是谁在影响咖啡品质？仪器发现全新结构化合物

2020-01-07 09:12:10 来源：仪器网阅读量：9611

　　工作的时候睡意来袭，只需要一杯香浓的咖啡就可以立刻打起精神。咖啡风靡，成为世界三大无酒精饮料之一。出于人类的嗜好，咖啡也变成了热门的研究对象，从咖啡风味的物质来源到咖啡对人体会产生怎样的影响，大量的研究几乎将咖啡的化学成分全都研究了一遍。然而人们真的找到影响咖啡品质的全部化合物了吗？

　　影响咖啡品质与风味的因素有很多，包括咖啡的品种、咖啡豆的烘培、咖啡的加工方法等从咖啡树种植到咖啡倒入杯子的所有环节。这些因素造成不同咖啡之间的化学成分存在细微差异继而影响咖啡的香气、口感以及质量。目前研究发现的咖啡中的化学物质已经超过1500种，其中大部分都是挥发性化学成分，这也是影响咖啡风味的核心物质。除此之外褐色素、绿原酸等非挥发性化合物也是咖啡口味的来源。

　　几个月前，美国俄亥俄州立大学Devin Peterson教授带领研究团队利用非目标化学表征风味组学研究方法重新对咖啡中影响其品质评价的化合物进行了筛选研究，发现了新的影响因素，并且这些化合物还具有新的化学结构。

　　研究团队从亚、非、美三大洲的咖啡产地选取了18种绿咖啡豆样品，并根据精品咖啡协会的标准，将样品打分，分为次品、优品和特优品三个质量等级。通过液相色谱质谱联用仪分离与分析煮熟咖啡中的化学成分，研究团队共表征标记了2450个化学小分子。这些化学小分子在多变量统计分析之后与咖啡品质得分联系在一起，然后从中筛选出对样品质量等级影响大的4种小分子。

　　随后，研究团队利用多维液相色谱富集纯化这4种小分子化合物，在煮咖啡样品中分别定量添加了这四种化合物的纯品，再进行咖啡的质量等级评估。通过对比添加化合物之后咖啡的品质变化，研究团队确定了其中3种化合物可以明显增加咖啡品质。在高分辨质谱和核磁共振波谱的帮助下，化合物的元素组成、官能团和连接方式被解析出来。后研究团队得到了两个全新的化合物结构以及另一个化合物的部分结构片段。其中这两个新的化合物被证明是含有3-甲基丁酸酯片段的绿原酸衍生物。

　　在研究过程中，研究团队运用了液相色谱质谱联用仪、多维液相色谱、高分辨质谱和核磁共振波谱等先进的分析仪器。在化学物质的成分分析中，质谱与色谱是常用的分析方法，由于色谱的分析能力相对较弱，因此往往用于样品的分离、纯化等处理步骤，而化合物的元素分析则交由质谱完成。不同分析仪器各有所长，在学术研究中往往需要多种仪器互相配合，液质联用仪进行化合物表征、多维液相色谱富集纯化、高分辨质谱分析元素组成、核磁图谱解析官能团和连接方式，正确发挥仪器的不同作用才能得到理想的实验结果。

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