8个咖啡品种在德宏州的品质表现①

郭铁英张洪波 夏红云 萧自位 白学慧

(云南省德宏热带农业科学研究所 云南瑞丽 678600)

咖啡是云南省带动边境经济发展的高原特色农业重要组成部分[1-2]。云南咖啡主要以出口原料(咖啡生豆，即咖啡商品豆)为主，对咖啡原料质量的评价主要由物理特性和杯品质量决定。随着社会经济发展，中国逐渐成为世界上咖啡消费量增长最快的国家之一。虽然目前中国咖啡消费仍主要以速溶为主(占85%左右)，但近几年随着消费理念的变化，咖啡消费观逐渐由时尚向健康转变，现磨咖啡消费正在逐步增加。消费者对现磨咖啡的品质要求多以咖啡因等内含物含量以及口感(以杯品质量评价)为主[3]。综合来看，小粒种咖啡品质的评价指标主要包括商品豆物理特性、化学特性、杯品质量3方面，主要受品种、纬度、海拔、种植模式、初加工、烘焙、包装存贮、冲泡等因素影响[4-6]，其中品种、光照、纬度和海拔影响最大[7]。为了丰富云南省咖啡栽培品种，改变咖啡种植品种比较单一的现状(主要种植品种为卡蒂姆，即Catimor)，云南省德宏热带农业科学研究所选育出一系列的咖啡新品种，其中有德热132、德热48-1、德热155、德热296、59号、63号、161号、199-1号等。本文以德宏州为试点，选择8个小粒咖啡新品种，对其商品豆的物理特性、内含物、杯品质量进行测定，并分别评价，给科研人员、咖啡种植者以及消费者提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验材料

参试品种德热132、德热48-1、德热155、德热296、59号、63号、161号、199-1号均来源于农业农村部瑞丽咖啡种质资源圃。

1.1.2 试验地概况

在德宏州共安排2个试验地点，分别位于瑞丽市市郊，芒市勐戛镇勐稳村河边寨。

瑞丽试验地位于瑞丽市瑞京路云南省德宏热带农业科学研究所(海拔 798m， 北纬 24°01′， 东经 97°51′)，年平均气温 20.7℃，极端最高气温为34.4℃，最冷月平均气温13.3℃，年降雨量1 400 mm，年平均相对湿度80%，年日照时数2 351.1 h，土壤为砖红壤，pH 4.7～5.6，橡胶林下间作咖啡荫蔽种植，橡胶株行距为2.5 m×14 m，2010年7月12日定植。

河边寨试验地为德宏后谷咖啡有限公司勐戛镇勐稳村河边寨基地(海拔 1 260 m， 北纬 24°24′， 东经98°38′)， 年平均气温17℃， 极端最高气温36.2℃，最冷月平均气温12.3℃，年降雨量1 655 mm，年日照时数2 252.9 h，土壤为红壤，pH 5.0～7.4，全光照种植，2011年6月11日定植。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

采用随机区组设计，重复3次，种植株行距1 m×2 m，每小区定植60株，其中中心40株为试验株[2]。在咖啡盛熟期每个小区采摘成熟鲜果2 kg，每株采摘50 g，每个试验基地共采摘6 kg。

1.2.2 水肥管理

定植前施农家肥15 g/hm2作为基肥，7～8月每月施尿素1次，每次施0.02 kg/株；9、10月各施氯化钾1次，每次施0.025 kg/株；11月施氯化钾1次，施0.05 kg/株。定植后第2年，1～2月施有机肥3～5 kg/株、钙镁磷肥0.1 kg/株。3～5月每月施1次沤制水肥，加1%尿素，每次施2～3 kg/株。7～9月各施尿素和氯化钾1次，每次施0.05 kg/株。投产后有机肥每年施5.0 kg/株，磷肥0.1 kg/株。3～5月每月施1次沤制水肥，加1%尿素，施5.0 kg/株。6、7月每月施尿素1次，每次施0.075 kg/株。8、9月各施复合肥、氯化钾1次，每次施0.1 kg/株。2个试验地均不喷施农药，除草、中耕、修剪等田间管理措施与本植区大田咖啡生产相同。

1.2.3 加工

制样地点：瑞丽，河边寨试验地样品采摘后当天运送到瑞丽进行加工。

(1)全水洗(又称湿法加工)

采摘完全成熟鲜果→去除杂质→去除果皮→发酵12 h→加少量水继续发酵24 h→清水清洗至无果胶→阳光下干燥至水分12%→真空包装。

(2)半水洗(又称蜜法加工或蜜处理)

采摘完成成熟鲜果→去除杂质→去除果皮→阳光下干燥至水分12%→真空包装。

(3)干法(又称自然干燥或日晒处理)

采摘完全成熟鲜果→清水清洗并除去漂浮豆→阳光下干燥至水分9%→真空包装。

1.2.4 项目测定

(1)商品豆物理特性评价

取300 g咖啡商品豆，测千粒重，17号筛级，按照GBT 15033-2009分别测定各级正常豆重、畸形豆、碎豆豆重与斑点豆重，计算各级豆中正常豆占总样品的比率，重复3次取平均值。测定地点：云南省德宏热带农业科学研究所咖啡研究中心质量检测实验室。

