基于HS-GC-IMS对8种咖啡豆烘焙前后挥发性有机物成分分析

王燕华，王晓婷，龚加顺，刘华戎，谭超

（云南农业大学 食品科学技术学院，云南 昆明 650201）

咖啡豆是用于制作咖啡的植物果实，目前主要分为阿拉比卡豆（Coffee Arabica）与罗布斯塔豆（Coffee Robusta Linden）。评价咖啡豆品质的高低，主要由咖啡竞赛组织（Cup of Excellence，COE）和美国精品咖啡协会（Specialty Coffee Association of America，SCAA）杯测评判。咖啡豆风味是其中一个重要的评判指标，主要由挥发性有机物成分（volatile organic compounds，VOCs）和非挥发性呈味成分两部分组成[1]。VOCs主要影响咖啡杯测指标中干香和湿香的评价。咖啡风味受地理位置、品种、气候条件、加工方法、烘焙过程和制备方法等诸多因素的影响，其中最具代表性的因素是咖啡的产地及品种，因此本文选取8种全球咖啡豆产区的经典品种作为研究对象。随着气质联用技术的发展，咖啡豆VOCs的研究变得活跃。目前已有许多关于咖啡豆中VOCs的研究，烘焙咖啡豆中常见的VOCs包括：呋喃、吡嗪、酮、醛、酯、吡咯、酚、吡啶、含硫化合物等[2]。这些VOCs的形成是在咖啡烘焙过程中化合物间产生复杂的Strecker降解和美拉德反应所致[3]。国外对VOCs检测的技术主要有固相微萃取-气相色谱-质谱法（solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，SPME-GC-MS）、全二维气相色谱-飞行时间质谱法（two-dimensional gas chromatography-timeof-flight mass spectrometry，GC×GC-TOF-MS）、气相色谱-嗅味法（gas chromatography-olfactometry，GC-O）等技术[4-7]。而采用顶空气相色谱-离子迁移谱法（headspace-gas chromatography-ion mobility spectrometer，HS-GC-IMS）对咖啡VOCs的研究较少。HS-GC-IMS是一种高分辨率、高灵敏度、分析高效、操作简便的气体快检技术[8-10]。样品不需前处理，通过顶空进样快速捕捉样品中痕量VOCs信息（检出限低至μg/m3级别或ng/m3级别）形成指纹图谱，用于鉴别样品的真伪、新鲜度、货架期、品种品质区分等。HS-GC-IMS技术基于物质气相保留指数（RI）和迁移时间（Dt）二维交叉定性，通过与保留数据库NIST和漂移时间数据库进行比对，使得化合物定性更加准确。……