不同窨制工艺对茉莉咖啡风味品质的影响

刘帅民1,2,3,黄冠儒1,陈赶林1,黄秋岚1,赵媛1,田程飘1,岑庆静1,任二芳1,2,3*

1(广西壮族自治区亚热带作物研究所,广西 南宁,530001)

2(广西亚热带水果加工技术创新中心,广西 南宁,530001)

3(农业农村部亚热带果品蔬菜质量安全控制重点实验室,广西 南宁,530001)

摘 要 茉莉花窨制是传统花茶提升风味的关键工艺。该研究将茉莉花窨制技术创新应用于咖啡增香,采用传统窨制与湿坯连窨2种工艺对烘焙咖啡豆进行处理,并结合生理生化分析、感官评价及电子感官技术,系统探究不同窨制方式对茉莉咖啡风味品质的影响。结果表明,2种窨制方式对茉莉咖啡可溶性固形物都有显著降低效果,并且湿坯连窨也能在一定程度上降低pH,但对总可溶性固形物、总可滴定酸影响均不显著。进一步对有机酸和生物碱分析发现,除奎宁酸外,湿坯连窨显著降低了琥珀酸含量,传统窨制显著降低了苹果酸含量,其余有机酸含量在2种窨制工艺处理后均显著提高,此外湿坯连窨显著提高了咖啡因含量,传统窨制显著降低了咖啡因含量,但均对葫芦巴碱无显著影响。感官评价结果显示,传统窨制最终得分80.17分,湿坯连窨81.00分,茉莉花窨制赋予了咖啡独特的茉莉香气,风味描述为具有茉莉花、绿茶风味。进一步通过电子鼻、电子舌分析发现,2种窨制工艺与对照组香气轮廓存在重叠,并未造成咖啡特征香气损失,并且不同窨制工艺均能改变咖啡滋味属性。综上可得,茉莉花窨制工艺能正向提升咖啡风味品质。

关键词 茉莉窨制;咖啡;理化特征;风味品质;电子感官

咖啡在世界饮品消费中历史悠久,目前已成为全球最广泛消费的饮料之一[1]。伴随世界产能和消费水平的提高,咖啡的饮用和销量呈持续上升趋势[2]。咖啡由于富含有机酸[3]、生物碱[4]等生物活性成分,具有抗菌抗炎、激发脂肪分解和保护神经等功效[1, 3-4]。除此之外,咖啡风味也是吸引消费者喜爱的主要原因,咖啡风味主要指咖啡在口腔和鼻腔中产生的综合感官体验,由味道、香气、口感和余韵共同构成[5-7]。咖啡主要通过烘焙过程形成其特有风味,咖啡生豆在高温的作用下会发生美拉德、焦糖化及其他一系列热反应,使得蛋白质、氨基酸、脂肪、单糖和脂肪酸等风味前体物质转化成挥发性化合物,形成其特有风味[8-9]。除烘焙外,咖啡豆也可以通过品种、产地、海拔、粗加工方式等差异进行合理拼配,使其香气成分及营养成分优势互补,提升其品质[8]。目前各种风味咖啡发展呈现出多元化方向,单一的咖啡豆拼配、烘焙等工艺区分已无法满足人们对新奇口味的探索,学者为丰富咖啡风味,开展了不同方式探索[2, 10]。刘秦明等[10]将咖啡生豆复水、灭菌后接种Kluyveromyces marxianus与玫瑰花共同发酵,赋予了咖啡独特的花香。赵林芬等[11]利用酿酒酵母在低温厌氧条件下发酵咖啡鲜果,通过添加香草、肉桂、热带水果和蜂蜜等原料辅助发酵,提升了咖啡豆甜度,并赋予咖啡豆水果的香气。

