认识瑰夏的萜烯类花香化合物

文摘   2024-09-24 04:54   中国台湾  


这周末,参加”四国十三城世界瑰夏巡回”的活动,主办者介绍瑰夏咖啡香气特征时提到,瑰夏咖啡的花香,主要由萜烯类化合物提供。


而这种萜烯类化合物,仅受到咖啡品种基因与种植环境因素影响。


如果咖啡果实采收时,不具备这类萜烯类化合物,咖啡就不会带有花香。


即使之后将鲜果送到处理端加工,也不可能新增萜烯类化合物。


因此可以说,咖啡中的花香,属于一种Terroir风土型风味,它的出现,只反应品种与种植因素。


本文就跟咖啡爱好者,介绍这些使瑰夏具有花香特征的萜类化合物。








什么是萜烯类化合物

植物是固着生物,为了防御外源性生物的限制,它们合成一系列具有重要生理和生态效应的次生代谢物。


植物次生代谢物可分为四大类:萜类化合物、酚类化合物、生物碱及含硫化合物。


其中萜类化合物是植物次生代谢物中,数量最大且最多样的一种,至少有15,000种萜类化合物已被描述。



萜类化合物,其基本结构是由异戊二烯五碳单位组成的。

除以萜烯的形式存在外,萜类化合物还以各种含氧衍生物的形式存在,包括醇、醛、羧酸、酮、酯 类以及苷等。


萜烯是植物与周遭世界沟通的一种方式,它们对于植物的生长和生命不是必需的,而是为了响应压力而产生,使植物在环境中具有竞争力。


萜类化合物也是一种挥发性化合物。

它的排放,使植物能够进行交流,成为植物与昆虫、植物与病原体,以及植物与植物相互作用的重要参与者,挥发性萜烯被认为在植物防御中发挥关键作用。


当害虫来吃水果、花或叶子时,植物会产生某些萜烯,从物理上阻止害虫到达叶子上,植物产生萜烯或萜烯组合,使掠食者避开。


萜烯还可以吸引传粉媒介和其他同伴生物。


所以,萜烯可以充当抗菌剂,驱虫剂,或发挥引诱剂作用。萜烯由植物DNA结合的转录因子产生。









瑰夏中的萜类化合物

在本次”四国十三城世界瑰夏巡回”活动中,主办单位将所有瑰夏的生豆与烘焙豆,送往专业实验室进行挥发性化合物的测试。


发现瑰夏富含九种萜烯类化合物,包括有芳樟醇、松油烯、柠檬烯,罗勒烯,等萜类化合物。


这些萜烯类化合物,形成瑰夏的花香风味化合物。


芳樟醇Linalool


芳樟醇Linalool是一种常见的花卉挥发物,带来花香和熏衣草般的香气。



芳樟醇具有不同的对映体,这些不同的芳樟醇香气,能够使不同大小的黄蜂,真菌,夜间的飞蛾表现出显著的电生理、神经和行为敏感性。


因此芳樟醇的不同浓度,可以引诱不同距离的传粉者靠近植物,帮助促进花粉的传播和受精。


在萜类化合物中,芳樟醇的作用是引诱剂。


松油烯/蒎烯Pinene


蒎烯是不饱和双环双键萜类烃,其挥发性气味具有松树和木材香气。



自然界中存在蒎烯的两种几何异构体:α-蒎烯和β-蒎烯。


自然界富含蒎烯的,包含杜松属植物与胡椒,其他如罗勒、迷迭香、熏衣草、芫荽、肉荳蔻、肉桂,丁香,柠檬及佛手柑也有蒎烯。


科学家研究,蒎烯可以针对侵害针叶树的一种甲虫(食草动物昆虫)的肠道微生物群,产生毒性影响。


简单说,当甲虫啃咬树皮时,树皮中的蒎烯可以让甲虫”肠胃感到不舒服”,因此蒎烯扮演宿主植物防御性化学物质的毒性作用。


在萜类化合物中,蒎烯的作用是驱虫毒性剂。


柠檬烯Limonene


柠檬烯是一种单环单萜,广泛存在于柑橘类果皮油中,带来柑橘和柠檬般的香气。



柠檬烯是芳香植物精油中最常见的化合物之一。这种单萜烃在各种植物属中的出现,可以归因于它在其他单萜生物合成中的前体作用,以及它对食草动物的防御作用。


柠檬烯在柠檬树中含量非常丰富,它也是柠檬果实和叶子的苦味的主要原因。


柠檬烯的香气可以阻止掠食者,从而保护植物。


依据科学家的研究,柠檬烯在植物意识到被害虫袭击后,会释放作为驱虫剂,并吸引这些害虫的天敌黄蜂靠近。


在萜类化合物中,柠檬烯的作用是驱虫剂。


罗勒烯Ocimene



罗勒烯的香气复杂,带有甜美的草本香味,木质、花香和柑橘果味,以及浓郁的泥土味。



罗勒烯是一组异构烃,有α-罗勒烯和两种β-罗勒烯。


罗勒烯与植物防御系统有关,它能吸引食草动物的天敌,使植株免受食草动物的伤害。


罗勒烯还可以充当植物间信号传递分子,当植物受到攻击时,挥发罗勒烯可以帮助受害植株周围的植株启动防御系统,免遭后续的伤害。


此外,罗勒烯还可以作为压力信号分子,诱导植株面临病原入侵时,产生过敏反应(保护性坏死),以避免侵染部位病斑扩散至整个植株。


举例,科学家就发现罗勒烯,可以让受到真菌感染的植物叶片细胞壁和维管组织木质化,从而抑制叶片表皮霉菌菌丝生长,防止叶脉坏死。


因此在萜类化合物中,罗勒烯的价值是植物全面的防御信号,可以使植株产生持续抵御多种病原侵染的能力,提高植物对某些病原菌及食草类昆虫的抗性。









萜类是攸关瑰夏的生存权

萜类是一种花香特征的挥发性化合物,瑰夏咖啡因为品种与种植环境特性,使萜类化合物的含量特别丰富,因此更容易产生花香。



如前所述,不同萜类在植物的次生代谢物中,扮演不同的角色。


其中蒎烯、柠檬烯,罗勒烯这类萜类化合物,对植物抵御食草类害虫或病原菌的攻击,扮演重要角色。


而瑰夏,是科学家特别自埃塞俄比亚原始林采集的阿拉比卡抗真菌品种。


因此瑰夏,具备更多产生植物防御系统的萜烯类化合物的生长能力。


咖啡中的花香,于品饮者来说,是一种带来感官愉悦的香气。


但萜类化合物对于植物来说,其挥发性香气却无关风花雪月,而是攸关其健康与生存权的重要植物化学感应元素。


这或许是我们品饮花香咖啡时,可以品鉴的另一层次的香气涵义吧。


END


作者:林宁
小红书
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