咖啡作为一种历史悠久的饮品,其浓郁的香气和提神醒脑的功效广为人们所喜爱。但在放置过程中,咖啡液会出现显著的香气强度减弱及某些特征香气快速消褪的现象,进而引起香气轮廓不和谐及香气品质降低的问题。本文以现煮咖啡为研究对象,分析了现煮咖啡放置过程中香气的变化规律,筛选出不稳定的关键特征香气成分为2-糠基硫醇,并针对其难以定量的问题建立了一种精确定量方法。以此为基础,研究了咖啡放置过程中可逆结合与不可逆损失2-糠基硫醇的比例关系。针对硫醇消褪的主导因素可逆结合,研究了咖啡基质中潜在香气结合前体对2-糠基硫醇的可逆消褪作用,确定了2-糠基硫醇的主要结合前体,并对其反应机制进行分析。针对硫醇消褪的不可逆损失,研究了芬顿反应对2-糠基硫醇的不可逆消褪作用。基于2-糠基硫醇消褪的反应路径研究,筛选出相应的香气释放剂以释放结合态香气,阻断香气消褪路径,进而实现对咖啡不稳定的“焙烤-硫”香定向强化修饰,改善咖啡香气品质。为了确定现煮咖啡制备条件,研究了咖啡豆焙烤温度、咖啡粉/水比例和萃取时间对咖啡色差值、焙烤不良香气量、固形物含量、不稳定特征香气含量和感官属性的影响,确定了咖啡豆在225℃焙烤15 min,并以1:20(g/mL)的咖啡粉/水比下萃取4 min为现煮咖啡最优制备条件。基于现煮咖啡的制备,分别研究了开放体系和密闭体系下放置的咖啡香气的上升及消褪规律。结果表明在开放体系中,物理扩散与化学变化的共同作用使大部分香气在15 min内显著降低,其中以2-糠基硫醇、愈创木酚和丙醛消褪比例最大,分别减少了98.7%、62.1%和73.0%;而密闭体系中香气消褪的种类和程度明显减少,但2-糠基硫醇与愈创木酚仍消褪明显,分别消褪了100.0%和39.4%。对比二者的化学消褪反应动力学参数,2-糠基硫醇消褪反应活化能(26.8 kJ/mol)低于愈创木酚消褪反应活化能(51.2 kJ/mol),前者消褪过程更易发生。基于2-糠基硫醇的化学不稳定性及其对咖啡香气的重要贡献,选取其为关键不稳定香气进一步研究。由于2-糠基硫醇稳定性差,易与咖啡基质相互作用,现有的外标定量法和内标定量法对2-糠基硫醇定量存在回收率低、定量结果不准确的问题。因此,建立了一种用于咖啡中2-糠基硫醇精确定量的方法。通过添加半胱氨酸结合真空蒸发技术,预制备了咖啡空白模型基质。该基质不含2-糠基硫醇且乳状液组成与咖啡类似,因而适于标准曲线的建立。由此,建立了咖啡游离和总2-糠基硫醇精确定量方法。该方法的定量回收率为92.9~99.9%,线性范围为0.6~249.0μg/L,定量限为0.5μg/L,具有较好重复性和准确性。为了明晰2-糠基硫醇的主要消褪方式,提出了2-糠基硫醇的结合释放假设模型,即咖啡中游离2-糠基硫醇的消褪是由可逆结合和不可逆损失部分共同组成,其中可逆结合部分硫醇可由半胱氨酸重新释放为游离态,而不可逆损失部分则不可再生。基于该假设模型推导出可逆结合与不可逆损失硫醇的计算公式,并对二者的比例关系进行研究。结果表明,在咖啡放置过程中,可逆结合的2-糠基硫醇占总减少量的85%以上,是导致咖啡游离2-糠基硫醇消褪的主要原因。为了明确不同放置条件对硫醇结合释放的影响,研究了不同放置条件对咖啡结合释放2-糠基硫醇能力的影响。结果表明,咖啡放置温度与时间的增加会导致游离态2-糠基硫醇的减少,并提高咖啡对2-糠基硫醇的可逆结合能力;咖啡放置pH值上升,游离态2-糠基硫醇显著降低,咖啡对硫醇的结合能力显著增加。为了明确造成2-糠基硫醇消褪的主要成分,研究了咖啡基质中潜在香气结合物对咖啡特征香气成分,特别是2-糠基硫醇的影响。分别筛选咖啡油脂、绿原酸降解产物偏苯三酚、不同相对分子质量的类黑素和主要碳水化合物,考察它们对特征香气成分的影响。结果表明相较于其他成分,偏苯三酚与2-糠基硫醇的减少相关性更高,是2-糠基硫醇的主要结合前体。针对偏苯三酚反应路径,研究了pH值和半胱氨酸对硫醇释放的影响,结果表明咖啡pH值的降低和半胱氨酸的添加,均可通过影响偏苯三酚的浓度促进2-糠基硫醇的释放。通过对比偏苯三酚、偏苯三酚氧化产物及亚硫酸钠还原处理的氧化产物对2-糠基硫醇的结合反应活性,明确了偏苯三酚的氧化产物,醌类物质是造成2-糠基硫醇消褪的直接香气结合物。针对硫醇的不可逆损失,考察了芬顿自由基反应对2-糠基硫醇的影响,发现体系中抗坏血酸浓度低于0.03 g/L时,其含量增加可促进2-糠基硫醇的消褪,而高于0.03 g/L时抗坏血酸则可抑制2-糠基硫醇的消褪。基于以上香气消褪路径分析,研究了不同食品配料对咖啡2-糠基硫醇的释放效能,确定半胱氨酸与抗坏血酸为香气释放剂。基于半胱氨酸产生异味阈值的测定和咖啡2-糠基硫醇的存留量,确定了半胱氨酸和抗坏血酸的最优剂量分别为0.045 g/L和0.05 g/L。基于此,研究了以上释放剂对咖啡香气轮廓和感官特征的影响,结果表明半胱氨酸与抗坏血酸的使用对咖啡中2-糠基硫醇、甲基糠基二硫、二甲基三硫等硫化物,3-乙基-2,5-二甲基-吡嗪、4-乙基愈创木酚及4-乙烯基愈创木酚有明显的定向强化作用,对咖啡的坚果香、硫香、巧克力香和整体香气强度均有显著增强效果,总体喜好度明显好于空白对照组。偏最小二乘回归(PLSR)分析表明2,6-二甲基吡嗪等吡嗪类物质对坚果香有正面贡献;2-糠基硫醇、二甲基三硫等含硫化合物对硫香有正面贡献;巧克力香与2,6-二甲基吡嗪、2-糠基硫醇等物质的正面贡献有关;焦香与吡嗪和酚类物质的贡献呈正相关。对香气强化修饰前后的样品进行电子鼻分析,表明使用香气释放剂的咖啡样品放置后相对于空白咖啡样品香气轮廓更接近于新鲜现煮咖啡。因此,通过半胱氨酸与抗坏血酸的复配使用,实现了结合态2-糠基硫醇的定向释放,改善了以2-糠基硫醇为主的香气快速消褪现象,对咖啡坚果香、硫香、焦香等特征感官属性实现了定向强化修饰,提升了现煮咖啡的香气品质。