咖啡酸味特性研究进展

黄晓旭，张 勇，夏 斌

（1.普洱市茶叶和咖啡产业发展中心，云南 普洱 665000；2.普洱市农业科学研究所，云南 普洱 665000）

咖啡是世界三大饮料作物（咖啡、茶叶和可可）之一，其产量、产值和消费量均居三大饮料作物之首［1-2］。近10年我国咖啡消费呈现高速增长的趋势，有望成为仅次于美国的第二大咖啡消费国［3］。根据相关报告，购买咖啡时，有68.2%的消费者会考虑咖啡的口感，其中35.9%的人注重原材料的品质，32.3%的人注重咖啡的风味，还有28.1%的人会考虑性价比，只有不到6%的人会考虑品牌［4］。咖啡的感官品质是决定其经济价值的重要因素，酸度是评价咖啡优劣的重要指标，平衡的酸度通常和良好的咖啡风味相关联［5］。相比对咖啡挥发性物质的研究，目前对咖啡酸味物质的研究较少。本文从咖啡中酸的类型、影响咖啡酸度的因素、测定方法及酸味对咖啡偏好度产生的影响等研究进展进行阐述，为从业者开展咖啡产品质量控制及烘焙工艺提升提供参考。

1 咖啡中酸的类型

与其他水果一样，咖啡果实富含有机酸，这些有机酸赋予了咖啡鲜果独特的酸味。优质咖啡的酸味应该是内敛而不明显、尖锐的。咖啡果实中含有丰富的柑橘、莓果等酸味，而酸的种类和含量是决定咖啡品质的重要因素之一。喝咖啡时所感受到的酸味主要来自有机酸。经过烘焙后的咖啡中会产生30 多种不同的有机酸［6］，这些酸类物质赋予了咖啡各自独特的风味特性。常见的有机酸包括柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乙酸、乳酸和绿原酸等，这些有机酸对于咖啡风味的呈现至关重要。柠檬酸和酒石酸会产生酸味［7］，苹果酸会导致酸涩味［8］，而其他有机酸主要产生苦味［9］。苹果酸和柠檬酸所引起的酸味能够给人带来愉悦的感觉。此外，研究发现，绿原酸受热会产生奎尼酸，导致苦涩味［9-11］。

1.1 柠檬酸

在高海拔地区种植的阿拉比卡咖啡中的柠檬酸呈现出类似柠檬、柑橘和西柚的酸味，带有甜感的清爽口感。研究表明，柠檬酸是咖啡中主要的酸味来源之一［12］。柠檬酸主要产生于咖啡豆细胞的呼吸过程中，因此在咖啡生豆中普遍存在，但在烘焙过程中逐渐减少。一般来说，中美洲的咖啡含有较高的柠檬酸。

风味特点：清爽的酸味，但随着时间的推移，酸味会逐渐减弱。

1.2 苹果酸

苹果酸是一种具有刺激性味道的有机酸，类似于青苹果或梨的酸味，口感清脆并带有一丝苦涩。这种酸质主要存在于未成熟的苹果和其他水果中，属于一种结晶酸。苹果酸主要在细胞呼吸过程中产生，通常存在于咖啡生豆中，在烘焙过程中会逐渐减少。在世界各个咖啡产地中，肯尼亚咖啡的苹果酸含量相对较高。

风味特点：酸度较大，但味道柔和，带有特殊的香味，稍微带有苦涩的味道，而且在口感的后段，余韵更加强烈。

1.3 酒石酸

酒石酸是一种在许多植物中自然存在的有机酸，其中最为明显的来源就是葡萄。酒石酸的最显著特点是其辨识度高的口感，会让人感到口腔被酸液刺激，甚至会引起唾液的分泌，同时还带有一丝苦涩的余韵。类似的酸味也可以在香蕉和鳄梨中找到。

风味特点：类似于葡萄的酸味。

1.4 乙酸

咖啡中的乙酸主要在发酵过程中产生。在烘焙过程中，乙酸的含量会先增加，这主要是因为多糖分解产生了一部分乙酸。然而，如果温度持续上升，乙酸在达到一定量后会被高温分解，逐渐减少。

