在整个咖啡供应链中，质量是一系列不同利益相关者所关注的首要问题。咖啡农通常可以从更高质量的咖啡中获得更高的价格，烘豆师可以用高品质的咖啡豆来提升他们的品牌和利润，消费者们则越来越多地寻找咖啡豆中的复杂风味。
到2025年，全球精品咖啡市场预计将达到835亿美元，这种对咖啡豆品质不断增长的需求似乎只会持续下去。虽然我们有一些质量控制和保证协议可以在整个供应链中发挥作用，但研究人员一直在寻找新的方法来识别和最大限度地提高生产质量。
其中的一种方法是生化分析，研究人员根据杯测分数和其他质量指标检测咖啡的复杂化学结构。那么，这是否是预测咖啡质量的可行方法呢？
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利用生化分析预测咖啡质量
有赖于几十年的研究，我们知道咖啡的生化结构会影响我们品尝时所感知到的味道和香气。在烘焙咖啡的香气中，已经发现了850多种生化化合物，咖啡生豆中有300多种。
生化化合物是生物产生的天然物质，在它们的生理和代谢中起着重要作用。蛋白质、复合碳水化合物、有机酸、脂类、酚类化合物和生物碱……这些都是咖啡细胞制造的生化化合物。
每种化合物，单独或通过其组合或与其他化合物的相互作用，都会影响咖啡生豆的质量。当咖啡生豆被烘烤时，咖啡的生化成分会发生变化。
通过激活分子间的重组，烘焙显著提高了挥发性化合物的存在，挥发性化合物与香气和风味有关。
这些都与咖啡质量有关联。例如，碳水化合物和脂类增强了咖啡的口感，而有机酸和酚类衍生物增加了酸度和果味。
大多数咖啡挥发物是在烘焙过程中通过一系列复杂的反应形成的。通过这些反应，分解了咖啡生豆中的天然成分。从中，可以找到以水果、花香、坚果、焦糖、烤面包和巧克力为特征的芳香化合物。
然而，尽管大量研究表明生化化合物会影响咖啡的味道，但关于它们如何影响咖啡质量的却是知之甚少。
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为什么要预测咖啡豆质量？
纵观整个供应链，在生化水平上预测咖啡质量有许多不同的动机。
200多年来，科学家们一直梦想着能够尽可能客观地确定咖啡豆的质量。此外，气候变化已对咖啡生产产生了影响。更好地了解咖啡质量，可以帮助咖啡生产商更好地应对这一问题。
理论上，使用生化测试来预测咖啡质量可以帮助种植者识别出更有潜力的品种，移植到其他地方。
如今，我们根据咖啡的物理和感官特性来评估质量，但两者都是主观的，需要一定的专业知识作为基础来实现。
咖啡生豆的物理质量是通过记录样品中的缺陷数量来评估的，这些缺陷通常被定义为尺寸、颜色、气味和形状上的显著偏差。
而感官质量是通过咖啡杯测来评估的。每个样品都由经过认证的专业人员品尝，他们对咖啡的香气、酸度、body、甜度等进行评分。
然而，这些“手动”的质量控制过程非常耗时，并且需要相应的设备和设施。开发一个依赖生化分析进行质量评估的系统不仅更快，而且更一致，提高了咖啡供应链中参与者的准确性。
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哪些化合物影响咖啡质量？
这项研究的一部分涉及到识别对咖啡质量有负面影响的生化化合物。大体上是希望能够基于和谐、平衡的原则，提倡某些公认的令人愉快的味道，并能够消除瑕疵味道。
与此同时，该研究也在探索一些化合物（通常是挥发性物质）是如何提高咖啡质量的。例如，吡嗪和呋喃与烘烤味和焦糖味相关。
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利用生化分析，我们能够预测什么？
BREEDCAFS项目测试了从农艺试验中盲选的咖啡生豆，隐藏了它的产区、品种和杯测质量。
为了突出这些生化标记，不同的实验室联合起来使用不同的技术，这使得数据更为全面详细。这项分析试图确定咖啡的产区，并对杯测分数进行预测。
预测产区
通过使用液相色谱法来分离和定量咖啡中的不同化合物。这标记了咖啡因和绿原酸的含量，为咖啡豆创造了一个特定的初始特征。该技术可以鉴别出野生种和精品咖啡品种。
通过气相色谱法，能够分离和量化咖啡生豆中的脂肪酸。
研究人员可以将这两个结果结合起来，为每一款咖啡勾勒出一个生化“指纹”。每种咖啡生豆都有独特的生化特征，可以利用这个“指纹”来区别一个产地和另一个产地。
另外，核磁共振成像的技术带来了更多关于咖啡生化标记的信息。核磁共振是一种定量技术，每个信号的强度与特定分子的浓度成正比。这让研究员可以同时计算有机化合物（糖、氨基酸、有机酸……）的浓度。
这种分析几乎不需要准备，总共需要30分钟左右能够完成。这意味着每天可以测试大约50个样本。与气相色谱和液相色谱非常相似，核磁共振成像为每种咖啡产生一个独特的“指纹”。
核磁共振成像还允许不同的咖啡根据它们共有的生化特征进行分组，使研究人员能够识别哪些咖啡来自相同或相似的地区。
预测质量
虽然从生化标记预测咖啡质量是一个难以置信的复杂过程，但还是取得了一些进展的。通过比较咖啡生豆的生化特性和咖啡的感官特性，将能够突出质量的生化指标进行标记。
以前的大多数研究表明，这些化合物在咖啡生豆中的浓度取决于所使用的品种，以及海拔、光照强度等环境条件。
利用色谱法和核磁共振成像时，研究人员对选定的咖啡进行了全面的感官分析。这种分析使该项目能够分离出特定的挥发性化合物，这些化合物是某些好的和不好的味道的原因。
而这在理论上允许研究人员预测咖啡质量。
虽然还需要更多的研究，但是通过生化分析来鉴别咖啡质量的探索正在进行中。
这对整个咖啡行业和消费者都很重要，对生产商也很重要。最终目标是提高咖啡豆的质量。
在动荡的咖啡市场价格、气候变化和全球对高质量咖啡日益增长的需求中，找到解决方案变得愈发重要。
编译 ｜ Sandy