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云南咖啡化學(xué)及品質(zhì)研究取得新進(jìn)展 文章來(lái)源:植物化學(xué)與西部植物資源持續(xù)利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時(shí)間:2021-07-22 | 作者:胡貴林,王彥兵 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 阿拉比卡豆作為咖啡飲料的原料,可以生產(chǎn)非常優(yōu)質(zhì)的咖啡飲料,使其成為最具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的品種,在全世界范圍內(nèi)被廣泛種植。咖啡主要種植范圍介于南北回歸線之間的熱帶國(guó)家,例如巴西、埃塞俄比亞、哥倫比亞、越南、印尼等。隨著咖啡消費(fèi)市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大,中國(guó)云南也逐漸成為全國(guó)乃至全球阿拉比卡咖啡的重要原料生產(chǎn)基地而進(jìn)入國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。 中國(guó)科學(xué)院昆明研究所邱明華團(tuán)隊(duì)一直致力于云南小??Х戎械纳锘钚猿煞值难芯?,在咖啡烘焙豆和鮮果中發(fā)現(xiàn)了一系列新的具有生物活性對(duì)映貝殼杉烷二萜及其衍生物(Journal of Agricultural and Food Chemistry 2014, 62: 2631-2637; Food Chemistry 2018, 263: 251-257; Fitoterapia 2019, 132: 7-11,Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2020, 68: 6112-6121),并從咖啡鮮果中首次鑒定出一系列達(dá)瑪烷型三萜(Natural Products and Bioprospecting 2018, 8: 413-418)。對(duì)云南咖啡內(nèi)涵物質(zhì)豐富的獨(dú)特品質(zhì)給予了充分的揭示。
最近從云南咖啡的烘焙豆中發(fā)現(xiàn)十個(gè)新穎的(1-10)對(duì)映貝殼杉烷二萜衍生物?;衔?/font>1是C-20 (10→9)甲基遷移的咖啡二萜衍生物,其絕對(duì)構(gòu)型通過(guò)X-單晶衍射實(shí)驗(yàn)確定;化合物2和3通過(guò)不同的C/D環(huán)系重排生成;化合物4和5則是C-17上帶有罕見(jiàn)6-羥基己?;亩契ァ;钚?/font>實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):化合物6、8、14和15對(duì)α-葡萄糖苷酶具有一定抑制作用,所有活性物質(zhì)均為Δ15(16)二萜衍生物。咖啡特征主成分Cafestol (11)和Kahweol (12)對(duì)α-葡萄糖苷酶并不顯示抑制作用,而其對(duì)應(yīng)的C-16脫水產(chǎn)物Dehydrocafestol (14)和Dehydrokahweol (15)顯示明顯的α-葡萄糖苷酶抑制活性,表明雙鍵Δ15(16)有利于產(chǎn)生α-葡萄糖苷酶抑制活性。同時(shí)通過(guò)分子對(duì)接計(jì)算,這類(lèi)二萜衍生物可能起效作用機(jī)制得到了闡明。迄今為止,Δ15(16)類(lèi)型的二萜衍生物都發(fā)現(xiàn)于烘焙豆中,表明烘焙咖啡可以產(chǎn)生活性更加突出的咖啡二萜衍生物,全面深入的實(shí)驗(yàn)值將會(huì)證實(shí)這一現(xiàn)象。該研究再次表明烘焙咖啡中的二萜類(lèi)成分對(duì)于咖啡飲料具有降糖活性產(chǎn)生一定積極影響。研究結(jié)果已在線發(fā)表于Food Chemistry (2021, 45, 128823)。
盡管阿拉比卡種因其獨(dú)特的口感和宜人的香氣廣受消費(fèi)者歡迎,但其對(duì)病蟲(chóng)害抗性較低。羅布斯塔咖啡基因滲入可增加阿拉比卡咖啡對(duì)病蟲(chóng)害的抗性,但同時(shí)也會(huì)滲入不良基因,降低咖啡口感質(zhì)量,因此普遍認(rèn)為純種原生品種的咖啡品質(zhì)更高。近期邱明華團(tuán)隊(duì)從云南省德宏熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所(DTARI)的農(nóng)業(yè)部咖啡種質(zhì)資源圃收集的種質(zhì)資源,對(duì)4個(gè)純種(SL28、SL34、Catuai-Amarelo和Catuai-Vermelho)和8個(gè)基因滲入(Catimor 7963、HIBRIDO DE TIMOR、Ruiru 11、Castillo、DTARI 296、DTARI 366、DTARI 392和DTARI 585)小??Х绕贩N烘焙豆水溶性化合物和揮發(fā)性化合物進(jìn)行表征。運(yùn)用核磁共振氫譜(1H NMR)鑒定出20種水溶性成分,靜態(tài)頂空氣相色譜-質(zhì)譜(SHS-GC/MS)鑒定出43種揮發(fā)性成分。結(jié)合主成分分析(PCA)將12個(gè)品種分為4組。結(jié)果表明因化學(xué)成分差異產(chǎn)生的4個(gè)品種分組不能反映傳統(tǒng)的基于基因滲入分組,而反應(yīng)出依據(jù)基因來(lái)決定咖啡質(zhì)量是片面的。該研究揭示了不同咖啡品種的品質(zhì)特性,對(duì)指導(dǎo)品種結(jié)構(gòu)調(diào)整和新品種選育具有重要意義。該結(jié)果已在線發(fā)表于Food Research Inernational (2021, 147, 110544)。
以上兩篇論文的第一作者分別為胡貴林和王彥兵,通訊作者均為邱明華研究員。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(Nos.U1902206, 31670364),云南省科技入滇項(xiàng)目計(jì)劃重大專(zhuān)項(xiàng)(202003AD150006), 普洱市咖啡專(zhuān)項(xiàng)資金(2017)和邱明華專(zhuān)家工作站項(xiàng)目(2018)和植物化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)室開(kāi)放基金項(xiàng)目(P2020-ZZ03)等項(xiàng)目資金的資助。 (責(zé)任編輯:李雪)
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