全 文 ：烘焙程度对云南小粒咖啡香气品质的影响
周斌，任洪涛
（云南省香料研究开发中心，云南昆明 650051）
摘 要：云南的小粒咖啡具有较高的品质。咖啡在烘焙过程中发生了美拉德反应和焦糖化反应，为了研究烘焙过程中
咖啡香气的变化，对云南的小粒咖啡采用了浅、中、深 3种方式烘焙，对烘焙好的咖啡豆采用同时蒸馏萃取法进行香气
成分提取，并进行气相色谱-质谱联用分析，研究了不同烘焙程度条件下云南小粒咖啡香气成分定性定量结果。表明了
不同烘焙程度对于咖啡的香气有影响。
关键词：云南小粒咖啡；烘焙程度；香气品质；气相色谱-质谱法
Effect of Different Roast Degree on Aroma Quality of Coffee Arabica in Yunnan Province
ZHOU Bin，REN Hong-tao
（Yunnan Flavor&Fragrance Research&Development Center，Kunming 650051，Yunnan，China）
Abstract：The coffee arabica in Yunnan Province has good quality.There are two reactions during roasting：
maillard reaction and carnmel reaction. For study the change of aroma quality of coffee during roasting，the
aromatic constituents of light roast coffee，medium roast coffee and dark roast coffee in Yunnan province were
isolated by simultaneous distillation extraction and identified by GC-MS method.Studying the qualitative and
quantitative results of the aromatic constituents of the coffee arabica in Yunnan Province which roasting different
roast degree.The result showed that different roast degree can effect the coffee aroma.
Key words：coffee arabica in Yunnan province；roast degree；aroma quality； gas chromatography and mass
spectrometry analysis
基金项目：云南省应用基础研究计划（2011FZ095）
作者简介：周斌（1977—），男（汉），副研究员，硕士，主要研究方向：食
品分析化学。
食品研究与开发
Food Research And Development
2014年 11月
第 35卷第 22期
DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2014.22.020
咖啡是特色热带农产品，近几年，咖啡的产量、贸
易量在持续增长，是国际贸易量最大的农产品之一。
随着咖啡文化的传播，中国咖啡的消费量也在不断增
长。中国咖啡生产地主要是云南、海南、台湾。从种植
面积及咖啡豆产量来说云南都占有主导地位[1-2]。云南
种植的主要是小粒咖啡，即阿拉比卡咖啡，云南种植
的咖啡豆具有“浓而不苦，香而不烈、略带果酸味”的特
点，可与世界最好的咖啡—蓝山咖啡相媲美，曾被国
际咖啡组织（ICO）评为一类产品[3-4]。
咖啡豆在没有烘焙前，即生豆时是没有香味的。
经过烘焙，给咖啡豆加热，咖啡豆发生了美拉德反应
和焦糖化反应，发生了一系列化学变化，产生了大量
的新化合物，正是这些化合物使咖啡具有了特征的
香气、色泽和口感。现在国内对于咖啡香气的研究
较少[5-7]，研究主要集中在适应性栽培研究、丰产栽培
研究、抗病选育研究、病虫害研究等方面[8-11]，对于烘焙
