科学家正奋力拯救咖啡免于灭绝中国科学报

气候变化正让咖啡树濒临灭绝。科研人员正在寻找解决方案，竭力守护这款人类不可或缺的提神好物。

利比里卡咖啡冲泡后带有菠萝蜜、芒果等热带水果香气。图片来源：angin hiqaru87/Shutterstock

全球每年消耗的1000万吨咖啡豆，几乎全部源自两大品种：口感醇厚、常带有苦味的罗布斯塔咖啡，以及风味细腻的阿拉比卡咖啡。遗憾的是，气温仅上升几度，阿拉比卡就会长势衰败甚至枯死；而罗布斯塔极度依赖大量水分，一旦遭遇干旱，产量便会断崖式下跌。

为此，科研人员正争分夺秒开展研究，既要让全球咖啡爱好者能继续享用咖啡，也要保住众多低收入国家咖啡种植农户赖以谋生的经济作物。目前，应对方案多种多样，如改良两大主流咖啡品种的抗逆性、驯化咖啡属近缘野生种、借助精妙化学工艺从咖啡豆中萃取更多风味物质等。

埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴大学的植物遗传学家Kassahun Tesfaye介绍，埃塞俄比亚是阿拉比卡咖啡发源地，本国人们以此为荣，咖啡仪式更是维系国内多元文化、社交往来的纽带。

埃塞俄比亚政府正在建立自然保护区，以保护阿拉比卡天然基因多样性，同时在埃塞俄比亚生物多样性研究所、埃塞俄比亚农业研究所活体种质库，培育超1.2万株阿拉比卡植株。

政府寄望于这批种质资源，用以培育、基因编辑耐高温、耐干旱的阿拉比卡新品种。Tesfaye指出，阿拉比卡咖啡细胞拥有完整的4套染色体，不同于多数咖啡物种及人类的两套染色体，这证明它是5万年前两种咖啡物种自然杂交诞生的。“我们拥有充足的基因库，足以应对气候变化带来的挑战。”

随着全球气温持续升高，阿拉比卡种植区只能不断向高海拔山地迁移，才能维持适宜生长温度，这对小型咖啡种植户而言并不容易。另一个解决方案是种植更能适应气候变化的其他咖啡品种。目前全球已知野生咖啡共134种，已有少数品种因气候适应性而被培育，包括利比里卡咖啡和埃克塞尔萨咖啡。

自20世纪90年代末起，英国皇家植物园（邱园）的Aaron Davis便牵头深入非洲、马达加斯加搜寻各类野生咖啡植物。他还依托邱园的古老标本馆，搜寻那些早已被遗忘的标本。据他估算，他与合作团队已完成全球约1/3已知咖啡物种的科学描述。

Davis走访全球各大咖啡产区，观察农户正面临的生存难题，以及他们的应对办法。他发现，所有成功的案例，核心都是更换种植品种。

在湿润多雨地区，农户会放弃阿拉比卡，改种罗布斯塔；其他区域则可以选择利比里卡，因为该品种耐高温能力优于阿拉比卡，耗水量也更低。

但长期以来，咖啡行业对这条路线始终持怀疑态度，因为很少有野生植物能够被培育成高产且可口的咖啡作物。

六月下旬的一个清晨，Davis在邱园标本馆办公室用哈里欧锥形手冲壶冲泡了多款咖啡，其中两种风味辨识度极高。产自马来西亚的利比里卡，散发着浓郁的菠萝蜜、芒果等热带水果香气；西非总序咖啡的生豆巧克力气息突出，冲泡后还裹挟着麝香、菌菇与草本的复合香气。

另外两款咖啡则口感柔和。一种是南苏丹商业化种植的埃克塞尔萨咖啡，另一种是利比里卡与埃克塞尔萨杂交而成的“利贝克”咖啡，自带果香与杏仁调。

Davis称，即便专业品鉴师也难以分辨这几个品种与阿拉比卡的区别，而这正是这类抗逆品种的核心优势——完全能满足习惯阿拉比卡风味的消费者。

在他看来，眼下最大难题是培育高产、便于农户种植的咖啡品种。

与此同时，一些研究人员则另辟蹊径，正在探索如何更好地利用日渐紧缺的阿拉比卡原料。“在消费萃取环节还有很大优化空间。”美国俄勒冈大学尤金分校的材料科学家Christopher Hendon说。

Hendon团队发现，将咖啡豆冷冻至冰点以下再研磨，能得到更细小的咖啡粉，但研磨越细不代表口感越好。过细的颗粒会因静电作用而结块，减少与水接触的表面积，溶解到咖啡液中的风味物质随之变少；而微调研磨工艺，如研磨前轻微润湿咖啡豆，就能有效减少结块。

另一项出人意料的结论是，研磨度更粗的咖啡豆，反而能萃取出更多优质风味物质，但仅在萃取压力低至7个标准大气压时成立，而商用咖啡机常规萃取压力约10个大气压。

Hendon表示，化学分析同样是筛选替代咖啡品种、改良成品风味的关键。目前，咖啡相关化学研究仍处于起步阶段，科研人员正搭建可重复、标准化的风味检测体系。

“成分分析难度很大，给风味赋予量化评分更是难题。”Hendon说，一杯普通咖啡含有超2000种有机化合物，各类物质的浓度受种植产地、种植方式、烘焙程度等因素影响，差异巨大。

Tesfaye认为，科研人员最该关心咖啡的未来——不只是科研助力咖啡产业，咖啡同样支撑科研发展。“许多发现和知识都是在喝了一杯咖啡之后产生的。”