. The results of HS-SPME-GC/MS performance indicated that the number of volatile compounds identified were 60， 65 and 67 for light， medium and dark roasted coffee samples， with the increase of roasting degree， the content of furans， pyridines and sulfides increased gradually， acids and furanones decreased accordingly. Principal component analysis （PCA） could effectively discriminate coffee samples of different roasting degree， while the samples with the roasting degree from different origins clustered closely. The performance of electronic tongue showed that the taste components were different obviously， and the samples could be grouped according to the properties in the PCA score plot， which was in accordance with the result of HS-SPME-GC/MS.

Key ?words ?Roasted coffee beans;Electronic tongue;HS-SPME-GC/MS;Flavor fingerprint

doi ?10.3969/j.issn.1000-2561.2015.10.028

咖啡是世界貿(mào)易中最重要的農(nóng)產(chǎn)品之一，除具有提神效果外，咖啡的香氣使其成為較受歡迎的飲料[1-2]。生咖啡豆是沒有香味的，其化學(xué)組分經(jīng)過烘焙發(fā)生一系列反應(yīng)如美拉德和焦糖化反應(yīng)等才能形成咖啡特有的風(fēng)味[3]?？Х戎邪^800多種不同的揮發(fā)性成分，即使每一成分的含量是微量的，也能對(duì)咖啡的風(fēng)味發(fā)揮作用[4]。因此，咖啡風(fēng)味研究和質(zhì)量控制可利用快速、高效、靈敏的現(xiàn)代儀器分析檢測(cè)技術(shù)。

國(guó)云南省的德宏、保山、臨滄、普洱為國(guó)內(nèi)小粒種咖啡的主要種植區(qū)，種植面積達(dá)10萬hm2以上，總產(chǎn)量達(dá)12萬t，種植面積和產(chǎn)量占全國(guó)的98%以上[5]。國(guó)外對(duì)咖啡中的揮發(fā)性物質(zhì)已經(jīng)做了大量的研究工作，如Lee等[6]采用多固相-單點(diǎn)-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)檢測(cè)商業(yè)咖啡中的香氣成分輪廓，總峰面積強(qiáng)度的增加與SPME纖維數(shù)量的增加呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系（R2=0.999 2），四重SPME纖維提取的精密度為RSD值=9.9%;Petisca等[7]利用HS-SPME-GC/MS技術(shù)研究不同的烘焙速度對(duì)意式咖啡中呋喃類和其它揮發(fā)性化合物的影響結(jié)果表明：高烘焙速度有利于2-呋喃和5-甲基-呋喃的形成;Pissinatti等[8]采用同位素稀釋-氣相色譜質(zhì)譜技術(shù)同時(shí)檢測(cè)烘焙咖啡的10種多環(huán)芳香烴化合物，在最優(yōu)的分析條件下，重現(xiàn)性范圍為3.3%～24%，精密度范圍為3.3%～33%。國(guó)內(nèi)對(duì)咖啡風(fēng)味的研究較少，主要集中在遺傳育種、豐產(chǎn)栽培、病蟲害防控等方面[9-11]，張豐等[12]采用HS-SPME-GC/MS對(duì)云南3個(gè)地區(qū)（普洱、保山、臨滄）的中度烘焙豆進(jìn)行檢測(cè)結(jié)果表明，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。

咖啡已成為云南地區(qū)農(nóng)民增收致富的重要產(chǎn)業(yè)之一，是非常具有特色的熱帶飲料作物，前期工作已對(duì)3個(gè)地區(qū)的中度烘焙豆進(jìn)行分析，不同烘焙度的咖啡樣品其揮發(fā)性成分組成是不同的，導(dǎo)致其風(fēng)味不同。本研究采用HS-SPME-GC/MS結(jié)合電子舌技術(shù)對(duì)云南咖啡的揮發(fā)性成分和滋味化合物進(jìn)行分析，明確不同地區(qū)咖啡樣品的風(fēng)味特點(diǎn)，以期為我國(guó)云南咖啡加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供理論支持。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