茉莉花是传统窨制花茶过程中使用最频繁的鲜花原料,约占花茶总量的90%[12]。窨制是利用茶叶烘干过程形成的结构孔隙,通过将茉莉花与具有吸附特性的茶叶拌合,让茉莉花释放的香气被茶坯充分吸附,从而让茶坯也具有茉莉花特有的风味[13-14]。传统窨制时常采用“三窨一提”的技术流程,但传统茉莉花窨制加工劳动强度大、环境温度高,造成的茉莉花茶香气过于浓厚、茶汤过于浓醇[15]。近年来,研究人员对不同窨制工艺研究发现:当湿坯连窨配花量为90%左右时,其主香组分、调香组分和微量组分与传统窨制(配花量为115%)相比没有显著差异,表明湿坯连窨可以节省茉莉花用量[12, 15]。另外有研究发现湿坯连窨吸香量显著高于传统窨制,能达到提香节花的目的,因此除传统窨制外,湿坯连窨工艺在应用上也得到普及[15-16]。2种窨制工艺最常采用绿茶作为茶坯,除此之外,在其他种类茉莉花茶,如茉莉花红茶、茉莉花白茶、茉莉花乌龙茶等中也得到广泛应用[13, 15]。但将茉莉窨制工艺应用到咖啡烘焙豆提升风味的研究至今未见报道,咖啡生豆在烘焙过程中气体加热膨胀,使烘焙后咖啡豆质地变得蓬松像茶叶一样具备吸附基础[17-18],因此可以利用这一基础开发一种茉莉风味咖啡。

本研究以茉莉花和烘焙咖啡豆为研究对象,利用咖啡豆烘焙后吸附能力,采取传统窨制和湿坯连窨2种不同窨制方式,让咖啡豆充分吸收茉莉花盛开期间的香气成分,制备含有独特香气特征的茉莉咖啡。并对咖啡提取液理化特征、生物活性成分、感官评价进行分析,结合电子鼻及电子舌的电子感官技术,共同验证2种窨制方式对茉莉咖啡风味变化的影响,对茉莉咖啡品质进行综合评估,以期为今后工业化生产茉莉咖啡品质控制提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

咖啡豆,卡蒂姆(Caturra×Timor)品种,采自东兴施马咖啡种植基地,广西东兴市东兴镇江那村;茉莉鲜花为双瓣茉莉,购自广西南宁市横州市茉莉花交易市场,于窨制当天下午适时采摘运至广西亚热带作物研究所8号实验楼养护备用;苹果酸、乙酸、柠檬酸、草酸、酒石酸、咖啡因、葫芦巴碱等标准品,上海源叶生物科技有限公司;NaOH、KCl、AgCl、酒石酸等化学试剂,南宁市茵兴科技产品有限公司。

1.2 仪器与设备

6NF系列咖啡脱壳机,山东精良海纬机械有限公司;RoastSee C1咖啡烘焙色度仪,东莞市终点线精密机电有限公司;Waters E2695液相色谱仪,美国沃特世公司;R500F型咖啡烘焙机,北京三豆客科技有限公司;6CHT-60型茶叶烘焙提香机,南宁市创宇茶叶机械有限公司;HB64咖啡研磨机,温州梦享家餐饮设备有限公司;PEN3型电子鼻,德国AIRSENSE公司;SA-402B味觉分析系统(电子舌),日本INSENT公司。

1.3 实验方法

1.3.1 原材料处理

选择颜色、大小一致,处于最佳成熟期的咖啡鲜果采摘后迅速运回实验室,参照MARIE等[19]的方法,采用传统湿法加工:将咖啡鲜果倒入脱壳机去皮、之后将去皮鲜果置于室温下泡水发酵2~3 d后脱除果胶,脱胶后咖啡生豆清洗干净晒干(水分含量控制在10%~12%)备用。根据中度烘焙豆在香气和口感上相对丰富的优势,本研究采用中度烘焙进行处理[11]。排除瑕疵豆和其他杂质后准确称取咖啡豆300 g,置于烘焙机中烘焙,加豆回温为125 ℃,之后以6 ℃/min升温,10 min后温度达到190 ℃后恒温烘焙,当咖啡豆烘焙产生连续爆破音后10 s迅速出豆冷却。冷却后的咖啡豆采用焦糖化测定器测定焦糖化值,焦糖化数值显示为59.53±1,符合精品咖啡协会(Specialty Coffee Association, SCA)对中度烘焙的要求[7, 18],烘焙后咖啡豆装入配备单向透气阀的袋子贮藏备用。