对咖啡香气品质的影响研究较少。一般认为烘焙程度
较浅时，咖啡口感较酸，烘焙较深时，咖啡口感较苦，适
合的烘焙，能释放出咖啡豆的最大香气。但是并没有
多少数据来论证这个说法。
在研究中，对浅、中、深 3种烘焙程度的云南小粒
咖啡豆采用同时蒸馏萃取法提取香气成分，应用气相
色谱-质谱法对提取物进行分析检测，经过定性定量
分析，对比了不同烘焙程度对云南小粒咖啡香气的影
响，确定了 149个香气化合物。经过品评，同时结合香
气分析，认为云南小粒咖啡采用中度烘焙能够反映其
特点。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
烘焙度为浅、中、深的 3种云南小粒咖啡：购买于
检测分析
68
表 1 不同烘焙度的云南小粒咖啡主要香气成分及其含量
Table 1 The main compounds of Coffee arabica in Yunnan province by different roase degree and content
云南爱伲集团；二氯甲烷（分析纯）：上海试四赫维化工
有限公司；无水硫酸钠：北京化工厂；蒸馏水：自制。
1.2 仪器与设备
Agilent6890-5973 气质联用仪（HP6890 气相色
谱、HP5973质谱检测器、HP7683自动进样器）：美国安
捷伦公司；同时蒸馏萃取器：自制；R3旋转蒸发仪：瑞
士步琪公司。
1.3 实验条件
1.3.1 提取方法
分别称取烘焙度为浅、中、深的 30 g云南小粒咖
啡样品放入同时蒸馏萃取器中，加入 300 mL蒸馏水；
同时蒸馏萃取器的另一边加入 30 mL二氯甲烷，提取
3 h，提取液用无水硫酸钠脱水后，浓缩至 1 mL，用
GC-MS分析。
1.3.2 色谱条件
气相毛细管柱为：HP-5MS60 m×0.32 mm×0.25 μm
弹性石英毛细管柱；载气：氦气；进样口温度：250 ℃；
柱流速 1.2 mL/min，进样量 1 μL；升温程序：起始温度
50℃（保持 5min），按 5℃/min升到 250℃，保持 15min；
分流比：30︰1。
1.3.3 质谱条件
离子源：EI；气质接口温度：280 ℃；离子源温度：
230℃；四级杆温度：150℃；电子倍增器电压：1 894 V；
电子能量：70 eV。
2 结果与分析
按照上述实验对样品香气成分提取后，用 GC-MS
法对提取物分析，总离子流图见图 1（以中度烘焙的样品
为例），对各成分进行定性定量分析，利用GC-MS自带的
NIST谱图库检索，一共确定了 148个成分，采用峰面积
百分归一化法对各成分进行定量分析。结果见表 1。
500 000
400 000
300 000
200 000
100 000
0
丰
度
10.00 40.00
时间/min
20.00 30.00
图 1 云南小粒咖啡香气成分总离子流图
Fig.1 GC-MS total ionic chromatogram of aroma components of
Coffee arabica in Yunnan province
序号 保留时间/min 中文名称 A含量/% B含量/% C含量/%
1 4.50 环戊醇 0.17 0.16 0.14
2 4.68 2-甲基四氢呋喃-3-酮（面包酮） 0.48 0.51 0.35
3 5.12 2-甲基吡嗪 1.53 2.16 1.39
4 5.36 2-甲基-4（5）硝基咪唑 0.11 0.12 0.09
5 5.49 糠醛 1.52 1.65 0.73
6 6.40 糠醇 11.11 10.29 11.43
7 6.60 3-辛炔-1-醇 0.10 — —
8 6.69 己酸 — — 0.12
9 6.75 过氧化乙酰丙酮 0.48 0.61 0.28
10 7.43 1，3，5，7-环辛四烯 0.07 0.10 0.04
11 7.51 3-戊炔-1-醇 — 0.03 —
12 7.99 3-甲基-2-环戊烯-1-酮 0.33 0.34 0.20
13 8.17 2-乙酰基呋喃 1.79 2.19 1.32
14 8.29 2-乙基吡嗪 0.57 0.71 0.54
15 8.42 2，3-二甲基吡嗪 0.25 0.30 0.54
