《中国科学报》8月14日第3版

近日，中国热带农业科学院香料饮料研究所加工与工程技术研究团队结合广泛靶向代谢组学与感官评价技术，系统揭示了不同酵母菌株发酵对海南罗布斯塔咖啡非挥发性代谢物谱和感官品质的调控规律。相关研究成果发表于《食品化学：X》（Food Chemistry: X）。

咖啡果。中国热科院供图

咖啡是我国重要的特色热带饮料作物，其发酵过程对提升咖啡风味化合物的多样性至关重要。传统自然发酵存在风味不稳定、品质可控性低等问题，而酵母接种发酵虽能改善咖啡风味，但不同菌株对非挥发性化合物（如有机酸、酚酸、黄酮类）的代谢调控机制尚不明确，限制了风味定向优化技术的开发。

筛选能够产生优质风味化合物的发酵菌株和优化发酵工艺用于改善咖啡风味品质的研究一直是咖啡产业的重点。现有的相关性研究多通过感官评价、气质联用等方法，比较单一发酵或混合发酵对咖啡香气化合物的影响，但未对不同酿酒酵母菌株发酵海南罗布斯塔咖啡中的非挥发性代谢物（滋味化合物）进行系统性评估。

咖啡豆。中国热科院供图

该研究以海南罗布斯塔咖啡为对象，系统探究了四种单一酵母菌株（HK、JK、GK、ZK）、混合酵母（MK）及自然发酵（CK）对咖啡代谢物组成与感官属性的影响，并阐明了差异代谢物与感官属性的相关性。结果显示，从6种发酵咖啡中共鉴定出805种非挥发性化合物，筛选出127种关键差异代谢物，包括有机酸、酚类酸、黄酮类和生物碱等。

GK菌株发酵使咖啡液颜色显著变化，并提升了口感、余味和平衡度三项杯测评分。所有酵母发酵均显著增加了木犀草素（5,7,3',4'-四羟基黄酮）的含量，其中HK处理组含量提升1147倍，该物质具有抗氧化与抗糖尿病潜力。此外，五羟基黄酮、原儿茶醛、5-苯基戊酸及柚皮素*（5,7,4'-三羟基黄烷酮）被确定为影响平衡感官属性的关键代谢物。仅HK菌株降低木脂素与香豆素含量，而GK处理显著增加萜烯及有机酸（如D-葡萄糖酸-1,5-内酯），并通过下调苦味前体（如5-苯基戊酸）降低咖啡涩感。KEGG富集分析表明，黄酮与黄酮醇生物合成途径是酵母调控的关键通路，菌株的差异影响糖苷水解与酚酸转化效率，进而改变风味轮廓。

研究成果为定向选育发酵菌株、开发高品质咖啡产品提供了理论依据。中国热科院香饮所助理研究员于鑫欣、宁夏大学联培硕士研究生黄梅与云南省农科院热经所助理研究员付兴飞为共同第一作者，香饮所研究员董文江为该论文通讯作者。

该研究依托海南省特色热带作物适宜性加工与品质控制重点实验室，得到云南省重大科技计划项目、中央级公益性科研院所基本科研业务费专项、农业技术示范与服务支持等项目的资助。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.fochx.2025.102781

报道链接：https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2025/8/549435.shtm