【儀表網 行業應用】工作的時候睡意來襲，只需要一杯香濃的咖啡就可以立刻打起精神。依靠提神上癮的咖啡因和濃郁的風味，咖啡風靡全球，成為世界三大無酒精飲料之一。出于人類的嗜好，咖啡也變成了熱門的研究對象，從咖啡風味的物質來源到咖啡對人體會產生怎樣的影響，大量的研究幾乎將咖啡的化學成分全都研究了一遍。然而人們真的找到影響咖啡品質的全部化合物了嗎？
 

　　影響咖啡品質與風味的因素有很多，包括咖啡的品種、咖啡豆的烘培、咖啡的加工方法等從咖啡樹種植到咖啡倒入杯子的所有環節。這些因素造成不同咖啡之間的化學成分存在細微差異繼而影響咖啡的香氣、口感以及質量。目前研究發現的咖啡中的化學物質已經超過1500種，其中大部分都是揮發性化學成分，這也是影響咖啡風味的核心物質。除此之外褐色素、綠原酸等非揮發性化合物也是咖啡口味的來源。
 

　　幾個月前，美國俄亥俄州立大學Devin Peterson教授帶領研究團隊利用非目標化學表征風味組學研究方法重新對咖啡中影響其品質評價的化合物進行了篩選研究，發現了新的影響因素，并且這些化合物還具有新的化學結構。
 

　　研究團隊從亞、非、美三大洲的咖啡產地選取了18種綠咖啡豆樣品，并根據國際精品咖啡協會的標準，將樣品打分，分為次品、優品和特優品三個質量等級。通過液相色譜質譜聯用儀分離與分析煮熟咖啡中的化學成分，研究團隊共表征標記了2450個化學小分子。這些化學小分子在多變量統計分析之后與咖啡品質得分聯系在一起，然后從中篩選出對樣品質量等級影響最大的4種小分子。
 

　　隨后，研究團隊利用多維液相色譜富集純化這4種小分子化合物，在煮咖啡樣品中分別定量添加了這四種化合物的純品，再進行咖啡的質量等級評估。通過對比添加化合物之后咖啡的品質變化，研究團隊確定了其中3種化合物可以明顯增加咖啡品質。在高分辨質譜和核磁共振波譜的幫助下，化合物的元素組成、官能團和連接方式被解析出來。最后研究團隊得到了兩個全新的化合物結構以及另一個化合物的部分結構片段。其中這兩個新的化合物被證明是含有3-甲基丁酸酯片段的綠原酸衍生物。
 

　　在研究過程中，研究團隊運用了液相色譜質譜聯用儀、多維液相色譜、高分辨質譜和核磁共振波譜等先進的分析儀器。在化學物質的成分分析中，質譜與色譜是常用的分析方法，由于色譜的分析能力相對較弱，因此往往用于樣品的分離、純化等處理步驟，而化合物的元素分析則交由質譜完成。不同分析儀器各有所長，在學術研究中往往需要多種儀器互相配合，液質聯用儀進行化合物表征、多維液相色譜富集純化、高分辨質譜分析元素組成、核磁圖譜解析官能團和連接方式，正確發揮儀器的不同作用才能得到理想的實驗結果。