16 8.81 Γ-二甲基丁内酯 0.13 0.16 0.05
17 9.13 （E）-1，3-十九二烯 — 0.05 —
18 9.47 2，5-二甲基-4-羟基-3（2H）呋喃酮 0.16 0.13 0.11
19 9.74 2-正丁基呋喃 0.09 0.11 0.10
20 9.82 乙烯基吡嗪 0.04 0.05 0.05
21 9.93 苯甲醛 0.13 0.14 0.13
22 10.08 5-甲基呋喃醛 4.60 4.97 2.26
23 10.21 1-乙酰氧基-2-丁酮 0.35 0.36 0.19
检测分析 周斌，等：烘焙程度对云南小粒咖啡香气品质的影响
69
续表 1 不同烘焙度的云南小粒咖啡主要香气成分及其含量
Continue table 1 The main compounds of Coffee arabica in Yunnan province by different roase degree and content
序号 保留时间/min 中文名称 A含量/% B含量/% C含量/%
24 10.34 2，6-二甲基环己酮 — 0.09 0.11
25 10.54 4-溴甲基-2，2，5，5-四甲基-3-咪唑啉-3-氧化物-1-氧 0.06 0.06 0.06
26 10.66 （E）-4-庚醛 — 0.07 0.03
27 10.84 苯酚 0.41 0.44 0.58
28 10.97 3-环丁烯-1-甲酰胺 0.06 0.06 —
29 11.24 乙酸糠醇酯 1.88 2.39 1.86
30 11.35 2-乙基-5-甲基吡嗪 0.50 0.60 0.46
31 11.40 2，3，5-三甲基吡嗪 0.45 0.50 0.34
32 11.51 N-甲基-2-吡咯甲醛 0.80 0.90 0.58
33 11.68 4-甲基-2-丙基呋喃 — 0.36 0.18
34 11.75 2-吡咯甲醛 0.62 — 0.17
35 12.05 吡嗪 0.45 0.40 0.36
36 12.15 1，2，5，6-四氢吡啶 0.10 0.11 0.09
37 12.36 1-甲基吡唑 0.12 0.11 0.08
38 12.43 2-甲硫基吡啶 0.30 0.27 0.15
39 12.73 亚甲基环丁烷 0.69 0.62 0.49
40 12.86 苯乙醛 0.25 0.28 0.31
41 13.05 N，N-二甲基甲磺酰胺 0.18 0.19 0.11
42 13.23 2-甲氧基吡嗪 — 0.15 0.19
43 13.32 邻甲酚 0.46 0.31 0.23
44 13.53 2-乙酰吡咯 1.63 0.99 1.01
45 13.69 3，5-二甲基-1，2-环已二酮 0.09 0.09 0.08
46 13.79 [1，2，4]三唑并[1，5-A]吡啶 0.17 0.16 0.10
47 13.89 N-甲基-2-乙酰基吡咯 0.66 0.76 0.67
48 14.05 3-乙基-2，5-甲基吡嗪 1.33 1.24 0.92
49 14.24 2，a-呋喃基甲烷 0.53 0.66 0.54
50 14.30 3，4-二氢吡喃 1.16 1.07 0.37
51 14.39 邻甲氧基苯酚 1.41 1.77 1.83
52 14.48 乙基环戊烯醇酮 0.50 0.58 0.39
53 14.58 4，5-二甲基-4-己烯-3-酮 0.49 0.49 0.46
54 14.76 反式罗勒烯 0.53 0.49 1.59
55 14.95 3-甲基-2-乙基顺式丁烯二酸酐 1.60 1.49 1.29
56 15.04 2-甲基-4-正丙基噻唑 — 0.19 0.21
57 15.19 5-丁基-2-甲基哌啶 1.54 1.34 1.14
58 15.34 1-（6-甲基-2-吡嗪基）-1-乙酮 1.42 1.01 0.95
59 15.59 N-甲基-2-吡咯甲醛 0.94 0.64 0.55
60 15.72 2-甲基-5-丙酰呋喃 0.64 0.63 0.51
61 15.99 5-甲基-6，7-二氢-5H-环戊并吡嗪 0.55 0.54 0.62
