本文翻自Current Research in Food Science Volume 5, 2022, Pages1205-1215的《Characterization of sensory properties of Yunnan coffee》。
为更好地接近科学，科普更多咖啡知识并节省大家的时间，我们将对咖啡相关学术论文分享进行革新，精简论文内容，提炼出最核心的部分供大家阅读。
云南省是中国主要的咖啡种植区，云南出产的咖啡豆约占全国咖啡总产量的99%。到目前为止，云南咖啡的感官特性尚未进行描述性分析。
在本文的研究中，我们选择了 25 个具有代表性的咖啡豆样品，这些样品来自云南不同产区，且经过了不同程度的烘焙。结果共有57个感官描述符与样本相关联，并得出了一个总结感官特征的感官轮。
此外，为了区分云南咖啡的主要属性，我们分析了主要成分，并探讨了咖啡豆的来源和烘焙程度与云南咖啡的整体感官特征之间的关系。我们的研究结果表明，种植面积会影响“辛味”、“烘焙”、“甜度”和“化学味/陈腐味”等方面，而“口感”和“烘焙”以及“酸度”会受烘焙程度的影响。
咖啡品质，感官分析，感官轮，云南
咖啡是全世界最受欢迎的饮料之一。据估计，人们每天消费超过 20 亿杯咖啡。随着咖啡生产需求的不断增加，目前，全球有 80 多个国家种植咖啡树，咖啡产业极大程度塑造了主要咖啡生产国的农业经济。虽然美国和欧洲这样的西方国家仍然占领着咖啡的主体市场（分别占世界消费量的约 20% 和 30%），但像中国这种咖啡新兴市场正在迅速崛起。
例如，在中国，特别是在城市，咖啡消费量以每年 20% 的速度不断增长。而且由于中国人越来越喜欢咖啡，预计这增长趋势将持续下去。考虑到咖啡经济的巨大潜力，中国咖啡产业正在快速发展。
人们认为云南是种植阿拉比卡咖啡（Arabica）的理想地区，阿拉比卡咖啡是全球咖啡种植的主要品种。云南的气候与巴西、埃塞俄比亚等其他咖啡主产国相似，日照和雨量充足，昼夜温差较大。年平均降雨量700～1800毫米，平均气温15～25℃。这种适于种植咖啡的气候条件使云南成为中国最大的咖啡产区，占全国咖啡总产量的99%。 2019年云南咖啡总种植面积11.8万公顷，每年生产约 13.9 吨生咖啡豆，占全球咖啡总产量的 1.5%（排名第 13位）。
在云南，12个市（或自治州）的44个县（区）进行了咖啡规模化种植，其中保山、德宏、普洱是主要种植区。在这些地方，超过 100 万咖啡农每年生产的总市场价值约为 2.6 亿元人民币（约 3860 万美元），预计未来这一数字将持续增长。云南的主要咖啡品种是“Caturra”和“Timor”的杂交品种“Catimor 7963”，占总种植量的90%。
还有“Sarchimor”、“Typica”、“Bourbon”和“S288”品种，但种植面积要小得多。众所周知，对于大多数咖啡品种来说，栽培条件不同，它们表现出的特征也不同。因此，虽然这些品种在其他国家也被广泛用于生产咖啡豆，但云南咖啡的感官特性仍值得研究。
对于咖啡来说，它的感官特性极其复杂，人们认为感官特性包括香气、味道、质地和口感。这些特性主要是在烘焙过程中通过一系列美拉德反应、焦糖化和其他涉及生咖啡豆中存在的香气前体的热反应建立的。
大量先前的研究表明，烘焙程度在很大程度上影响了咖啡豆中风味化合物的组成，因此极大地影响了咖啡的质量。除了烘焙程度，咖啡的感官特性也受到冲煮方式的影响，许多环境因素，如地理起源、气候、海拔和气温升高、遮荫、养分或肥料等也会对咖啡感官产生影响。
为了表征某种食品的感官质量，通常采用描述性感官分析。该分析总结了食品的感官属性，从而促进了不同来源食品之间的系统比较。
在典型的描述性感官分析中，首次创造了一系列描述性的词汇，以将感官的复杂性分解为单个成分（即感官属性）。随后，使用代表规模阈值的定义产品规模化属性，并将规模化的感官词汇进一步可视化为感官轮，在这之中将感官属性分类并分层排列。迄今为止，尚未对云南咖啡进行系统的描述性感官分析，因此云南咖啡生产商与咖啡市场之间的沟通因缺乏此类分析而受到损害。
在这项研究中，我们的主要目的是探索由云南畅销咖啡豆制作的咖啡感官属性，了解这些感官属性与咖啡豆的特定地理区域和烘焙程度的关系。据我们所知，这是对云南咖啡进行的第一次描述性感官分析。
以前的研究对咖啡进行了广泛的感官分析，包括冲煮（过滤）咖啡、速溶咖啡和浓缩咖啡或浓缩咖啡。然而，尚未对中国的咖啡样品进行此类尝试。在这项研究中，我们对 25 种云南咖啡进行了描述性感官分析。
首先，我们确定了 66 个描述符，其中 57 个用于开发感官轮，描述出云南咖啡的整体感官特征。鉴于云南咖啡在市场上仍处于次要地位，其感官特性不太可能与其他县的咖啡有明显不同，在这项研究中，我们没有重新创造大量原始词汇；相反，我们利用了全面的参考词汇，该类词汇创自不同主要咖啡种植国的 100 多种不同咖啡样品，并且通过添加来自许多其他咖啡感官研究的描述符进一步扩展了该类词汇。考虑到我们的小组成员不是专业人士，使用这个精心构建且全面的词汇可以更有效、更准确地评估云南咖啡豆。