1.1.1 ?材料與試劑 ? 阿拉比卡生咖啡豆，品種為卡蒂姆7963（水分含量為11%～12%左右）：德宏地區(qū)（簡(jiǎn)稱：DH，德宏熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所），保山地區(qū)（簡(jiǎn)稱：BS，保山佐園咖啡莊園基地），普洱地區(qū)（簡(jiǎn)稱：PE，普洱曼老江農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司），臨滄地區(qū)（簡(jiǎn)稱：LC，臨滄凌豐咖啡產(chǎn)業(yè)有限公司鎮(zhèn)康分公司）;C7-C30正構(gòu)烷烴（純度為99.5%，美國(guó)Sigma公司）;實(shí)驗(yàn)用水全部為超純水，其它檢測(cè)試劑均為分析純。

1.1.2 ?儀器與設(shè)備 ? AL204型電子分析天平，梅特勒-托利多儀器有限公司;Master-s-plus UVF型全自動(dòng)超純水系統(tǒng)，上海和泰儀器有限公司;Agilent 7890A-5975C型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國(guó)安捷倫公司;Alpha M.O.S電子舌分析系統(tǒng)，Alpha M.O.S電子鼻分析系統(tǒng)，法國(guó)Alpha M.O.S公司;SPME手動(dòng)進(jìn)樣器，75 μm CAR/PDMS固相微萃取頭，美國(guó)Supelco公司;MB45型快速水分測(cè)定儀，瑞士奧豪斯儀器有限公司;Xrite-SP62型色差分析儀，美國(guó)Xrite測(cè)色公司;PRE 1 Z型咖啡豆烘焙機(jī)，德國(guó)probat儀器公司;VTA 6S3型咖啡粉碎機(jī)，德國(guó)MAHLKONING儀器公司。

1.2 ?方法

1.2.1 ?烘焙豆的制備 ? 準(zhǔn)確稱量100.00 g生咖啡豆于滾筒式咖啡烘焙機(jī)中，初始入鍋溫度為150 ℃，保持恒定火力為6.5，分別烘焙8、12、15 min得到淺度、中度、深度烘焙豆，快速冷卻至室溫。粉碎，過40目篩，色差儀測(cè)定色度值L分別為46.00、42.00、38.00。將烘焙咖啡豆置-40 ℃冰箱中保存，備用。

1.2.2 ?頂空固相微萃取法 ? 萃取頭老化：在初次使用萃取頭時(shí)，必須進(jìn)行老化。將75 μm CAR/PDMS萃取頭插入氣相色譜儀中在300 ℃老化1 h。

準(zhǔn)確稱取1.0 g咖啡樣品，加入15 mL螺口樣品瓶中，加蓋擰緊，置60 ℃集成式水浴恒溫磁力攪拌器中，平衡時(shí)間為20 min，將已活化好的SPME萃取頭插入樣品瓶，推下纖維頭，頂空吸附30 min后，插入氣相色譜進(jìn)樣口解吸3 min。

1.2.3 ?氣相色譜-質(zhì)譜分析 ? 色譜條件：分析柱使用Agilent公司的DB-Wax石英毛細(xì)管柱（30 m× ? 0.25 mm×0.25 ?m），進(jìn)樣口溫度為250 ℃，不分流進(jìn)樣，載氣為氦氣，流量為1.0 mL/min;程序升溫條件：起始溫度為40 ℃，保持2 min，以1.5 ℃ /min的速率升溫至130 ℃，然后再以4 ℃/min的速率升溫至200 ℃，保持5 min。

質(zhì)譜條件：電離方式為電子轟擊（EI）源，離子源溫度為230 ℃，四級(jí)桿溫度為150 ℃，電子能量為70 eV;質(zhì)量掃描范圍：35～350 amu。

保留指數(shù)的確定：將正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品（C7-C30）混合物在上述GC-MS條件下進(jìn)行測(cè)定，得到各正構(gòu)烷烴（C7-C30）的保留時(shí)間，用于下一步樣品中揮發(fā)性成分保留指數(shù)的計(jì)算。

化合物定性和定量：經(jīng)過計(jì)算機(jī)檢索，與NIST Library和Wiley Library進(jìn)行匹配，計(jì)算各揮發(fā)性化合物的保留指數(shù)，并與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道對(duì)比，確定最后的定性結(jié)果;化合物的相對(duì)含量以各揮發(fā)性成分的峰面積占總峰面積和的百分比表示。