62 16.36 甲酸糠酯 0.49 0.44 0.43
63 16.46 1-乙炔-1H-吡咯-2-甲醛 0.59 0.58 0.48
64 16.56 3-甲氧基苯胺 1.02 0.91 1.22
65 16.65 3，5-二乙基-2-甲基吡嗪 0.53 0.58 —
66 16.81 （2E，4E）-2，4-辛二烯醛 0.74 0.71 0.55
67 16.87 对乙基苯酚 0.50 0.59 0.50
68 16.98 4-氨基嘧啶 0.97 1.06 0.87
69 17.08 顺式二氢香芹醇 0.65 0.77 1.78
检测分析周斌，等：烘焙程度对云南小粒咖啡香气品质的影响
70
续表 1 不同烘焙度的云南小粒咖啡主要香气成分及其含量
Continue table 1 The main compounds of Coffee arabica in Yunnan province by different roase degree and content
序号 保留时间/min 中文名称 A含量/% B含量/% C含量/%
70 17.15 5-脱氧吡哆醛 0.82 0.90 —
71 17.34 1-糠基吡咯 1.45 1.97 2.61
72 17.41 2-甲酰基-1-甲基吡咯 2.53 2.33 1.54
73 17.58 3-甲基-4丙基-2，5-呋喃二酮 0.90 1.55 1.04
74 17.65 2-甲基-5H-6，7-二氢环戊基哌嗪 1.21 1.29 1.42
75 17.92 乙烯基苯甲醛 0.38 0.34 0.34
76 17.99 2-乙酰-5-甲基噻吩 0.42 0.48 0.35
77 18.08 喹唑啉 0.71 0.68 0.64
78 18.20 3，3-二甲基-1，4-戊二烯 0.54 0.71 0.57
79 18.43 4 - 乙烯基苯酚 0.70 — —
80 18.67 3-甲基-4-乙烯基-2-己酮 0.45 0.52 0.81
81 18.73 2，6-二甲基-2，4，6-辛三烯 0.30 0.38 —
82 18.80 1-甲基-2-十酮 0.30 0.32 0.38
83 19.98 间苯三酚 0.20 0.46 0.24
84 19.13 2，3-二甲苯甲酸 0.72 0.86 —
85 19.18 反-十氢化萘 — — 0.94
86 19.34 紫苏醇 0.37 0.49 0.49
87 19.44 beta-蒎烯 — 0.16 0.34
88 19.51 甲基环戊二烯 0.45 0.31 0.34
89 19.60 2-（2-呋喃基）- 吡嗪 1.36 1.23 1.23
90 19.74 2-烯丙基环己酮 0.26 0.30 0.30
91 19.81 甲酸糠酯 0.18 0.20 0.23
92 19.97 2-苯基-2-丁烯醛 — 0.67 —
93 20.04 2，4-二羟基苯乙酮 2.04 0.79 1.76
94 20.14 4-乙基-2-甲氧基苯酚 1.25 1.42 2.83
95 20.29 间乙氧基苯甲醛 0.39 0.43 0.46
96 20.38 3-亚甲基-双环[4.3.0]壬烷 0.15 0.16 0.22
97 20.54 吲哚 1.58 1.62 2.09
98 20.67 2-甲基喹喔啉 0.41 0.40 0.32
99 20.78 2，2-二糠基醚 1.46 1.99 2.32
100 20.87 4-羟基-2-甲基苯乙酮 0.94 1.06 1.07
101 21.11 4-乙基酯-2-甲氧基苯酚 0.95 0.81 5.48
102 21.21 异香叶醇 0.26 0.23 —
103 21.42 6-氨基喹啉 0.18 0.20 —
104 21.50 1，5-庚二烯-3-炔 0.27 0.30 0.72
105 21.62 间甲基苯甲醛 0.21 0.25 0.40
106 21.70 苯甲醇 0.16 0.15 0.21
107 21.78 3-辛烯-1-炔 0.13 0.14 0.23
108 21.91 长叶薄荷酮 0.18 — —
109 21.99 4-羟基-2-甲基喹啉 0.37 0.41 0.82