(2)内含物测定

对瑞丽试验点和河边寨试验点8个参试品种采样，全水洗加工获咖啡商品豆，委托农业部农产品质量监督检验测试中心(昆明)检测咖啡商品豆的蛋白质、粗脂肪、粗纤维、水浸出物、咖啡因、总糖。测定地点：昆明。蛋白质按GB 5009.5-2016检测；粗脂肪按GB 5009.6-2016检测；粗纤维按GB/T 5009.10-2003检测；水浸出物按GB/T 8305-2013检测；咖啡因按GB 5009.139-2014检测；总糖按GB/T 5009.7-2016检测。计算2个试验点各内含物含量平均值。

(3)杯品质量测定

分别对瑞丽试验点和河边寨试验点8个参试品种使用全水洗、半水洗、干法3种初加工方式制备杯品样品，委托北京君捷西中贸易有限公司进行杯品质量评估。杯测采用SCAA(美国精品咖啡学会，Specialty Coffee Association ofAmerica)方法及流程。评测项目：干香/湿香、酸度、风味、纯度、回甘度、平衡度、整体评价、一致性、甜度、洁净度。评分标准：满分为100分，前7项各项满分10分，后3项指标各项按常规10分记。品尝流程：烘焙度采取焦糖化指数58/63烘焙；10 g咖啡粉，中等粒度研磨；180 mL 93.33℃左右热水直接冲泡；浸泡4 min后破渣；8～10 min间开始进行品尝。

1.2.5 数据处理与分析

数据采用Excel 2010以及SPSS 22.0软件进行相关性分析及显著差异分析。

2 结果与分析

2.1 商品豆物理特性评价

千粒重是咖啡商品豆的大小与饱满度的体现，2个试验点8个咖啡品种商品豆的千粒重测定结果如表1、2所示。瑞丽试验点(表1)商品豆千粒重最重为59号，显著大于其他品种；最轻为德热132，显著小于其他品种；≥17#商品豆的总重最重为德热155和德热48-1，显著大于其他品种；最轻为德热132，显著小于其他品种；≥17#正常豆重最重为59号，最轻为德热296，各品种之间差异显著；＜17#正常豆重最重为德热132，最轻为德热59号，各品种之间差异显著。瑞丽试验点物理特性59号表现最佳，其次是德热155和德热48-1；表现最差为德热296，德热132豆粒最小。

河边寨试验点(表2)商品豆千粒重最重为63号，其次是59号，显著大于其他品种；最轻为德热132，显著小于其他品种；≥17#商品豆的总重最重为63号，最轻为德热296，各品种之间在0.05水平上均差异显著；≥17#正常豆重最重为63号，最轻为德热296，各品种之间差异显著；＜17#正常豆重最重为德热132，显著大于其他品种；最轻为德热296，显著小于其他品种。河边寨试点物理特性表现最佳是63号，其次是59号；表现最差为德热296，德热132豆粒最小。

表1 瑞丽试验点8个品种咖啡商品豆物理特性

表2 河边寨试验点8个品种咖啡商品豆物理特性

综合两个试验点8个品种的表现，59号商品豆物理特性表现比较突出，德热132豆粒最小，德热296表现最差。

2.2 杯品质量评价

8个品种杯测结果如表3所示。瑞丽试验点，全水洗加工样品59号杯测分数最高；半水洗加工199-1号最高，干法加工德热132最好，其次为59号；综合来看，瑞丽试验点59号杯测结果最好。

表3 杯测结果

河边寨试验点全水洗加工样品59号最高；半水洗加工德热48-1最高；干法加工德热132最好；综合来看，河边寨试点德热48-1杯测结果最好，59号其次。根据SCAA评分标准，80分以上为精品咖啡，全部样品中，瑞丽试验点德热132干法加工样品以及河边寨59号全水洗样品为精品咖啡，瑞丽59号干法加工样品以及河边寨德热132干法加工样品非常接近精品咖啡分数。综合两地及3种加工方式，杯测质量结果较为理想的品种是59号。

2.3 内含物测定

与咖啡品质相关的咖啡内含物主要有咖啡因、粗纤维、蛋白质、粗脂肪、总糖、水浸出物等[7]。2个试验点8个品种蛋白质、粗脂肪、粗纤维、水浸出物、咖啡因、总糖含量测定结果如表4所示。

表4 内含物测定结果

续表4 内含物测定结果

咖啡因，黄嘌呤生物碱化合物，呈典型的苦味，是小粒种咖啡果实中最主要的生物碱，主要具有中枢神经兴奋和利尿功能，咖啡因是咖啡中重要的品质指标，热稳定性强，在烘焙过程中含量较为稳定[7-9]。2个试验点8个品种商品豆咖啡因含量范围在1.029%～1.409%，对比2个地点含量平均值，161号最高，199-1最低。