风味特点：过多的乙酸会导致咖啡呈现负面的酸味，适量的乙酸会给咖啡带来像青柠一般的清爽酸味。

1.5 乳酸

乳酸可以为咖啡增添一种特殊的口感。在咖啡的初加工水洗处理法中，咖啡豆需经过除杂、分级、脱皮（胶）、发酵、清洗、干燥、脱壳和分选等步骤。发酵将咖啡的风味激活，利用发酵分解咖啡豆内的果胶，将风味物质透过豆壳进入咖啡生豆内部，同时依靠微生物和咖啡自身的酶分解咖啡内的多糖物质使之转化为醇类、乙酸、乳酸和其他酸类物质，从而改善口感，乳酸菌会在发酵过程中产生乳酸。而在烘焙过程中，咖啡豆中的多糖会被分解成单糖，这些单糖进一步发酵产生乳酸。因此，乳酸含量会随着烘焙时间的增加而增加。乳酸的存在不仅影响咖啡的口感，还对咖啡的香气和色泽产生一定的影响。

风味特点：乳酸呈现出轻微的涩味，酸味则相对柔和。

1.6 绿原酸

研究表明，在咖啡豆烘焙过程中，绿原酸会迅速降解，而绿原酸及其降解产物等是导致咖啡涩味的主要因素［13］。通常情况下，绿原酸会在烘焙过程中分解成奎宁酸和咖啡酸，而奎宁酸的味道并不令人喜欢。

风味特点：绿原酸是影响咖啡风味的要素之一，不仅影响咖啡的酸度［14］，并且还赋予咖啡收敛性［14-15］和苦味［16］。

2 影响因素

2.1 产区不同

不同产区的咖啡豆具有不同的风味特点。非洲产区的普遍具有水果风味和酸感；美洲产区的则普遍温和平衡，带有坚果风味；亚洲产区的则普遍浓香醇厚。每个产地的土壤性质和产出咖啡豆所含酸的成分含量都不同。例如，肯尼亚咖啡中普遍含有苹果酸，而哥伦比亚咖啡则常含有柠檬酸。产区的海拔越高，早晚温差越大，在这种低温环境中的咖啡生长速度较慢，咖啡豆的酸度也会更高。例如，巴西种植区海拔明显低于中南美洲的其他生产国，很多地区海拔低于1 000 m，地貌平坦单调，缺乏微型气候和采用遮阴栽培的习惯。因此，巴西咖啡的酸味较低，坚果味较重，有巧克力甜香且醇厚度较佳，略带木味和土味。有学者选取意大利、肯尼亚、巴西、巴拿马、及中国的云南省、海南省和台湾省共7 个咖啡产区的深度烘焙咖啡豆为研究对象［17］，采用HPLC的方法检测咖啡中的有机酸，发现巴拿马产区的有机酸含量明显高于其他产区，海南省和台湾省产区的有机酸含量都较低，国产咖啡豆中，云南省产区的有机酸含量较高，表明其品质较好，口感较其他国产咖啡丰富。

2.2 初加工的影响

水洗处理法加工的咖啡酸味通常较为温和、清澈，而日晒处理法的则相对较强烈。造成这种差异的原因在于水洗处理法在去除果肉后会先将咖啡豆浸泡在水中，去除蔗糖和果糖，这个过程会放大咖啡的酸质而不影响甜度。另一方面，日晒处理法将完整的咖啡果实暴露在阳光下晒干，增添整体的甜度并大幅提高酸质。

2.3 咖啡烘焙度的影响

咖啡豆烘焙过程中会发生美拉德反应和焦糖化反应，这个过程会导致咖啡豆的糖、酸、咖啡因和绿原酸等风味和功能性物质发生变化。柠檬酸和苹果酸是咖啡豆新陈代谢的产物，它们不具有挥发性，容易和咖啡豆中的糖分结合，从而降低咖啡的尖酸味，增加浅中烘焙度咖啡的活泼度和层次感。研究发现，随着烘焙程度的增加，咖啡的酸度会降低［18］。在浅度和中度焙烤咖啡中，柠檬酸和乙酸的含量较高，其次是苹果酸，前两种酸的含量会随着焙烤程度的加深而明显降低［19］。通常，不成熟的咖啡豆中含有较高的苹果酸，这往往会导致咖啡的酸涩味［20］。此外，研究还表明烘焙速度对咖啡的酸味没有影响［21］。

2.4 冲泡方式

冲泡咖啡时，磨粉的粗细、水温的高低以及萃取的时间等因素都会对咖啡的酸度产生影响。研磨得越细，萃取率就越高，有机酸的含量也会增加。Rao 等研究指出［22］，冷萃咖啡的酸度较低，相比之下，热冲咖啡的酸度较高。由于冷萃咖啡的低酸度，一些人会感觉冷萃咖啡更甜。国外学者研究发现，较粗研磨的冷萃咖啡的酸度要低于较细研磨的冷萃咖啡［23］。此外，短时间冲煮咖啡会产生更多的酸质，而长时间冲煮则会使咖啡变得更苦。

