咖啡的化学成分与产地，你真的觉得他们没关系？

你喜欢哪里的咖啡？巴西、肯尼亚、埃塞俄比亚？我们为什么要关心咖啡的产地呢？其中一个重要的原因是，同一品种的咖啡，在不同地区生长会有不同的化学成分。这些化学差异不仅影响咖啡的风味和外形，而且也有助于我们更好地鉴别咖啡。

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Credit: Nathan Colton

产地与化学成分的关系

影响咖啡化学成分的因素很多。其中生产者就控制着巨大的变量，包括种植的品种、收获的时间以及咖啡的处理方法。他们还可以改变咖啡种植的环境，包括使用多少肥料及遮荫程度等。这些因素同该地区的自然气候及土壤条件等因素的综合作用，使得每种咖啡都有自己独特风味。

我们很早就根据产地把咖啡分成了各种风味。例如我们谈论的包含果味、高酸度的非洲咖啡、浓郁的中美洲咖啡。风味的形成与咖啡的化学成分密切相关。

但是咖啡豆的化学成分有些什么差异？我们真的能用化学标记来揭示或确认咖啡的来源吗？

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Credit: Miguel Regalado

用化学标记法鉴别咖啡

通过核磁共振光谱（NMR fingerprinting），科学家们可以鉴别出哥伦比亚咖啡，同样的技术也被用于鉴别拼配咖啡中的罗布斯塔。当人们怀疑阿拉比卡咖啡中掺有罗布斯塔时，就可以用这种技术进行鉴别。

研究人员还研究了用酚类和甲基黄嘌呤类化合物来鉴别咖啡的方法。这两组化合物是咖啡豆的重要成分。

甲基黄嘌呤包括咖啡因、可可碱和茶碱。酚类化合物包括有机酸和绿原酸，如阿魏酸、奎宁酸、咖啡酸，以及由奎宁酸和咖啡酸组合而成的化合物。咖啡的香味多是由酚类化合物产生的—咖啡酰奎宁酸（CQAs）。

正是由于这两组化合物的存在，使得咖啡对于其生长环境极其敏感。一般都认为这两组化合物对于咖啡对环境的适应性有重要的影响。

来自欧洲健康和消费者保护委员会的研究人员已经根据甲基黄嘌呤和酚类化合物的分析结果对咖啡进行了原产地区分，准确度可达90%以上。虽然成效显著，但咖啡在非洲大陆的分布实在太广，还无法将此项技术在实际中应用。

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Credit: NathanColton

不同地区咖啡豆的化学差异

我自己的公司，Sci-Fi Foods，专注于确定与产地有关的化学差异。我们观察到，在不同的咖啡中，咖啡因和酚类化合物的含量有很大的差别，以CQAs为例，萨尔瓦多和委内瑞拉的咖啡中咖啡因和CQAs含量极低，而肯尼亚的咖啡中CQAs含量较高。我们的研究还表明，南美洲和中美洲咖啡中的甘油氨酸和乙酸水平存在显著的差异。

我们正致力于研究咖啡的化学成分中更有区域特征的变化，目的是通过关键分子的浓度来识别区域。我们希望在不久的将来，我们能够预测未知样品的来源，并据此对咖啡进行评定。

了解化学差异及其对咖啡品质的影响将有助于保持或加强咖啡的特定风味特征。如果我们能够更好地了解哪些因素对咖啡的独特风味有影响，我们就可以通过改变咖啡的生长环境来强化或改变其风味特征。

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Credit: Miguel Regalado

为什么化学和产地之间的关系如此重要？

了解化学成分与生豆及熟豆风味之间的关系对烘焙者、买家和消费者都很重要。选择咖啡豆时，如果我们了解化合物对咖啡风味的影响，那么相比于阅读主观的风味描述，我们能够更容易找到自己喜欢的豆子。对化学成分的深入了解也有助于我们改进咖啡的烘焙和冲煮方法。

化学物质与原产地之间的关系也会促使生产者选择最适合其农场的品种进行种植，并通过种植环节的改进改善咖啡的风味。例如，如果知道某个环境条件会产生与理想口味相关的化学物质，那就可以专注于创造这种环境，以得到品质更好的咖啡豆。

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Credit: Fernando Pocasangre

如果我们能通过化学方法来识别产地，可以提高贸易的透明度，确保整个供应链的可追溯性。

为什么可追溯性很重要？传统的咖啡供应链环节很多，当咖啡豆到达客户的时候，对于咖啡的原产地，处理法等信息很可能是不准确的。如果我们能用化学分析来确定咖啡的产地及其种植信息，不仅有助于提升供应链的透明度及来源的可追溯性，从而提升贸易商的责任心。还可以提升市场准入门槛，有助于提高小规模优质咖啡生产商的收入。而且化学分析也有助于减少欺诈和误传，至少可以避免不良商家将罗布斯塔掺入阿拉比卡中。

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Credit: Miguel Regalado

化学分析更进一步的最大难题

但是要充分认识咖啡产地与化学组成之间的关系，还有一个重要的问题没有解决。那就是没有足够的有关咖啡产地的化学数据。了解与该地区咖啡相关的化学成分，需要在多个收获季节对每个主要产区的多种样品进行分析。

考虑到咖啡分布的国家众多，地域跨度又很大，这对于任何一个研究团队或公司来说都是一项艰巨的任务。要进行如此大规模的研究，需要所有咖啡人共同努力。

近年来咖啡化学与风味之间的关系越来越受到关注。很多研究机构、公司和爱好者形成了一个共享数据和研究成果的网络。这样就便于得到系统的数据记录，越多的团队参与进来，就可以得到越多的数据。

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Credit: Julio Guevara

要更好地了解咖啡的化学组成与产地之间的关系，任重而道远。这方面的研究可以为农业生产提供有益的信息，使生产者能够因地制宜并选择最好的品质种植。

化学分析不仅能更好了解风味的形成原因，还能提高供应链的透明度和可追溯性。

如果整个行业的研究人员和生产商能够大规模地协作并跟踪记录数据，就能够更全面地了解咖啡种植。

作者：Michael Beermannof Sci-Fi Food.