图2 感官轮有57个术语，描述25个云南咖啡样品的感官属性
在已有描述符集中，有“谷物/坚果”、“果味”和“花香/植物”三大类描述符（表2、图2），并且发现这些描述符与愉悦感呈正相关。鉴于阿拉比卡咖啡是云南的主要品种，我们的感官轮与其他国家生产的流行咖啡豆的感官轮毫不相似，而这种结果在云南咖啡豆的杯测中也有所体现。
就与其他豆类感官轮相比的差异而言，我们的感官轮缺少“果味”描述符（如苹果、桃子和梨），而像“橡胶”和“石油”这样的负面描述符没有出现，说明云南咖啡的感官特征与其他豆类的感官特征是趋于相似的，平均质量较高（图2）。
我们推测云南咖啡与其他咖啡的感官品质差异源于以下原因。一般来说，海拔是一种环境因素，通常与咖啡质量和价格呈正相关。
本研究纳入的四个咖啡产区海拔高度范围为700-1700米，与巴西咖啡产区的海拔范围相似，但低于埃塞俄比亚的海拔。
伯特兰等人得出结论，海拔对种子发育期间的平均气温产生积极影响，他们还得出结论，凉爽的气候会让咖啡质量更好。因此，云南温和的年气温可能对确定感官特征起主要作用。
图3 PCA图显示了39个“风味”属性 [(a) 和 (b)]、11 个“味道”属性 [(c) 和 (d)] 和 7 个“其他”属性 [(e) 和 (f) 的位置)]和20个云南咖啡样品（标签见表1）。在（a）、（c）和（d）中，咖啡样品根据种植面积进行分组，在（b）、（d）和（e）中，咖啡样品根据种植面积进行分组、烘焙
此外，农业实践也与咖啡质量有关，例如种植和收获方式。在云南大部分咖啡农场，生产仍处于小规模生产状态，种植不规范，导致土壤肥力差异较大。上述原因也可以解释云南不同地区豆类的感官差异（图3、图4），特别是保山，它的平均海拔在四个地区中最高，降雨量低于其他三个地区。
图4 蜘蛛图显示了与不同地区(a)和不同烘焙程度(b)生产的咖啡样品相关的感官轮中 11 二级描述符的平均分数。这些字母代表通过方差分析定义的统计分组，然后是 Tukey 的事后检验。显著不同 ( p < 0.05) 的样本用不同的字母表示Light 轻度烘焙 Medium 中度烘焙 Dark 重度烘焙
咖啡杯的质量不仅取决于生豆，还受到商业加工步骤的显着影响，例如烘焙、研磨和冲煮。大量研究表明，在这些步骤中，烘焙对咖啡香气和味道的影响最大。在烘焙过程中，温度升高到 180-240 °C 持续 8-15 分钟。
在这样的极端条件下，咖啡会发生大量复杂的化学反应，如美拉德反应；Strecker 退化；硫氨基酸、羟基氨基酸、脯氨酸和氢脯氨酸分解；葫芦巴碱、奎宁酸部分、色素和脂质的降解。数百种与咖啡感官特性相关的物质直接从这些反应中或通过中间产物之间的相互作用形成或释放。
Bhumiratana 等人之前的一项研究发现，轻度烘焙的咖啡通常比中度或深度烘焙的咖啡更甜，而深度烘焙有利于形成咖啡的特有属性。
在这项研究中，我们发现了类似的趋势，轻度烘焙的咖啡豆“酸度”的得分显着降低，而中度和深度烘焙的“口感”和“烘焙”组描述符得分显着更高（图4b）。这种感官差异很可能是因为过度烘焙导致挥发性物质浓度发生某些变化，而挥发性物质是杯测质量的主要决定因素。
我们研究的一个弱点是我们只使用了市面上销售的咖啡豆。一方面，我们无法获得确切的咖啡品种信息，另一方面，不同的加工标准可能会导致最终杯测质量的变化。
例如，有三种主要的生咖啡豆加工技术——日晒法、水洗法和半水洗法。先前的研究发现，日晒法可以使咖啡有更浓郁的药用（发酵）风味，而水洗法可以增加酸度和香气的丰富度。此外，虽然我们使用的初始词汇质量很高，但翻译版本的不同可能会给我们的分析带来不准确之处。据报道，感官描述受文化和语言的影响，因此在比较云南咖啡与其他使用感官轮的咖啡样本时应谨慎解释。
目前的工作可以通过多种方式进行扩展。例如，对云南咖啡豆化学成分的详细分析会让我们更客观地评估感官特性。
最近，巴博萨等人分析了 66 个绿色阿拉比卡咖啡豆样品的成分与其冲泡的感官品质之间的相关性；他们发现咖啡因、蛋白质、绿原酸的含量生咖啡豆中的总可滴定酸度与咖啡质量呈负相关，而高比例的蔗糖/总可滴定酸度和咖啡醇/咖啡醇与更高质量的咖啡冲煮有关。
这样的化学结果体现并改善了云南咖啡豆的整体质量。此外，咖啡摄入量对健康的影响与咖啡质量有关。值得注意的是，许多生物活性化合物，如咖啡因、绿原酸及其衍生物、葫芦巴碱、烟酸、5-羟甲基糠醛、可可碱和茶碱与多种重要的生物活性有关，包括抗氧化活性、抗癌活性和抗诱变活性。
因此，为了全面表征云南咖啡的质量，在未来的化学分析中也考虑到这些生物活性化合物是很重要的。
联系客服