1.2.4 ?咖啡提取液的制備 ? 準(zhǔn)確稱量8.25 g咖啡樣品加入250 mL圓底燒瓶中，置于恒溫加熱磁力攪拌器上，精密移取150 mL溫度為95 ℃的去離子水，加入圓底燒瓶中，在沸騰狀態(tài)下持續(xù)加熱5 min并攪拌，以充分浸提咖啡中的有效成分，晾至室溫、過濾;精密移取80 mL濾液至電子舌反應(yīng)燒杯中，備用。

1.2.5 ?電子舌分析 ? 電子舌系統(tǒng)用于采集滋味指紋圖譜數(shù)據(jù)，儀器包括7個(gè)化學(xué)傳感器（ZZ、JE、BB、CA、GA、HA、JB），因ZZ傳感器響應(yīng)值偏高，可能已損壞，因此采用除ZZ外的剩余6個(gè)傳感器用于實(shí)驗(yàn)。精確移取80 mL咖啡液于反應(yīng)杯中，數(shù)據(jù)采集時(shí)間為120 s，樣品間去離子水清洗時(shí)間為10 s。每個(gè)樣品平行測(cè)定5次，結(jié)果以平均值（x）±標(biāo)準(zhǔn)偏差（s）形式表示。

1.3 ?數(shù)據(jù)分析與處理

所有的數(shù)據(jù)分析均在軟件MATLAB R2010a平臺(tái)上運(yùn)行。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?不同地區(qū)烘焙咖啡豆揮發(fā)性成分組成分析

以臨滄地區(qū)樣品為例，不同烘焙度樣品的GC-MS總離子流色譜見圖1，藍(lán)色、綠色和紅色分別代表淺度、中度、深度烘焙樣品，在色譜峰數(shù)量和強(qiáng)度上存在差異。對(duì)云南4個(gè)地區(qū)（普洱、保山、臨滄、德宏）不同烘焙度咖啡的GC/MS數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以看出，4個(gè)地區(qū)同一烘焙度下咖啡中的揮發(fā)性物質(zhì)在種類和數(shù)量上相差不大，淺度、中度和深度烘焙樣品中鑒定出的揮發(fā)性物質(zhì)總數(shù)分別為60種、65種和67種（表1）。

咖啡樣品中每類物質(zhì)的含量以各自峰面積之和占總峰面積的百分比表示，對(duì)咖啡中揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行歸類分析發(fā)現(xiàn)，在淺度烘焙中，糠醛是普洱、臨滄、德宏樣品中含量最高的揮發(fā)性物質(zhì)，分別為（17.39±0.35）%、 （14.93±0.13）%、（12.30±0.22）%，而保山咖啡中含量最高的是甲基吡嗪，為（10.75± 0.16）%; 在中度烘焙樣品中， 糠醇在保山、 臨滄和德宏中含量最高，分別為（13.54±0.42）%、 （12.28±0.25）%和（11.89±0.10）%， 而在普洱中度咖啡中5-甲基呋喃醛含量最高， 為（14.01±0.28）%; 在普洱深度烘焙咖啡中最高含量的揮發(fā)性物質(zhì)是糠醇，為（15.22±0.96）%，而保山、臨滄、德宏深度烘焙咖啡中含量最高的揮發(fā)性物質(zhì)是吡啶，分別為（20.28±0.46）%、 （17.85±0.20）%、 （19.26±0.40）%。說明咖啡中揮發(fā)性物質(zhì)隨烘焙度增加變化較大，如普洱樣品中吡啶類物質(zhì)含量從0.53%（淺度）增加至16.34%（深度）;而呋喃類從43.28%（淺度）減少至33.25%（深度）。

由表1可以看出，深度烘焙咖啡中呋喃類物質(zhì)數(shù)量比淺度烘焙樣品多，與中度烘焙樣品相當(dāng)，如普洱咖啡中的糠醛含量由（10.44±0.08）%（中度）減少至（3.53±0.10）%（深度）， 5-甲基糠醛含量由（14.01±0.28）%（中度）減少至（2.77±0.06）%（深度）。