1.3.2 窨制工艺

传统窨制工艺:选用上述烘焙咖啡豆,经贮藏待含水率降至6.5%备用,随机分成3组后窨制。茉莉花经养护后虎爪状花蕾占比90%。咖啡豆配花量分别为:一窨40%、二窨35%、三窨30%、提花10%,配花总量115%。其中,一窨10 h后,咖啡豆95~100 ℃热风干燥烘干,间隔10 h进行二窨。二窨起花后咖啡豆采用上述干燥条件进行二次烘干,冷却后咖啡豆按照上述步骤进行三窨,完成后进行提花。提花后控制成品咖啡豆含水率7.8%左右。

湿坯连窨工艺:选用上述含水率为10%左右的烘焙咖啡豆随机分成3组窨制,按36%配花将咖啡豆与茉莉花均匀拌和,4 h后温度升至45 ℃后,将咖啡豆摊开散热1 h温度降至30 ℃。通花散热后,收堆继续窨制4~5 h。之后分离咖啡豆与茉莉花,不烘干得到茉莉咖啡成品。头窨结束间隔10 h开启二窨,对湿坯进行摊凉,之后按30%配花将咖啡豆与净花拌合,按照上述步骤进行升温、散热、收堆至咖啡豆含水量高达19%对湿坯进行摊凉,间隔10 h后按照上述步骤采用22%配花量进行三窨,完成窨制后迅速干燥。烘干机进风口温度控制在110~120 ℃,烘干咖啡豆含水量为7.2%左右进行冷却,使复火后的咖啡降温。冷却后的咖啡豆按7%配花提花。

对照组处理:选用上述烘焙咖啡豆从装有单向透气阀的袋子取出后随机分成3组,在窨制环境下静置48 h,期间不做任何茉莉花拌合处理。

1.3.3 咖啡液制备

将窨制后咖啡豆按照分组用研磨机进行中等粒径研磨,研磨后咖啡粉采用40目(425 μm)标准筛子过滤排除大颗粒。在相同研磨条件下,对每种咖啡粉称取8.25 g备用,将150 mL水加热至93 ℃与咖啡粉混合,搅拌5 min后使用Whatman No.1滤纸过滤,将流出液冷却至室温(25 ℃)即为咖啡液。

1.3.4 理化指标测定

参照肖克等[1]的方法测定。总固形物(total solids,TS)测定,将蒸发皿置入鼓风干燥箱中干燥恒重,恒重后滴加4.0 mL咖啡液并采取105 ℃干燥至恒定质量,结果以咖啡液百分含量计;总可溶性固形物(total soluble solids,TSS)测定参照谈峰等[12]的方法,稍作改动,将上述咖啡液适量放置于手持折光仪上,参数稳定后读取,单位为°Brix;总可滴定酸度(total titratable acidity,TTA)测定,烧杯中称取30 mL咖啡液,采用酚酞做指示剂,0.1 mol/L NaOH做滴定溶液,滴定终点至溶液pH 8.1,结果以柠檬酸质量分数表示;pH值测定,移取80 mL咖啡液,用pH计测定其pH值。

1.3.5 有机酸的测定

参考BRESSANI等[20]的方法略作修改,采用高效液相色谱仪测定3种咖啡烘焙豆中7种有机酸(苹果酸、乙酸、柠檬酸、草酸、酒石酸、琥珀酸和奎宁酸)的组成及含量,单位为mg/g咖啡粉。称取上述咖啡粉0.2 g(精确到0.000 1 g),置于15 mL离心管中,加入水2 mL,4 ℃超声波提取30 min,置于4 ℃冰箱静置2 h,取出在10 000×g离心10 min,重复上述操作,合并2次上清液并混匀,采用0.22 μm过滤膜过滤后上机检测。检测器:Agilent VWD,色谱柱:Shimpack SCR-101H(300 mm×7.9 mm;10 μm)。柱温50 ℃,DAD检测器,波长210 nm,流速0.6 mL/min,进样量20 μL,流动相:0.1%(体积分数)磷酸水溶液:5%(体积分数)甲醇=97.5∶2.5(体积比),等度洗脱。甲醇为流动相A,0.01 mol/L NaH2PO4溶液(用0.5 mol磷酸将pH值调至2.0)为流动相B,5%甲醇等度洗脱。

