超声与超高压技术对发酵脱胶咖啡豆风味的调控：代谢组学与挥发性成分分析

《Ultrasonics Sonochemistry》：Flavor modulation of fermented degummed coffee beans by ultrasound and ultra-high pressure: metabolomic and volatile profiles

　　

Zilin Wang|Changyuan Li|Yu Zhou|Qimin Xie|Jiahe Dai|Jia Liu|Yang Tian|Liang Tao

摘要

本研究建立了一种在微生物发酵和脱胶之后进行物理预处理的方法，并评估了这些处理对生咖啡豆代谢物组成以及烘焙后咖啡风味的影响。与未经物理预处理的发酵生咖啡豆相比，经过超声波预处理的发酵生咖啡豆和经过超高压预处理的发酵生咖啡豆中，可提取的总糖、还原糖、多酚和黄酮类物质的含量显著增加（P<0.05）。代谢组学分析显示，GUS组和GUHP组分别有144种和656种差异性代谢物，其中氨基酸代谢和α-亚麻酸代谢是较为常见的富集途径。与生咖啡豆相比，烘焙过程使吡嗪类和酮类化合物的数量分别增加了13%和16%。这两种物理预处理方式会导致烘焙咖啡豆中的挥发性成分呈现出不同的特征：GUS组中几种呋喃类和酚类物质的相对含量较高，而GUHP组中醛类、酮类、酸类以及特定吡嗪类物质的变化更为明显。这三组烘焙咖啡的总体品鉴得分相近，但在各项感官特性的相对分布上存在差异。因此，这两种物理预处理方式会形成不同的与风味相关的成分和感官特征。相关性分析发现，挥发性化合物与与莽草酸/苯丙素代谢、脂质代谢以及氨基酸衍生物相关的代谢物之间存在关联。本研究为通过微生物发酵和物理场预处理技术精确调控烘焙咖啡的风味提供了理论依据。