由表1可以看出，隨著烘焙度增加，吡嗪類物質(zhì)在數(shù)量和種類上變化不大，如圖2所示，隨著烘焙度的增加，吡嗪類物質(zhì)的含量減少，尤其是保山和德宏咖啡由淺度烘焙到中度烘焙時(shí)變化明顯，這主要是由于這2個(gè)地區(qū)淺度咖啡中的甲基-吡嗪、2，5-二甲基吡嗪和2，6-二甲基吡嗪的含量比普洱和臨滄咖啡高。

由表1可以看出，吡啶類物質(zhì)隨烘焙度增加其數(shù)量增加，而吡咯類物質(zhì)基本沒有變化;在化合物含量上，4個(gè)地區(qū)咖啡中吡啶類化合物均隨烘焙度的增加而增加，其中吡啶的增加最為明顯，如普洱樣品含量從（0.53±0.05）%（淺度烘焙）增加到（13.69±1.22）%（深度烘焙）;如圖2中所示，4個(gè)地區(qū)咖啡中的吡咯類化合物含量相當(dāng)，且隨烘焙度增加其變化不大。

由表1可以看出，4個(gè)地區(qū)咖啡中的醛類和酮類在種類上變化不大，在同一烘焙度條件下，酮類物質(zhì)含量基本相當(dāng)，并且隨著烘焙度的增加，含量在逐漸減少;而醛類物質(zhì)隨烘焙度的增加其含量并沒減少，在深度烘焙樣品中反而最大，主要是由于4-甲基苯甲醛在深度烘焙咖啡中的含量較高。

如圖2所示，4個(gè)地區(qū)的深度烘焙咖啡中酚類物質(zhì)含量明顯增加，相比于淺度和中度咖啡，酚類物質(zhì)對(duì)深度烘焙咖啡的香氣影響較大。除德宏地區(qū)咖啡外，其它地區(qū)咖啡均隨烘焙度的增加，酸類物質(zhì)含量減少。

從GC-MS結(jié)果來看，并沒有檢測(cè)出2-糠基硫醇，而且4個(gè)地區(qū)硫化物的含量相差不大。

2.2 ?不同地區(qū)烘焙咖啡豆各類揮發(fā)性物質(zhì)組成的主成分分析

4個(gè)地區(qū)不同烘焙度咖啡中的各類揮發(fā)性成分主成分分析見圖3。由圖3可知，前2個(gè)主成分（PC）的方差貢獻(xiàn)率為95.9%，基本包含了揮發(fā)性物質(zhì)的主要信息，其中PC1和PC2的貢獻(xiàn)率分別為65.0%和30.9%。在PC1方向上除4個(gè)地區(qū)深度烘焙咖啡得分為正，其余均為負(fù)，PC1方向上投影深度烘焙（圓形）和中度烘焙（方形）、淺度烘焙（三角形）分界明顯，而中度烘焙樣品和淺度烘焙樣品有部分重疊;在PC2方向上，4個(gè)地區(qū)的淺度烘焙咖啡區(qū)分明顯，深度烘焙中普洱同另外3個(gè)地區(qū)區(qū)分明顯，而4個(gè)地區(qū)中度烘焙區(qū)分不明顯。

2.3 ?不同地區(qū)咖啡中特征香氣物質(zhì)的主成分分析

國(guó)外對(duì)咖啡中關(guān)鍵香氣物質(zhì)進(jìn)行了較多的研究，根據(jù)GC-MS檢測(cè)到的揮發(fā)性物質(zhì)選擇其中的21種作為判斷指標(biāo)。

為了更進(jìn)一步明晰香氣物質(zhì)對(duì)不同地區(qū)烘焙咖啡的影響，以表2中的21香氣成分進(jìn)行主成分分析，從圖4可知，前2個(gè)PC的方差貢獻(xiàn)率為86.90%，其中PC1為74.80%，PC2為12.10%。在PC1方向上，4個(gè)地區(qū)不同烘焙度咖啡得分均為正，其中深度烘焙和淺度、中度分界明顯，而中度和淺度有部分重疊;在PC2方向上，除淺度烘焙咖啡得分為負(fù)，其余均為正，3種不同烘焙度咖啡區(qū)分明顯，尤其是深度烘焙和淺度、中度咖啡。說明4個(gè)地區(qū)同一烘焙度咖啡基本能保持較好的相關(guān)性，而不同烘焙度咖啡區(qū)分程度較為明顯，較深度烘焙咖啡而言，淺度烘焙咖啡和中度烘焙咖啡相關(guān)性較好，此結(jié)果與圖3結(jié)果一致。