粗纤维包括纤维素、半纤维素、木质素及角质等成分，咖啡商品豆中的纤维质烘焙后碳化形成炭质，总糖的焦糖化反应和炭质相互结合形成咖啡色调，粗纤维中的纤维素、半纤维素等还可以影响冲泡后咖啡的粘度[1，7，10]。 2个试验点8个品种商品豆粗纤维含量在19.69%～30.98%，对比2个地点含量平均值，德热132最高，德热155最低。

蛋白质在烘焙程度中降解成为各种氨基酸，参与美拉德反应。咖啡品质与蛋白质含量关系存在争议，有研究称，蛋白质含量与咖啡品质间不相关，也有研究称，品质好的咖啡豆其蛋白质含量更高，但是蛋白质和氨基酸对于还原糖参加美拉德反应是不必可少的[11-12]。2个试验点8个品种商品豆蛋白质含量在11.6%～14.4%，对比2个地点含量平均值，59号最高，德热132最低。

2个试验点8个品种商品豆粗脂肪含量在6.22%～15.13%，对比2个地点含量平均值，德热155含量最高，德热296含量最低。

本试验测定的咖啡商品豆总糖含量为葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖麦芽糖等还原糖，葡萄糖、果糖等是咖啡品质重要指标之一，也是咖啡甜味的主要来源；还原糖是咖啡品质重要指标之一，还原糖与游离氨基酸的氨基发生美拉德反应生成吡嗪类、呋喃类、醛类和酮类化合物等物质[13-14]。2个试验点8个品种的总糖含量在7.36%～12.7%，对比2个地点含量平均值，59号最高，德热132最低。

水浸出物跟最终冲泡咖啡溶于水的物质有关，溶于水的物质越多，最终冲泡出来的咖啡口感越丰富，但部分水浸出物也会给咖啡带来苦涩等不愉快的味道。2个试验点的8个品种的水浸出物含量在32.28%～39.89%，对比2个地点含量平均值，德热296最高，德热132最低，161号2个试验点样品相差最小为0.01%。

3 讨论与结论

综合2个试验点8个品种的表现，59号商品豆物理特性表现比较突出，德热132豆粒最小，德热296表现最差。对比2个试验点千粒重，有7个品种河边寨样品商品豆千粒重重于瑞丽(59号除外)。对云南小粒种咖啡千粒重与种植海拔关系的研究结果显示，千粒重随着种植海拔的升高而增加，本试验结果与此基本符合[4，7]。从杯测结果来看，德热132瑞丽试验点干法加工样品和59号河边寨试验点全水洗加工样品达到了精品咖啡分数(根据SCAA评分标准)，德热132河边寨干法加工样品和59号瑞丽试验点干法加工样品非常接近精品咖啡分数，综合2个试验点3种初加工方式来看，59号杯测结果最好。对比3种不同加工方式，干法加工样品杯测结果最好，其次为全水洗加工样品，半水洗最差；对比2个试验点，瑞丽试验点杯测结果优于河边寨。大多数咖啡研究者认为，咖啡商品豆品质，环境与基因的互作(genotype and environment，G&E)起主要作用。环境因子研究最测结果优于河边寨。大多数咖啡研究者认为，咖啡商品豆品质，环境与基因的互作(genotype and environment，G&E)起主要作用。环境因子研究最多的是光照与海拔。同样基因型的品种种植海拔越高，杯测结果越好。但是如果将光照考虑进去，海拔的作用就不是十分明显[4，6-7，15]，本次试验结果验证了这一观点。从本次试验结果来看，河边寨试验点海拔高度高于瑞丽试验点，但是河边寨试验点采用全光照种植，瑞丽试验点采用荫蔽种植，从杯测最终结果来看，瑞丽试验点结果优于河边寨。

咖啡生豆风味不适宜直接冲煮引用[16]，经过烘焙处理后，内含物发生不同程度的美拉德反应、斯特克降解、焦糖化等系列化学反应，生成包括吡嗪类、呋喃类、吡啶类、吡咯类、醛酮类、酚类、硫化物和有机酸等挥发性呈香物质，最终形成咖啡的特征风味[13，17-18]。从6个内含物2个试验点含量平均值来看，咖啡因含量161号最高，199-1最低；粗纤维含量德热132最高，德热155最低；蛋白质含量59号最高，德热132最低；粗脂肪含量德热155含量最高，德热296含量最低；总糖含量59号最高，德热132最低；水浸出物含量德热296最高，德热132最低。对比2个试验点样品内含物含量，其中6个品种蛋白质、粗纤维、总糖含量瑞丽样品高于河边寨，6个品种粗脂肪、咖啡因含量河边寨样品高于瑞丽。黄家雄等曾对咖啡因、粗脂肪等于咖啡种植海拔高度之间相关性做过研究，其结果显示，咖啡商品豆总糖含量与海拔高度之间呈显著正相关，咖啡因、粗脂肪含量与海拔高度之间呈极显著负相关，蛋白质、 粗纤维、 水浸出物与海拔高度之间相关关系不显著。本试验结果与黄家雄等研究结果不相符合，品质相关的各项内含物与种植海拔之间的相关性，有待于进一步研究。