1.3.6 生物碱的测定

咖啡因和葫芦巴碱的测定参考肖克等[1]方法并略作修改。精确称取上述咖啡粉0.2 g(精确到0.000 1 g),置于15 mL离心管中,加入2.5 mL体积分数50%甲醇,充分振荡混匀5 min,室温超声波处理30 min,结束后2 800×g离心10 min,转移上清液于新的离心管中,向残渣中加入2.5 mL体积分数50%甲醇,振荡混匀,于4 ℃静置提取1 h,结束后超声波处理30 min,离心,合并2次上清液,定容至5 mL混匀,用体积分数50%甲醇稀释10倍,采用0.22 μm过滤膜过滤后上机检测。检测器:Agilent VWD,色谱柱:Agilent Zorbax Eclispe Plus C18(4.6 mm×100 mm,3.5 μm),柱温35 ℃,波长285 nm,流速1 mL/min,进样量20 μL。流动相A为甲醇,流动相B为体积分数0.1%甲酸水溶液。按照0~20 min:5%~30% A;20~20.5 min:0%~35% A;20.5~45 min:35%~45% A;45~50 min:45%~95% A;50~55 min:95% A程序梯度洗脱。

1.3.7 茉莉咖啡感官评价

参照SCA感官评价体系对2种不同窨制工艺咖啡豆及对照分别进行感官分析[18],准确称取现磨咖啡粉16.5 g,加入93 ℃的热水300 mL。转移20 mL样品液至透明玻璃杯中,温度下降至20 ℃时进行气味检测。由10名评委(经过专业训练)组成评审团,根据SCA的杯测方案对样品进行评估,其中评审团年龄跨度为29~50岁,男女比例为3∶7。SCA评测标准包括咖啡干/湿香、风味、余韵、酸度、醇厚度、平衡性、一致性、干净度、甜度、总体评价10个维度。BRESSANELLO等[7]的研究指出,当咖啡样品来自非常同质的来源,且烘焙条件相同时,一致性、甜感和干净度这3个特性的最高评分点都相同,因此本研究考虑将其给予满分,不进行差异化考虑。品质评价分为4个等级:6~6.75为良好;7~7.75为非常好;8~8.75为优秀;9~9.75为卓越。最终评分为每个属性得分数加和,分数达到80以上被认为是精品咖啡,低于80分则被认为不具备专业品质。

1.3.8 电子鼻测定

茉莉咖啡气味分析通过PEN3型电子鼻进行。电子鼻传感器名称及性能描述如表1所示[21]。将1.0 g咖啡粉样品放入20 mL富集瓶中,室温条件下富集0.3 h。检测条件:进样间隔时间1 s,清洗时间60.0 s,零点配平时间1.0 s,预进样时间5.0 s,测试时间60 s,进样流速400 mL/min。

表1 电子鼻传感器性能描述

Table 1 Performance description of electronic nose sensors

阵列序号传感器名称性能描述1W1C芳香成分苯类2W5C灵敏度大,对芳香成分灵敏3W3C氨类,对芳香成分灵敏4W6S主要对氢化物有选择性5W5C短链烷烃芳香成分6W1S对甲基类灵敏7W1W对无机硫化物灵敏8W2S对醇类、醛酮类灵敏9W2W芳香成分、对有机硫化物灵敏10W3S对长链烷烃灵敏

1.3.9 电子舌测定

电子舌传感器被提前活化24 h,之后进行诊断、校准等步骤,以确保获得可靠稳定的数据检测[22]。将上述制得的咖啡液,冷却至室温后分别转移至电子舌配备的烧杯(50 mL)中,咖啡液采集120 s,之后进行清洗10 s,每秒采集1个数据,选取120 s内稳定期间响应信号的平均值作为输出值。每个咖啡液样品重复测定9次,选取中期稳定的3次测量数据后续分析。