2.4 ?電子舌分析

電子舌的6個(gè)傳感器（JE、BB、CA、GA、HA和JB）的特征響應(yīng)值對(duì)比見圖5。由圖5可知，所有咖啡樣品的傳感器CA響應(yīng)值最大，對(duì)于3種烘焙度咖啡，順序均為：德宏>臨滄>保山>普洱，同一地區(qū)的3種烘焙度咖啡的CA傳感器響應(yīng)值差異不大;響應(yīng)值處于中間水平的傳感器為：HA、JE、JB，其中HA響應(yīng)值最大，對(duì)于淺度和中度烘焙咖啡響應(yīng)值JB>JE，而深度烘焙咖啡JE>JB。3種烘焙度咖啡中，普洱咖啡的HA響應(yīng)值較小，臨滄咖啡響應(yīng)值最大;JE傳感器，3種烘焙度咖啡的響應(yīng)值依然是普洱咖啡最小，而且普洱中度咖啡的響應(yīng)值要小于淺度烘焙咖啡，JB傳感器對(duì)于4個(gè)地區(qū)3種烘焙度咖啡的響應(yīng)值差異較小;傳感器BB和GA響應(yīng)值最小，對(duì)于GA傳感器，3種烘焙咖啡的響應(yīng)值差異較小，而BB傳感器變化較大，淺度和中度烘焙咖啡響應(yīng)值較大的為普洱咖啡，深度烘焙為德宏咖啡。

咖啡樣品的電子舌指紋數(shù)據(jù)的主成分分析投影見圖6。由圖6可知，PC1和PC2的總方差貢獻(xiàn)率為98.99%，其中PC1占96.82%，PC2占2.17%，總和大于85%表明前2個(gè)PC能夠解釋數(shù)據(jù)集的總方差。由圖6-A可看出，在PC1方向上，普洱、保山以及臨滄淺度樣品得分全部為負(fù)，而德宏和臨滄中度和深度咖啡得分為正;PC2方向上，4個(gè)地區(qū)同一烘焙度樣品相互重疊;在PC1-PC2二維投影上，4個(gè)地區(qū)咖啡基本能夠區(qū)分開，尤其是普洱咖啡和德宏咖啡，而保山咖啡和臨滄咖啡相距較近。4個(gè)地區(qū)深度烘焙咖啡均和淺度、中度咖啡區(qū)分明顯，而淺度和中度咖啡相距較近，其中德宏淺度和中度咖啡相距最近，保山淺度、中度樣品和臨滄淺度、中度樣品基本處于原點(diǎn)附近，區(qū)分度不大。由圖6-B可看出，在PC1負(fù)方向上與載荷BB和JB相關(guān)，正方向上與剩余4個(gè)傳感器相關(guān);在PC2負(fù)方向上與JB和CA傳感器相關(guān)，正方向上剩余4個(gè)傳感器相關(guān)，傳感器BB、GA、JE和HA均與4個(gè)地區(qū)深度烘焙咖啡相關(guān)性較好，尤其是JE傳感器與德宏、臨滄深度咖啡相關(guān)性較大，而JB傳感器與普洱和保山淺度咖啡相關(guān)性較好。通過電子舌系統(tǒng)結(jié)合PCA分析，可從定性角度對(duì)不同地區(qū)烘焙咖啡豆進(jìn)行區(qū)分。

3 ?討論與結(jié)論

咖啡的特征香氣是由不同種類、濃度的揮發(fā)性物質(zhì)決定，對(duì)阿拉比卡烘焙咖啡的香氣起主要貢獻(xiàn)的化合物為極性物質(zhì)[13]。隨著烘焙度的增加，咖啡中的化學(xué)組分由于烘焙發(fā)生一系列反應(yīng)如美拉德和焦糖化反應(yīng)等[3]，導(dǎo)致咖啡中揮發(fā)性物質(zhì)在種類和含量上發(fā)生變化。

