探秘可可风味密码:不同基因型可可液感官属性与代谢组学的深度关联

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Food Chemistry: X 6.5

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  为解决仅靠感官评价难以全面解析可可复杂风味的问题,研究人员开展 “不同可可基因型可可液感官属性与代谢组学关联” 研究。结果发现不同基因型可可风味差异大,ICCRI 09 风味佳。该研究为鉴定高品质可可提供科学依据。

  
巧克力,那丝滑浓郁、令人陶醉的美味,是无数人钟爱的食品。而它的灵魂原料 —— 可可豆,其风味的奥秘一直吸引着众多科研人员的目光。可可豆的风味极为复杂,包含苦味、甜味、酸味、涩味,还有果香、坚果香、花香、辛香等丰富层次。不同品种的可可豆,风味千差万别,这背后的关键因素就是可可豆的基因型。以往,人们主要通过感官评价来判断可可豆的风味,但这种方法存在很大局限性。它高度依赖人的专业技能和经验,不同的评价者可能得出不同的结论,而且缺乏足够的科学验证。所以,深入探究可可豆风味与基因型之间的关系,找到更科学、更准确的风味评价方法,成为了亟待解决的问题。

在这样的背景下,印度尼西亚咖啡和可可研究所(ICCRI)的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们将感官分析与代谢组学方法相结合,对不同基因型可可豆制成的可可液进行研究,试图揭开可可风味的神秘面纱。该研究成果发表在《Food Chemistry: X》上,为可可风味研究领域带来了新的突破。

研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。首先是感官评价,由 6 名经过专业训练的 ICCRI 研究人员组成评价小组,按照国际可可质量和风味评估标准(ISCQF)对可可液进行打分评价,从可可味、酸度、涩味、果香等 21 个方面进行细致评估。其次,利用气相色谱 - 质谱联用(GC-MS)技术分别对可可液中的非挥发性和挥发性化合物进行分析,全面检测其中的化学成分。最后,借助主成分分析(PCA)和偏最小二乘法回归(PLS)等统计分析方法,探究不同基因型可可液的代谢物谱与感官属性之间的关系。

下面来看具体的研究结果:

  • 可可基因型的感官特征:通过 PCA 双标图对不同可可基因型的感官评价结果进行统计分析,发现前两个主成分 PC1 和 PC2 能有效区分不同基因型的可可。ICCRI 09 基因型的可可液具有突出的花香、木香、可可香、新鲜果香、烤香和较高的整体品质得分;SULAWESI 01 基因型以坚果风味为主,但风味相对简单;KW 516 基因型则主要呈现苦味和涩味,以及一些褐色水果味。进一步的 Pearson 相关性热图分析表明,可可液的整体品质与可可味、酸度、新鲜果香和木香呈正相关。这意味着这些风味特征对可可的整体品质有着重要贡献。
  • 不同可可基因型的代谢物谱:研究人员共检测到 70 种非挥发性代谢物和 66 种挥发性代谢物。PCA 分析显示,不同基因型可可液的非挥发性和挥发性代谢物谱存在明显差异。ICCRI 09 基因型含有较高水平的有机酸(如柠檬酸、苹果酸、2 - 羟基戊二酸)、糖类及其衍生物(如葡萄糖酸 - 1,5 - 内酯、海藻糖、山梨醇等)。这些物质在可可风味的形成中起着关键作用,有机酸能贡献酸度,而糖类与氨基酸反应可产生挥发性香气。SULAWESI 01 基因型中半乳糖醇、苹果酸和肌醇含量较高,同时还含有较多的龙胆二糖、异亮氨酸和蛋氨酸。KW 516 基因型则富含生物碱和多酚类物质(如可可碱、表儿茶素、儿茶素、硬脂酸),这些物质与苦味和涩味相关,且多酚含量与可可风味质量呈负相关。在挥发性代谢物方面,ICCRI 09 基因型含有丰富的挥发性醇、醛、吡嗪和酯类物质(如 2,3 - 丁二醇、芳樟醇、乙酸异丁酯等);SULAWESI 01 基因型中 2 - 庚酮和壬醛含量较高;KW 516 基因型则以乙酸、辛酸乙酯和 2 - 壬酮为主。
  • 可可基因型感官属性与代谢物谱的相关性:运用 PLS 回归分析二者关系,通过 200 次置换检验验证模型的预测性,结果表明感官属性与可可液的挥发性和非挥发性代谢物谱显著相关。ICCRI 09 基因型的优良风味与多种非挥发性化合物(如有机酸、糖类及其衍生物)和挥发性化合物(如芳樟醇、苯甲醛等)相关。SULAWESI 01 基因型的坚果风味与蛋氨酸、异亮氨酸、甘氨酸等非挥发性化合物以及乙偶姻等挥发性化合物有关。KW 516 基因型的苦味和涩味与可可碱、表儿茶素、儿茶素等生物碱和多酚类化合物相关,其褐色水果味则与一些糖类衍生物和挥发性化合物(如糠醛、乙酸乙酯等)有关。

综合研究结果和讨论部分,这项研究具有重要意义。它首次明确了不同基因型可可液的感官属性与代谢物谱之间的关系,鉴定出影响可可风味品质的关键化合物。有机酸和糖类与理想的风味属性相关,而多酚类物质则导致苦味和涩味。同时,研究还发现了多种与特定风味相关的挥发性化合物。这一成果为高品质可可的鉴定提供了科学依据,有助于指导可可育种工作,培育出更符合消费者口味的可可品种。此外,该研究采用的综合分析方法也为其他农产品的风味研究提供了借鉴,有望推动整个农产品风味研究领域的发展。但研究也存在一定局限性,如仅对三个可可基因型进行了研究,未来可扩大研究范围,纳入更多基因型和感官属性,进一步深入探究可可风味的多样性和形成机制。

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