1.4 数据分析

采用SPSS 20.0软件对数据进行单因素方差分析,比较2种窨制方式与对照组差异的显著性(P<0.05)。采用Origin 2021软件进行图表绘制。

2 结果与分析

2.1 理化品质分析

咖啡液中TS、TSS一般属于口感范畴,TS被消费者描述为咖啡的“力量”[6],TSS是咖啡萃取过程中可溶性化合物从咖啡粉中转移至咖啡液中导致,能直接影响咖啡风味感知[5]。2种窨制工艺与对照组TS测定范围为1.33%~2.17%(表2),无显著差异。TSS测定值在0.95~1.09 °Brix,与对照组相比,2种窨制工艺均减少了TSS,但窨制工艺不同对咖啡TSS无显著影响,推测可能是咖啡豆拌花过程茉莉花与咖啡豆接触,咖啡豆表面的TSS会有一部分被溶解在茉莉花表面,伴随分离时被带出一部分,但相关原因仍需进一步研究。TTA指可通过强碱中和溶液中的非解离质子。TTA含量在3.20%~3.47%,湿坯连窨TTA含量最高。咖啡的酸度是衡量其品质高低的重要标准,均衡的酸度能产生良好的咖啡风味[7]。咖啡溶液中H+浓度采用pH度量。湿坯连窨pH显著低于其他2组,这可能是窨制过程中,咖啡豆配花创造了微生物有机酸代谢的适宜环境,所产生的酸性物质逐步迁移到咖啡中有关,这与DE BRUYN等[23]通过检测干湿2种方法发酵生咖啡豆过程得到的结果类似,认为微生物发酵过程中产生的酸性物质能提高咖啡豆酸度,降低pH值。

表2 不同窨制方式咖啡理化指标

Table 2 Physical and chemical indicators of coffee under different scenting techniques

窨制方式TS/%TSS/°BrixTTA/%pH对照组1.33±0.08a1.09±0.03a3.20±0.18a4.18±0.02a传统窨制2.17±0.93a0.95±0.02b3.40±0.12a4.23±0.01a湿坯连窨1.50±0.38a0.98±0.03b3.47±0.06a4.11±0.01b

注:同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

2.2 有机酸分析

有机酸的代谢能造成咖啡豆中有机酸含量变化,直接影响咖啡风味的变化[4,23-24]。如图1所示,咖啡豆中有机酸含量最高的是苹果酸,含量最低的是柠檬酸。乙酸、苹果酸是影响感知酸度最重要的有机酸,浓度高时会使咖啡饮品产生尖酸味[25-26],窨制后乙酸、琥珀酸和苹果酸含量都不同程度减少,这一结果表明窨制有利于增加咖啡口感。湿坯连窨咖啡中苹果酸显著高于传统窨制(P<0.05),琥珀酸在湿坯连窨咖啡豆中显著降低,在传统窨制中降低不显著。先前研究指出,食用花采后贮藏阶段,不同种类有机酸会溶出或分解,造成其酸味降低[27],本研究中酒石酸、柠檬酸、草酸和奎宁酸经过茉莉花窨制后出现了不同程度的上升,因此推测可能是茉莉花窨制过程自身有机酸向咖啡豆发生了迁移导致,这也印证了茉莉咖啡理化品质分析中可滴定酸的升高现象。柠檬酸在2种窨制方式中未表现出显著差异(P>0.05),但湿坯连窨(0.20 mg/g)达到最高,传统窨制(0.16 mg/g)较低,对照组(0.07 mg/g)最低。柠檬酸除了可以赋予食物酸味外,还能提供水果味和浆果味[6-7],由于茉莉花中含有柠檬酸,因此经过窨制的咖啡豆中的柠檬酸含量明显高于对照组,而传统窨制经过2次烘干,导致其柠檬酸相对湿坯连窨有所损失。草酸作为咖啡有机酸体系中的调节因子,能增强整体感官风味[25],可由乙酸、琥珀酸等前体经草酰乙酸途径产生[26]。本研究发现草酸含量上升同时伴随着乙酸、琥珀酸下降,推测也是由于上述草酰乙酸途径导致,具体途径仍需进一步研究证实。BRESSANI等[20]的研究指出,咖啡豆加工方式能直接影响有机酸、酯、醇和醛等前体风味物质水平,导致咖啡饮品品质、风味特征和感官评价发生变化。综上所述,咖啡中的有机酸在经过茉莉花窨制后,发生了不同的变化,进而影响了咖啡饮品的口感和风味。