呋喃類化合物是咖啡揮發(fā)性物質(zhì)中含量相對(duì)較高的一類物質(zhì)，主要表現(xiàn)為燒焦味和焦糖化味[14]，其產(chǎn)生主要是由于糖類和氨基酸在高溫下發(fā)生反應(yīng)[15]，由于生咖啡豆中含有較高的糖類和氨基酸，所以產(chǎn)生的呋喃類物質(zhì)含量較高。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，深度烘焙咖啡中呋喃類物質(zhì)數(shù)量比淺度烘焙樣品多，與中度烘焙樣品相當(dāng)，與Shibamoto等[16]報(bào)道一致，咖啡中糠醛含量隨烘焙度的增加而降低，可能是由于發(fā)生了分解反應(yīng)或聚合反應(yīng)[17-18]。

吡嗪類作為烘焙咖啡中第二大類的揮發(fā)性物質(zhì)，主要表現(xiàn)為燒烤味和泥土味[19]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著烘焙度增加，吡嗪類物質(zhì)在數(shù)量和種類上變化不大。吡啶類和吡咯類化合物主要表現(xiàn)為煙熏味和燒焦味，但是由于這些化合物閾值較高，因而其對(duì)咖啡的香氣貢獻(xiàn)較小[20]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，4個(gè)地區(qū)咖啡中吡啶類化合物均隨烘焙度的增加而增加，與Shibamoto等[16]報(bào)道一致。醛類和酮類化合物通常在中度烘焙時(shí)具有較高的含量，而在深度烘焙由于發(fā)生降解反應(yīng)含量會(huì)出現(xiàn)略微減少[21]，其中醛類和2，3-戊二酮是貢獻(xiàn)咖啡奶油風(fēng)味的關(guān)鍵香氣物質(zhì)。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，4個(gè)地區(qū)咖啡中的醛類和酮類在種類上變化不大。

酚類作為咖啡中一類揮發(fā)性物質(zhì)，主要是由于奎尼酸部分基團(tuán)降解形成的[19]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，4個(gè)地區(qū)的深度烘焙咖啡中酚類物質(zhì)含量明顯增加，主要是由于愈創(chuàng)木酚、苯酚和4-乙基-2-甲氧基苯酚含量增幅較大，其中愈創(chuàng)木酚和4-乙基-2-甲氧基苯酚對(duì)香氣貢獻(xiàn)較大，尤其是愈創(chuàng)木酚被視為咖啡中的一種關(guān)鍵香氣物質(zhì)[22]。羧酸類物質(zhì)如乙酸、丙酸和3-甲基丁酸主要影響咖啡的酸味[19]，本研究發(fā)現(xiàn)，酸類物質(zhì)對(duì)淺度烘焙樣品影響較大。

含硫揮發(fā)物作為咖啡中一種重要的香氣物質(zhì)主要影響咖啡的烘焙味[23]，由于這類化合物具有較低的閃點(diǎn)和易氧化等特性，所以通常以微量形式存在于咖啡中（不足總揮發(fā)性物質(zhì)的0.01%），但是在新鮮烘焙咖啡中發(fā)揮著重要的作用[13]，其中，2-糠基硫醇由于其較低的閾值，為0.05 ppb（空氣），因而對(duì)咖啡香氣貢獻(xiàn)較大。4個(gè)地區(qū)硫化物的含量相差不大，未檢測(cè)出2-糠基硫醇。呋喃酮類也對(duì)咖啡香氣貢獻(xiàn)較大，而2，5-二甲基-4-羥基-3（2H）-呋喃酮是最為常見的關(guān)鍵香氣化合物[24]。