110 22.16 2-（2-呋喃基）-5-甲基吡嗪 1.91 1.54 1.73
111 22.53 3，4-二甲氧基苯乙烯 0.69 0.69 0.79
112 22.80 2，5-二羟基苯丙酮 0.74 0.54 0.65
113 23.03 5-甲基吲哚 0.92 0.79 1.05
114 23.23 5，6，7，8-四氢喹喔啉 0.29 0.23 0.29
115 23.36 香兰素 0.66 0.48 0.52
检测分析 周斌，等：烘焙程度对云南小粒咖啡香气品质的影响
71
从表 1可以看出，实验一共鉴定了 148 种化合
物。云南小粒咖啡香气成分中相对含量大于 1 %的化
学成分有：2-甲基吡嗪、糠醛、糠醇、2-乙酰基呋喃、5-
甲基呋喃醛、乙酸糠醇酯、2-乙酰吡咯、3-乙基-2，5-
甲基吡嗪、3，4-二氢吡喃、邻甲氧基苯酚、5-丁基-2-
甲基哌啶、1-（6-甲基-2-吡嗪基）-1-乙酮、4-氨基嘧
啶、1-糠基吡咯、2-甲酰基-1-甲基吡咯、3-甲基-4丙
基-2，5-呋喃二酮、2-甲基-5H-6，7-二氢环戊基哌嗪、
2-（2-呋喃基）-吡嗪、2，4-二羟基苯乙酮、4-乙基-2-
甲氧基苯酚、吲哚、2，2-二糠基醚、4-羟基-2-甲基苯
乙酮、4-乙基酯-2-甲氧基苯酚、1-糠醇-2-甲酰基
吡咯等。这些化合物是云南小粒咖啡的主香成分。
结果表明咖啡香气中含有大量的酮类（9.2 %）、醇
类（12.34 %）、醛类（13.02 %）、烯类（2.94 %）、呋喃
（4.41 %）、吡嗪（10.0 %）、吡咯（11.54 %）类化合物。
从表 1看出，3种烘焙度的云南小粒咖啡香气成
分大部分是相同的，存在一些差别。如：随着烘焙度的
加深，产生了一些新的香气化合物，如：Trans-10-甲
基-4-异喹啉；也有一些化合物转化了，如：4 -乙烯基
苯酚。3种烘焙程度的云南小粒咖啡中相同化合物的
序号 保留时间/min 中文名称 A含量/% B含量/% C含量/%
117 23.68 香树烯 0.15 0.13 0.27
118 23.78 1-糠醇-2-甲酰基吡咯 2.54 1.89 1.81
119 24.17 1-甲氧基-4-甲基苯并三唑 0.11 — 0.11
120 24.26 5-羟基对萘醌 0.29 0.19 0.25
121 24.55 对乙酰氨基苯甲醛 0.60 0.63 0.62
122 24.63 2 -乙基- 4 -氧喹喔啉 0.18 — 0.23
123 24.71 亚乙二胺甲酸乙酯 0.37 0.28 0.30
124 25.02 1-苯基-1-羟基-2，3，3-三氟丙稀 0.28 0.23 0.29
125 25.20 2-环庚烯-1-酮 0.11 0.12 0.15
126 25.33 1-糠醇-2-乙酰基吡咯 0.75 0.58 0.69
127 25.47 5-[（1Z，2E）-2-丁烯-1-亚基]-4，6，6-三甲基-3-环己烯-1-醇 0.30 0.22 0.23
128 25.57 3，4-二氢-1H-苯并吡喃 0.17 0.15 —
129 25.60 Trans-10-甲基-4-异喹啉 — — 0.21
130 25.69 间甲基肉桂酸 0.25 0.20 0.24
131 25.98 苯乙醇腈 0.15 — 0.11
132 26.15 2-氨基嘧啶 0.10 0.07 0.07
133 26.24 2，6-二叔丁基对甲基苯酚 0.14 0.11 0.25
134 26.43 二丙炔基胺 — 0.16 —
135 26.47 2-羟乙基苯并咪唑 0.23 — 0.19
136 26.71 2-乙基呋喃 0.60 0.46 0.42
137 27.06 2，5-二氢-1H-噻咯 0.15 — —
138 27.23 环十七酮 — — 0.03
139 27.31 2，2-二吡啶胺 0.11 0.13 0.17
140 27.42 2，5-二甲基[ 1，2，4 ]三唑并[ 1，5-a ]吡啶 0.09 0.08 0.09
141 27.65 β-甲基苯丙醛 0.16 0.09 0.10
142 27.83 巨豆三烯酮 0.31 0.19 0.18