2.5 储藏

王茜［24］研究发现：苹果酸和奎尼酸在烘焙咖啡豆贮藏过程中发生了较大的变化。苹果酸的涩味对咖啡的风味不利，研究发现，在不同的加速储藏条件下，苹果酸的变化相对一致，即5 d 后开始降低，第10 d 达到最低点，而在15～25 d 之间增加到一定值后没有显著的差异（P＞0.05）；奎尼酸在贮藏的前期没有明显的变化，但在15 d 后迅速增加到峰值，然后降低到前期的水平。奎尼酸导致的苦味在一定程度上受到部分消费者的喜爱，而其分解产物可以提高咖啡的风味。

3 咖啡酸味物质的鉴定方法

3.1 仪器分析

有机酸的仪器检测方法主要包括高效液相色谱（High Performance Liquid Chromatography Detection，HPLC）法［25-27］、毛细管电泳（Capillary Electrophoresis，CE）法［28］、气相色谱（Gas Chromatography GC）和气相色谱-质谱（Gas Chromatography-Mass Spectrome GC-MS）法［29-30］、离子色谱（Ion Chromatography,IC）法［31］。其中，HPLC 法是应用最广泛、分析速度最快的方法，已有很多研究报道了其在有机酸分析检测中的应用。该方法具有准确、稳定以及重复性好的特点，适用于咖啡中有机酸的分离、鉴定与含量测定。在该方法中，有机酸成分的分离效果良好，各成分的质量浓度与峰面积在测定范围内呈良好的线性关系（r＞0.999 5），平均加标回收率在86.31%～95.23%，有机酸的精密度及重复性的RSD 值均小于3.0%。 该方法简便、准确且重复性好。

3.2 感官分析法

感官分析法通常包括味觉稀释、标度法和阈值检验三类方法。味觉稀释是一种常用的味觉感官分析方法，通过逐渐稀释样品，评价人员可以确定其味道的强度和质量。这种方法可以帮助确定样品的味道是否符合预期，以及在不同浓度下味道的变化情况。标度法是另一种常见的味觉感官分析方法，评价人员根据一定的标度来评价样品的味道特征。这种方法可以帮助确定样品的味道特点，例如酸度、甜度、苦味等，并对不同样品进行比较。阈值检验是一种用于确定评价人员对某种味道的敏感度的方法，通过逐渐增加或减少味道的浓度，评价人员可以确定他们能够察觉到的最低或最高浓度。这种方法可以帮助确定评价人员对某种味道的感知能力，从而更好地理解对样品的感受。

4 酸味对咖啡偏好度的影响

研究发现，咖啡的偏好度受到环境因素（61%）和基因因素（39%）的共同影响［32］。环境因素包括生活习惯和饮食文化的差异，而基因因素则是指个体的遗传背景。在西方国家，咖啡通常被视为一种提神饮品，人们喜欢浓郁的咖啡口味。而在东方国家，茶文化占主导地位，咖啡的酸味对于一些人来说可能过于刺激。因此，中外消费者对咖啡酸味的接受程度存在差异。一些研究表明，咖啡的苦味感知与基因有关。有些人天生对苦味的敏感度较高，而有些人则相对较低。这可能解释了为什么有些人喜欢浓郁的咖啡，而有些人则偏好淡一些的口味。环境因素和基因因素之间可能存在相互作用。环境因素可以改变基因的表达方式，从而影响个体对咖啡的偏好。例如，一个人在成长过程中接触到的咖啡文化和饮食习惯可能会影响其对咖啡的喜好。因此，咖啡的偏好度受到环境因素和基因因素的共同影响，这种影响与人们对咖啡酸味的接受度有关。

5 结语

咖啡的风味是由多种因素共同影响的，其中有机酸是其中一个重要的组成部分。有机酸的种类和含量会直接影响咖啡的口感和风味特点。不同的有机酸会赋予咖啡不同的酸度和口感，例如柠檬酸会给咖啡带来明亮的酸味，苹果酸则会给咖啡带来柔和的酸度。因此，研究和分析咖啡酸味物质对了解咖啡的风味特点以及提高咖啡的品质至关重要。然而，目前国内对于咖啡酸味物质的研究相对较少。虽然国外已经有一些关于咖啡酸味物质的研究成果，但是由于国内外环境和种植条件的差异，这些研究结果并不能完全适用于我国本土咖啡，未来仍需进一步探索研究。