依據(jù)載荷圖可尋找對(duì)4個(gè)地區(qū)不同烘焙度咖啡香氣貢獻(xiàn)較大的各類揮發(fā)性物質(zhì)，吡嗪類可以作為區(qū)分保山淺度和德宏淺度的判斷指標(biāo)，酸類和呋喃酮類和臨滄淺度咖啡相關(guān)性較高，可以作為其判斷指標(biāo)，而普洱淺度烘焙咖啡和酮類以及呋喃類相關(guān)性較高;4個(gè)地區(qū)中度烘焙咖啡基本保持一致，其相關(guān)性揮發(fā)性物質(zhì)為呋喃類;深度烘焙咖啡中，保山、臨滄、德宏相接近，其相關(guān)性較高的揮發(fā)性物質(zhì)主要是酚類、吡啶類以及硫化物，而同普洱深度烘焙咖啡相關(guān)性較高的揮發(fā)性物質(zhì)是吡咯類，上述幾類揮發(fā)性物質(zhì)基本上可作為區(qū)分不同地區(qū)、不同烘焙度咖啡豆的鑒別依據(jù)。

目前，咖啡中被檢測(cè)出的揮發(fā)性成分已超過800種，然而揮發(fā)性只是一種物質(zhì)對(duì)咖啡香氣有貢獻(xiàn)最基本的要求[25]，并不是所有的揮發(fā)性成分都是香氣物質(zhì)，作為咖啡中的香氣物質(zhì)必須在空氣中超過一定濃度，同時(shí)與鼻腔內(nèi)的受體發(fā)生反應(yīng)才能被感受到，如具有青草燒焦味的高含量甲基吡嗪由于具有較高的閾值，因此其對(duì)咖啡整體香氣貢獻(xiàn)相當(dāng)有限[26]。另外，糠醇以及吡啶等高百分比的揮發(fā)性物質(zhì)也檢測(cè)出其對(duì)咖啡的香氣有較小的影響，而一些百分含量較低的揮發(fā)性物質(zhì)如4-乙基-甲氧基酚和2，5-二甲基-4-羥基-3（2H）呋喃酮卻對(duì)咖啡的香氣有較大的影響[27]。本研究根據(jù)GC-MS檢測(cè)到的揮發(fā)性物質(zhì)選擇其中的21種作為判斷指標(biāo)。通過對(duì)歸類揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行PCA分析發(fā)現(xiàn)，揮發(fā)性物質(zhì)可以作為區(qū)分4個(gè)地區(qū)不同烘焙咖啡的判斷指標(biāo)，吡嗪類同保山和德宏淺度樣品相關(guān)性較好，酸類、呋喃酮類和臨滄淺度樣品相關(guān)性較高，而普洱淺度樣品與酮類以及呋喃類相關(guān)性較高;4個(gè)地區(qū)中度烘焙咖啡基本保持一致，同呋喃類相關(guān)性較好;保山、臨滄、德宏深度咖啡較接近，相關(guān)性較高的主要是酚類、吡啶類以及硫化物，普洱深度咖啡相關(guān)性較高的是吡咯類。而對(duì)主要香氣物質(zhì)的PCA分析結(jié)果與以上結(jié)果存在差異，主要是由于咖啡特征香氣的產(chǎn)生是由少數(shù)致香物質(zhì)導(dǎo)致的，并且隨著烘焙度的增加，4個(gè)地區(qū)同一烘焙度咖啡的香氣差異也在增加。

電子舌是模仿人體味覺機(jī)理的一種現(xiàn)代分析儀器，由味覺傳感器陣列獲取待測(cè)樣品液的信息，通過多元數(shù)據(jù)分析方法對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的分析。電子舌并不能從微觀上對(duì)樣品的微觀組分進(jìn)行分析，而是反映了樣品的整體風(fēng)味特征，具有客觀、快速、準(zhǔn)確、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)[28]，通過電子舌實(shí)驗(yàn)，能夠進(jìn)一步明晰4個(gè)地區(qū)烘焙咖啡間的差異。根據(jù)電子舌實(shí)驗(yàn)的PCA結(jié)果可以看出，4個(gè)地區(qū)的烘焙咖啡區(qū)分度較好，尤其是普洱和德宏咖啡區(qū)分度明顯，而保山和臨滄咖啡相距較近;對(duì)于同一烘焙度咖啡而言，4個(gè)地區(qū)深度咖啡均與淺度和中度咖啡區(qū)分明顯，而中度和淺度相距較近，其中德宏淺度和中度咖啡差異最小，而保山淺度、中度咖啡和臨滄淺度、中度咖啡差異也較小。

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