咖啡是全球最重要的经济作物之一，其采后加工调控风味一直是产业技术热点。云南作为我国咖啡的核心产区，云南咖啡产业紧随全球咖啡消费风向，步入了提升精品率和精深加工率的产业升级转型的快速攀升期。咖啡采后对果胶的处理方式会影响其风味品质，是产业中的重要研究课题。通过水洗法去除咖啡种壳表面富含果胶多糖的黏液层阻断后发酵，进而控制风味一致性是初加工的关键环节。以往研究较多的是关注微生物变化、脱胶效率及风味物质形成，但不同处理方式对果胶的分子结构变化进而对咖啡品质风味的关联影响缺乏系统研究。

中国科学院昆明植物研究所植物化学与天然药物全国重点实验室邱明华咖啡研究团队持续开展云南咖啡物质基础、内生微生物及发酵代谢、风味品质调控的研究。前期通过咖啡内生真菌资源筛选与多组学分析，发现本土微生物在咖啡风味形成中的作用，揭示了自然发酵过程中的微生物演替规律，并筛选出具有良好风味表现和果胶酶活性的本土酵母 Pichia kluyveri J2（Food Research International，2026, 236, 119157）。以此为基础，团队将研究视角从微生物参与风味形成延伸至果胶多糖分子结构变化，探究其与咖啡风味品质的关联。

研究团队以云南镇康产区阿拉比卡咖啡为材料，设置自然发酵（NF）、商业果胶酶处理（PE）及3种咖啡内生酵母接种发酵处理，分别为 Pichia kluyveri（J2）、Hyphopichia burtonii（J7）和 Wickerhamomyces anomalus（J8）。在不同处理结束后，收集洗涤液并分别制备未分级浓缩组分和乙醇沉淀多糖组分。通过高效凝胶渗透色谱（HPGPC）和高效液相色谱（HPLC）单糖组成分析，比较不同组分的分子量分布及单糖组成，并进一步结合傅里叶变换红外光谱（FTIR）和甲基化-气相色谱质谱联用（GC–MS）技术，对乙醇沉淀多糖组分的酯化相关特征及糖苷键连接方式进行分析，从多个结构层次构建了不同处理下咖啡果胶多糖的结构指纹。

研究发现，不同处理方式下咖啡果胶多糖呈现出明显不同的结构变化特征，并非仅表现为降解程度上的差异。其中，商业果胶酶处理表现出较为广泛的多糖片段化，其乙醇沉淀组分中归属低分子量类别的色谱峰面积占比达到51.6%，与同型半乳糖醛酸聚糖（HG）骨架相关的1,4-GalpA连接残基占比为8.4 mol%，基于红外光谱估算的其甲酯化度为18.7%。这些结果表明，商业果胶酶处理不仅伴随着明显的分子量分布变化，还呈现出果胶骨架及酯化相关分子结构的差异。相比之下，3种内生酵母接种处理表现出不同的结构特征。其中，J2和J8处理组具有较高比例的线性骨架相关连接残基，分别为42.2%和43.7%；J7处理组则有较高的半乳糖醛酸相对含量，其甲酯化度为44.1%。此外，J7的醇沉部分还检测到其他处理组未发现的1,3,5-Araf支化连接类型，呈现出独特的阿拉伯聚糖结构特征。有趣的是， NF和J2处理组的乙醇沉淀组分中均未检测出归属低分子量类别的色谱峰，但两者整体分子量分布仍存在明显差异。上述结果表明，不同处理方式不仅影响咖啡果胶的降解程度，还形成了不同的主链、侧链及酯化相关结构特征，单一分子量指标难以完整反映果胶多糖的结构变化。

图1 不同处理方式下咖啡果胶多糖的分子量分布及糖苷键结构特征

为了厘清果胶结构变化与咖啡风味品质之间的关系，研究团队采用核磁共振氢谱（¹H NMR）、顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用（HS-SPME-GC-MS）及专业感官杯测等方法，分析发酵液、生豆和烘焙豆中的风味相关化学成分，并比较烘焙豆的挥发性物质组成及感官品质。结果显示，不同处理组在糖类、有机酸、绿原酸及挥发性风味物质等方面呈现出不同特征。其中，J8处理组检测到的挥发性化合物种类最多，在部分含氮杂环化合物、酮及吡喃酮类物质的组成上表现出明显差异。值得关注的是，J2和J8处理组虽然具有部分相近的果胶骨架连接特征，但其烘焙豆挥发性物质组成并不相同，说明果胶结构变化与风味化学特征之间并非简单的一一对应关系。

深入进行多层次关联分析发现：部分反映果胶骨架完整性的结构指标与咖啡杯测总分呈现正相关趋势，提示果胶多糖的结构特征可能与咖啡后续化学组成及感官品质存在联系。五种处理组的平均杯测总分均达到80分以上，但组间差异未达到统计学显著水平。现有结果主要反映了果胶结构特征与咖啡品质之间的探索性关联，其潜在作用机制仍有进一步研究的巨大空间。

图2 咖啡果胶多糖结构指纹与风味相关化学成分及感官品质的关联分析

该研究在团队前期咖啡微生物与风味研究的基础上，进一步从多糖分子结构层面揭示了不同加工处理下果胶多糖的差异性降解特征，将对果胶降解的认识从降解程度的比较拓展至主链、侧链及酯化相关结构的多层次分析。进一步结合咖啡化学成分和感官品质分析，剖析了果胶结构特征与下游风味品质之间的联系，拓展了对咖啡采后加工过程中多糖转化规律的认识。研究结果从分子层面了解不同脱胶处理方式对品质风味的影响、为解析咖啡发酵的生物化学过程及探索精品咖啡加工技术的提升提供了新的科学依据。

相关研究成果以Treatment-specific degradation of coffee mucilage pectin during washed fermentation: Multi-level structural fingerprints为题，发表于国际著名期刊 Food Hydrocolloids（2027, 185, 113519）。中国科学院昆明植物研究所博士后吴周维和权晨曦为论文共同第一作者，邱明华研究员为通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金、云南省科技重大专项、云南省“彩云博士后计划”及植物医生（DR PLANT）公司合作项目等支持。

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