图1 不同窨制工艺茉莉咖啡有机酸含量

Fig.1 Content of organic acids in coffee under different scenting techniques

注:不同小写字母表示差异显著(P<0.05)(下同)。

2.3 生物碱分析

咖啡中的生物碱主要包括咖啡因和葫芦巴碱,两者均对苦味感知具有一定贡献,其中咖啡因被认为是重要的苦味活性成分之一[28]。葫芦巴碱在烘焙和蒸煮过程中,会发生美拉德和斯特雷克反应被降解成挥发性化合物,如烟酸和其他吡啶衍生物,为咖啡增添香气和味道[24]。由图2可知,2种茉莉窨制方式葫芦巴碱都产生微弱变化,但均不显著。咖啡因含量在传统窨制最低为22.76 mg/g,湿坯连窨最高为27.20 mg/g。YUAN等[29]在研究不同烘焙程度对咖啡豆的挥发性化合物形成途径中指出,咖啡因含量会随温度发生变化,传统窨制过程与其他加工过程相比多一次干燥过程,这可能是造成其咖啡因下降的原因。

图2 不同窨制工艺茉莉咖啡生物碱酸含量

Fig.2 Content of alkaloid in coffee under different scenting techniques

2.4 感官品质分析

为准确区分传统窨制与对照组间咖啡的实际感官差异,参照SCA标准对咖啡的主要感官特征进行杯测,分别对干湿香、风味、余韵、酸度、醇厚度、平衡感、一致性、干净度、甜度和总体评价评分,并获得最终分数“总分”,如表3所示。所有指标评分都在7.17~10.00,同组间感官评分偏差较小,说明不同窨制咖啡自身感官品质具备一致性。根据SCA评分标准,不同窨制方式咖啡总体评价得分均高于80分,说明窨制咖啡样品可以达到精品咖啡级别[30]。通过湿坯连窨(81.00)处理的咖啡饮品最终得分高于对照组(79.67)和传统窨制(80.17),对照组处理咖啡得分最低。湿坯连窨的风味(7.42)、余韵(7.25)、酸度(7.25)、醇厚度(7.17)和平衡感(7.17)均高于传统窨制样品的风味(7.25)、余韵(7.00)、酸度(7.00)、醇厚度(7.00)和平衡感(7.00)。研究表明,在茉莉花茶窨制过程,通过湿坯连窨的花茶比传统窨制加工的花茶具有更高的酸度和更多的香气[12],与本研究咖啡窨制结果相同,也印证了上述表1中TTA、pH的变化。余韵是指咖啡啜吸入喉后感受的香气,停留在口腔可感受到的味觉、触觉甚至残留鼻腔的气息[1],本研究中湿坯连窨样品中的余韵(7.25)得分最高,对照组余韵最低(7.00);风味是指啜吸入口中感受的香气,整体风味感受,包括香气和滋味[30],湿坯连窨风味(7.42)得分最高。本研究中,传统窨制加工过程经过2次干燥,其风味、回味、醇厚度显著降低,但干湿香基本保持不变,风味被描述为茉莉花、茶风味,但余韵短。茉莉花的挥发物通过迁移扩散到咖啡豆中,且经过干燥过程后仍得以保留[12],这对提升咖啡饮品的风味特征起着重要作用。尽管窨制方法存在差异,但所评估的咖啡冲泡饮品具有相似的感官得分,这种相似性可能与咖啡豆原材料、茉莉花原材料一致性等方面的特定组合有关。

表3 不同窨制工艺茉莉咖啡感官评分

Table 3 Sensory evaluation scores of jasmine coffee with different scenting techniques

感官测评指标对照组传统窨制湿坯连窨干湿香7.17±0.08a7.58±0.08b7.58±0.08b风味7.25±0.00a7.25±0.00a7.42±0.08a余韵7.00±0.00a7.17±0.08b7.25±0.00b酸度7.00±0.007.00±0.007.25±0.00醇厚度7.00±0.00a7.00±0.00a7.17±0.08a平衡感7.00±0.08a7.08±0.08a7.17±0.08a一致性10.00±0.0010.00±0.0010.00±0.00干净度10.00±0.0010.00±0.0010.00±0.00甜度10.00±0.0010.00±0.0010.00±0.00总体评价7.17±0.08a7.08±0.08a7.33±0.08a总分79.67±0.08a80.17±0.22a81.00±0.14b

