近日，中國熱科院香飲所加工與工程技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)在探究不同釀酒酵母發(fā)酵對(duì)咖啡非揮發(fā)性化合物和感官輪廓的影響方面取得新進(jìn)展。該研究結(jié)合廣泛靶向代謝組學(xué)與感官評(píng)價(jià)技術(shù)，系統(tǒng)揭示了不同酵母菌株發(fā)酵對(duì)海南羅布斯塔咖啡非揮發(fā)性代謝物譜和感官品質(zhì)的調(diào)控規(guī)律。

 

　　咖啡是我國重要的特色熱帶飲料作物，其發(fā)酵過程對(duì)提升咖啡風(fēng)味化合物的多樣性至關(guān)重要。傳統(tǒng)自然發(fā)酵存在風(fēng)味不穩(wěn)定、品質(zhì)可控性低等問題，而酵母接種發(fā)酵雖能改善咖啡風(fēng)味，但不同菌株對(duì)非揮發(fā)性化合物（如有機(jī)酸、酚酸、黃酮類）的代謝調(diào)控機(jī)制尚不明確，限制了風(fēng)味定向優(yōu)化技術(shù)的開發(fā)。篩選能夠產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)風(fēng)味化合物的發(fā)酵菌株和優(yōu)化發(fā)酵工藝用于改善咖啡風(fēng)味品質(zhì)的研究一直咖啡產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)?，F(xiàn)有的相關(guān)性研究多通過感官評(píng)價(jià)、氣質(zhì)聯(lián)用等方法，比較單一發(fā)酵或混合發(fā)酵對(duì)咖啡香氣化合物的影響，但未對(duì)不同釀酒酵母菌株發(fā)酵海南羅布斯塔咖啡中的非揮發(fā)性代謝物（滋味化合物）進(jìn)行系統(tǒng)性評(píng)估。

 

　　因此，本研究以海南羅布斯塔咖啡為對(duì)象，系統(tǒng)探究了四種單一酵母菌株（HK、JK、GK、ZK）、混合酵母（MK）及自然發(fā)酵（CK）對(duì)咖啡代謝物組成與感官屬性的影響，并闡明了差異代謝物與感官屬性的相關(guān)性。結(jié)果顯示，從6種發(fā)酵咖啡中共鑒定出805種非揮發(fā)性化合物，篩選出127種關(guān)鍵差異代謝物，包括有機(jī)酸、酚類酸、黃酮類和生物堿等。GK菌株發(fā)酵使咖啡液顏色顯著變化，并提升了口感、余味和平衡度三項(xiàng)杯測(cè)評(píng)分。所有酵母發(fā)酵均顯著增加了木犀草素（5,7,3',4'-四羥基黃酮）的含量，其中HK處理組含量提升1147倍，該物質(zhì)具有抗氧化與抗糖尿病潛力。此外，五羥基黃酮、原兒茶醛、5-苯基戊酸及柚皮素*（5,7,4'-三羥基黃烷酮）被確定為影響平衡感官屬性的關(guān)鍵代謝物。僅HK菌株降低木脂素與香豆素含量，而GK處理顯著增加萜烯及有機(jī)酸（如D-葡萄糖酸-1,5-內(nèi)酯），并通過下調(diào)苦味前體（如5-苯基戊酸）降低咖啡澀感。KEGG富集分析表明，黃酮與黃酮醇生物合成途徑是酵母調(diào)控的關(guān)鍵通路，菌株的差異影響糖苷水解與酚酸轉(zhuǎn)化效率，進(jìn)而改變風(fēng)味輪廓。研究成果為定向選育發(fā)酵菌株、開發(fā)高品質(zhì)咖啡產(chǎn)品提供了理論依據(jù)。

 

　　相關(guān)研究成果以“evaluation of the effects of Saccharomyces cerevisiae fermentation on the non-volatile compounds in semi-dry coffee beans using widely targeted metabolomics analysis”為題發(fā)表于《Food Chemistry: X》。中國熱科院香飲所于鑫欣助理研究員、寧夏大學(xué)聯(lián)培碩士研究生黃梅與云南省農(nóng)科院熱經(jīng)所付興飛助理研究員為共同第一作者，香飲所董文江研究員為該論文通訊作者。該研究依托海南省特色熱帶作物適宜性加工與品質(zhì)控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，得到云南省重大科技計(jì)劃項(xiàng)目、中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)、農(nóng)業(yè)技術(shù)示范與服務(wù)支持等項(xiàng)目的資助。

 

　　論文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.fochx.2025.102781