143 29.47 异丁基环戊烷 — 0.02 —
144 33.52 六氢假紫罗酮 0.11 0.09 0.06
145 33.61 咖啡因 0.46 0.09 0.12
146 35.13 棕榈酸甲酯 0.06 0.08 0.25
147 35.83 棕榈酸 0.73 0.91 0.89
148 38.30 亚麻酰氯 0.02 0.03 0.07
续表 1 不同烘焙度的云南小粒咖啡主要香气成分及其含量
Continue table 1 The main compounds of Coffee arabica in Yunnan province by different roase degree and content
注：A含量是烘焙度为浅的云南小粒咖啡的香气成分含量；B含量是烘焙度为中的云南小粒咖啡的香气成分含量；C含量是烘焙度为深的云南
小粒咖啡的香气成分含量；“—”表示没有检出。
检测分析周斌，等：烘焙程度对云南小粒咖啡香气品质的影响
72
相对含量是不相同的。如 5-甲基呋喃醛，浅、中烘焙度
的咖啡相对含量分别为：4.60 %、4.97 %，而深烘焙度
的相对含量为：2.26 %，只是浅、中烘焙度的 49.13 %、
45.47 %；如 4-乙基酯-2-甲氧基苯酚，浅、中烘焙度的
咖啡相对含量分别为：0.95 %、0.81 %，而深烘焙度的
相对含量为：5.48 %，是浅、中烘焙度的 5.77、7.76倍。
其中随着烘焙度加深，含量由小到大的主要化合物
有：苯酚、邻甲氧基苯酚、反式罗勒烯、顺式二氢香芹
醇、1-糠基吡咯、3-甲基-4-乙烯基-2-己酮、4-乙基-
2-甲氧基苯酚、吲哚、2，2-二糠基醚、4-乙基酯-2-甲
氧基苯酚、1，5-庚二烯-3-炔、间甲基苯甲醛、5-甲基
吲哚等。随着烘焙度加深，含量由大到小的主要化合
物有：糠醛、2-乙酰基呋喃、5-甲基呋喃醛、N-甲基-2-
吡咯甲醛、2-乙酰吡咯、3-乙基-2，5-甲基吡嗪、3，4-
二氢吡喃、3-甲基-2-乙基顺式丁烯二酸酐、5-丁基-
2-甲基哌啶、1-（6-甲基-2-吡嗪基）-1-乙酮、N-甲
基-2-吡咯甲醛、2-甲酰基-1-甲基吡咯、1-糠醇-2-甲
酰基吡咯等。某些化合物在中烘焙度时含量大，如：乙
酸糠醇酯、2-乙基-5-甲基吡嗪等。
对这 3种烘焙度的云南小粒咖啡进行了品评：浅
烘焙度的云南小粒咖啡具有强烈的酸味；中烘焙度的
云南小粒咖啡以苦味为主，略带点酸味，略有甜味；深
烘焙度的云南小粒咖啡苦味强烈，表面有油酯。
3 结论
云南的小粒咖啡具有很好的品质。本试验的目的
是为了研究云南小粒咖啡在烘焙过程中香气成分的
变化特点。经过实验发现云南小粒咖啡经过烘焙，其
香气成分主体基本相似，区别主要在成分含量的差
别，以及一些成分的差别。其中浅、中烘焙度的云南小
粒咖啡香气成分以及含量相似，而深烘焙度的云南小
粒咖啡香气成分与二者差别相对较大。
在烘焙过程中发生了美拉德反应和焦糖化反应。
美拉德反应主要是羟基和氨基的反应，在咖啡中由于
氨基酸和还原糖的种类较多，反应的产物差别很大。
焦糖化反应主要有两类物质产生：糖的脱水产物以及
糖的裂解产物。
在咖啡烘焙过程中，由于烘焙程度不同，即美拉
德和焦糖化这两个反应的程度不同，产生出的香气成
分及含量是不同的。从结果可以看出，随着反应的深
入，香气化合物含量变化明显，有新化合物产生，有些
化合物转化了，这些都是由于美拉德反应和焦糖化反
应程度不同引起的。经过分析后，结果表明烘焙后的
咖啡中香气成分主要是吡嗪类化合物、呋喃类化合
物、吡咯类化合物、吡喃类化合物、吡啶类化合物、嘧啶
类化合物，还有大量的醛酮类、酚类、酯类、醇类化合
物，由这些复杂的化合物组成了云南小粒咖啡特殊的
香气风味。同一种咖啡豆由于烘焙不同，所表现出来的
风味是不同的。从香气成分、含量以及品评结果看出，
云南小粒咖啡在中烘焙度时能较全面的反映其特点。
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收稿日期：2013-12-11
检测分析 周斌，等：烘焙程度对云南小粒咖啡香气品质的影响
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