注:同行不同小写字母表示差异显著(P<0.05)(下同)。

2.5 电子鼻分析

电子鼻检测如今已被应用于许多农副产品气味的区分,是一种高效区分产品中不同气味的方法[31]。对不同窨制工艺制备的咖啡样品,本研究利用电子鼻区分气味差异。图3-a显示了不同窨制工艺咖啡样品对电子鼻传感器响应的雷达图,3组咖啡样品对W5S、W1W和W2W传感器的响应值较大,这3种传感器分别对氮氧化合物、有机硫化物和无机硫化物反应灵敏,这与李钰莲等[9]采用电子鼻对6种不同咖啡风味品质分析得出的风味轮廓一致。其中2种窨制方式茉莉咖啡与对照组在W5S、W1W和W2W传感器响应值差异明显,表明这3个传感器对咖啡挥发性气味区分效果较好。糠(基)硫醇是咖啡的特征香气物质,富氧条件会加速糠(基)硫醇和酚类物质反应,流失咖啡香气[32]。相较于其他窨制工艺,湿坯连窨咖啡豆堆温高,湿度高能造成内部氧气含量低,减少咖啡豆糠(基)硫醇反应,保留咖啡特征香气。由于茉莉窨制与对照组的雷达图轮廓相似,为有效区分茉莉窨制与对照组是否分类,可利用聚类分析观察结果[13]。如图3-b所示,聚类分析将处理组、窨制组有效分为两大类,表明咖啡豆经茉莉花窨制后香气与对照组明显不同。此外,聚类分析又将传统窨制与湿坯连窨更详细地分为两小类,表明窨制工艺不同也会造成风味上的差异,这一结果与茉莉咖啡的感官评价呼应。

a-雷达图;b-聚类分析图

图3 不同窨制工艺茉莉咖啡电子鼻传感器响应值分析

Fig.3 Analysis of electronic nose responses to different scenting techniques of jasmine coffee

2.6 电子舌分析

电子舌能通过“味觉信息的转换过程”将所测样品的电势值转化为味觉值呈现[8]。基于上述感官评价思路,本研究利用电子舌对不同茉莉咖啡滋味进行分析。酸味传感器的无味点为-13,说明酸味阈值较低,相对其他味觉较容易被检出[23]。由表4可知,酸味值在负值就被响应,这与李钰莲等[9]对不同产地、不同烘焙度咖啡滋味分析结果相同,认为酸味对咖啡整体滋味贡献较小。传统窨制与湿坯连窨的鲜味和浓郁度都呈上升趋势,并且湿坯连窨在浓郁度上显著高于传统窨制,研究指出湿窨工艺吸香量显著高于传统窨制,对茶叶提香更为显著[15-16],因此本研究推测湿坯连窨鲜味和浓郁度高于传统窨制原因可能与拌花过程茉莉花内溶物迁移有关。3组处理咸味传感器的响应值均较大,表明咸味传感器对滋味特征的区分效果较好,这与先前研究人员发现电子舌对咖啡滋味分析得出咸味响应值相同[6,9]。甜味在2种窨制工艺中都出现了微弱上升趋势,但是变化不显著。苦味和涩味是咖啡本身味觉特征,主要由生物碱造成[11, 21],电子舌分析表明,不同窨制方式在苦味响应值发生了显著降低、涩味发生了显著上升,对应了图2不同窨制方式茉莉咖啡咖啡因和葫芦巴碱含量变化结果。由此可见,不同窨制方式均能改变咖啡滋味属性,并且湿坯连窨工艺对滋味影响更为显著。

表4 不同窨制工艺茉莉咖啡电子舌传感器响应值

Table 4 Electronic tongue responses to different scenting techniques of jasmine coffee

窨制方式酸味鲜味浓郁度咸味甜味苦味涩味对照组-25.30±0.08b11.82±0.08a3.44±0.10c14.58±0.30a-8.66±0.03a8.70±0.03a3.63±0.12b传统窨制-25.43±0.10b12.14±0.03b3.81±0.12b15.12±0.37a-8.13±0.04a8.09±0.02c4.76±0.31a湿坯连窨-24.42±0.20a12.25±0.04b4.16±0.07a14.11±0.24a-8.24±0.09a8.30±0.09b4.36±0.20ab

