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为解决烘焙参数对阿拉比卡咖啡亚种理化性质和生物活性化合物保留的影响问题，研究人员以卡杜拉、卡蒂姆和铁皮卡为对象，采用响应面法分析烘焙温度（140-220°C）和时间（2-10 min）的影响。发现不同亚种最优条件各异，该研究为优化咖啡功能特性提供依据。
咖啡作为全球重要的饮品，其烘焙过程对品质和健康属性有着关键影响。目前，关于不同阿拉比卡咖啡亚种（如卡杜拉、卡蒂姆、铁皮卡）在烘焙过程中理化特性和生物活性化合物保留的研究尚不充分，尤其是不同温度和时间组合对关键酚类物质（如绿原酸 CGA、没食子酸 GLA、咖啡酸 CFA）、抗氧化成分（儿茶素、表儿茶素）及咖啡因含量的影响机制尚不明确。为了填补这一研究空白，秘鲁国立托里比奥?罗德里格斯?德门多萨亚马逊大学的研究人员开展了相关研究，旨在通过优化烘焙参数提升咖啡的营养保健价值，研究成果发表在《Applied Food Research》。
研究人员采用响应面法（RSM）结合中心复合设计（CCD），系统分析了 140-220°C 温度和 2-10 分钟时间范围内的烘焙条件对三种咖啡亚种的影响。主要技术方法包括超高效液相色谱（UHPLC）测定酚类物质含量，DPPH 和 ABTS + 法评估抗氧化活性，以及理化指标（水分含量、pH、水活度、总可溶性固形物、色泽）的测定。
3.1 理化特性分析
研究发现，温度和时间显著影响咖啡的水分含量、pH、水活度（aw）、总可溶性固形物（TSS）和色泽。例如，卡杜拉在 140°C、6 分钟时水分含量低至 1.10%，而高温（220°C）会导致 pH 下降和 TSS 减少。色泽参数（L*、a*、b*）显示，高温长时间烘焙会使咖啡豆变暗，与美拉德反应和类黑素形成相关。相关性分析表明，色泽与 pH 呈负相关，反映了烘焙过程中酸性物质的生成与色素变化的关联。
3.2 主要酚类和生物活性谱
绿原酸（CGA）在低温（140-180°C）和短时间烘焙下保留较好，卡杜拉在 140°C、2 分钟时 CGA 含量达 16.25 mg/g，而高温（220°C）会加速其降解。没食子酸（GLA）在卡蒂姆中表现出较高的热稳定性，220°C、6 分钟时含量为 0.20 mg/g。咖啡因含量在高温长时间烘焙下略有下降，但整体稳定性较高，卡杜拉在 220°C、10 分钟时咖啡因含量为 6.94 mg/g。抗氧化活性（DPPH、ABTS+）在中低温烘焙时较高，卡杜拉在 140°C、10 分钟时 ABTS + 值达 115.87 μmol TE/g，与多酚（TPC）和黄酮（TFC）含量呈正相关。
3.3 多变量分析：主成分分析（PCA）和热图
PCA 结果显示，中温（140-180°C）烘焙的样品在主成分 1（PC1）上聚集，与抗氧化成分（TPC、TFC、CGA）正相关，而 220°C 烘焙的样品因酚类降解显著偏离。热图进一步揭示了不同亚种对烘焙条件的响应差异，卡蒂姆和铁皮卡在高温下部分酚酸（如 CFA）表现出一定稳定性，而卡杜拉的抗氧化成分对低温更敏感。
3.4 烘焙条件优化
通过 RSM 模型优化，确定了各亚种的最佳烘焙参数：卡杜拉在 220°C、7.33 分钟时可可碱（Thb）含量最高，卡蒂姆在 140°C、8.2 分钟（Thb）和 144°C、10 分钟（Thp）表现最优，铁皮卡在 161.8°C、2 分钟时茶碱（Thp）保留最佳。此外，低温短时间烘焙（如 140°C、2 分钟）能有效保留 CGA，而中温（180°C）平衡了抗氧化活性和感官特性。
研究结论表明，烘焙温度和时间是调控咖啡理化性质和生物活性的关键因素，不同阿拉比卡亚种对热应力的响应差异显著。通过精准调控烘焙参数，可针对性地保留目标化合物（如 CGA、GLA），降低咖啡因含量，同时维持抗氧化能力。该研究为开发具有高功能价值的咖啡产品提供了理论依据，有助于推动咖啡产业向个性化、健康化方向发展。未来研究可进一步结合基因差异和后处理工艺，深化对咖啡功能成分调控机制的理解。