3 结论

利用湿坯连窨工艺在花茶上具备提香节花的优势,结合传统窨制将2种窨制工艺应用于咖啡烘焙后风味提升研究。与对照组相比,传统窨制和湿坯连窨对咖啡理化性质影响较小,基本不改变咖啡口感。但对咖啡风味有重要影响的有机酸、生物碱改变显著;感官评价显示,经过窨制后的茉莉咖啡得分均高于80分,达到了精品咖啡级别、干湿香被描述为茉莉花、茶风味,但余韵短,并且湿坯连窨总得分最高。电子感官分析显示,不同窨制工艺对咖啡香气保留较好,且均能改变咖啡滋味属性,湿坯连窨能减少咖啡豆糠(基)硫醇反应,有效保留咖啡特征香气,对滋味改变也比传统窨制更显著。综上所述,2种窨制工艺均能提升茉莉咖啡风味品质,并且湿坯连窨能耗低、操作简单、提升效果更显著,此法能为丰富咖啡品类提供一种新的思路和方法。

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Effects of different scenting techniques on the flavor quality of jasmine coffee

LIU Shuaimin1, 2, 3, HUANG Guanru1, CHEN Ganlin1, HUANG Qiulan1, ZHAO Yuan1, TIAN Chengpiao1, CEN Qingjing1, REN Erfang1,2,3*

1(Guangxi Subtropical Crops Research Institute, Nanning 530001, China)

2(Guangxi Subtropical Fruit Processing Technology Innovation Center, Nanning 530001, China)

3(Key Laboratory of Quality and Safety Control for Subtropical Fruit and Vegetable, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Nanning 530001, China)

ABSTRACT Jasmine flower scenting is a key process for improving the flavor of traditional flower teas. This research applies the innovative technique of jasmine flower infusion to enhance the aroma of coffee. Two methods-traditional scenting and continuous wet scenting-were adopted to treat the roasted coffee beans. Combined with physiological and biochemical analysis, sensory evaluation, and electronic sensory technology, the study systematically explored the effects of different scenting technique on the flavor and quality of jasmine coffee. The results showed that both methods significantly reduced the soluble solids content in jasmine coffee.Continuous wet scenting lowered pH to some extent, but it did not significantly affect total soluble solids or total titratable acidity.Analysis of organic acids and alkaloids revealed that:continuous wet scenting significantly reduced succinic acid content but not quinic acid, while traditional scenting significantly reduced malic acid content;the other organic acids were increased significantly by both scenting techniques;continuous wet scenting significantly increased caffeine content, while traditional scenting significantly decreased it;neither method significantly affected trigonelline content.The sensory evaluation results showed that the scores were 80.17 for traditional scenting, 81.00 for continuous wet scenting, indicating that jasmine scenting could endow coffee with a distinctive jasmine aroma;flavor descriptions included jasmine and green tea notes;analysis of electronic noses and tongues revealed that the aroma profiles under the two scenting techniques overlapped with the control group, showing no loss of characteristic aroma for coffee itself;different scenting techniques could alter taste attributes of coffee.In summary, jasmine scenting technique can enhances flavor quality of coffee.

Key words jasmine scenting;coffee;physicochemical characteristics;flavor quality;electronic senses

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.044117

引用格式:刘帅民,黄冠儒,陈赶林,等.不同窨制工艺对茉莉咖啡风味品质的影响[J].食品与发酵工业,2026,52(9):239-246.LIU Shuaimin, HUANG Guanru, CHEN Ganlin, et al.Effects of different scenting techniques on the flavor quality of jasmine coffee[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(9):239-246.

第一作者:硕士,中级工程师(任二芳高级工程师为通信作者,E-mail:2110093871@qq.com)

基金项目:国家现代农业产业技术体系广西创新团队项目(nycytxgxcxtd-2024-17-05);广西农科院基本科研业务专项(桂农科2025YP129,桂农科2025YP144)

收稿日期:2025-08-01,改回日期:2025-10-10