咖啡由于其独特的风味备受消费者喜爱,是典型的嗜好饮品。从咖啡生豆的品种、产地到咖啡豆烘焙、研磨和萃取的每一个环节,任一参数变化都会影响咖啡液的感官风味并决定消费者的好恶。研磨所得咖啡粉的粉体特征是影响萃取动力学、风味物质萃取率及咖啡液感官品质的重要因素。本研究以不同研磨条件下的咖啡粉体特征（颗粒形貌和填充相关系数）分析为基础,探讨影响咖啡液萃取率和风味的关键粉体特征参数及萃取过程动力学参数的关键因素;分析各关键因素对咖啡液关键香气化合物萃取动力学的影响规律及相关机制,以期为风味差异化的咖啡制作时的咖啡研磨工艺优化和萃取进程控制提供必要的理论指导。首先研究咖啡粉体特征中颗粒形貌对咖啡液萃取率和风味化合物的影响。以中度烘焙的危地马拉咖啡豆为样本,使用平刀和锥刀两种研磨机进行不同程度的研磨,获得不同粉体特征的咖啡粉,采用意式浓缩工艺（恒压900 k Pa,40 g萃取液/17 g粉）进行咖啡液萃取。结果表明,咖啡液的萃取率在16%～27%之间,主成分分析显示粒径分布是影响萃取率的关键粉体特征参数,萃取率随粒径分布增大呈现先上升后下降的趋势。同时,对不同萃取率咖啡液中特征风味化合物进行分析,发现萃取率最高时,琥珀酸、柠檬酸和乳酸的浓度也达到最高,分别为5.57 mg/m L、3.43 mg/m L和1.69 mg/m L。电子鼻分类、挥发性化合物含量聚类和Napping感官分析均发现,尽管对不同粉体特征咖啡粉萃取可以得到萃取率相同的咖啡液,但其中风味化合物组成与浓度不同,咖啡液的香气仍存在明显差异,且大于滋味上的差异,主要体现在坚果味、巧克力味和烟味等属性上。对影响萃取率的填充相关参数和萃取动力学参数进行分析。通过测定咖啡粉的流动性、振实密度、压缩度等参数,并计算萃取过程中的动力学参数（渗透系数和固结度等）,以探讨除粒径以外的因素对萃取率的影响。结果表明,压缩度和振实密度是影响萃取率的关键填充相关参数,其通过影响萃取过程中的渗透系数和固结度,进而影响萃取率。当压缩度降低37%,振实密度增大21.43%时,渗透系数由2.74×10-12 m~2显著增大至1.47×10-10 m~2（p<0.05）,发生数量级的变化,而固结度则由6.25%降低至0%。当渗透系数接近时,固结度越大,咖啡液萃取率越低。进一步对影响粉体特征和萃取过程的因素进行分析。对危地马拉咖啡豆进行不同程度的烘焙,得到物理性质及化学成分不同的烘焙豆。随着烘焙程度的加深,烘焙豆硬度减小,脆性增大,脂肪含量显著增大（p<0.05）。以相同条件研磨后,测定粉体特征,计算萃取过程中动力学参数。结果表明:烘焙豆硬度越小,脆性越大,研磨后咖啡粉粒径的d10越小,颗粒形状越规则。对烘焙豆性质、粉体特征及萃取过程动力学参数进行相关性分析,结果表明:粉体流动性与烘焙豆性质无显著相关性,压缩度与烘焙豆百粒重呈极显著负相关（p<0.01）;振实密度、渗透系数和固结度与咖啡豆密度、硬度呈极显著正相关（p<0.01）,与脆性、脂肪含量呈极显著负相关（p<0.01）。对关键香气化合物的动态萃取过程及其影响因素展开研究。尽管不同粉体特征咖啡粉萃取后咖啡液内可溶固形物含量相同,但其香气化合物和感官属性仍存在明显差异。因此对咖啡液恒压900 k Pa萃取过程中吡啶、2-甲基吡嗪、2-乙基吡嗪、2-乙基-6-甲基吡嗪、2-丙基吡嗪、糠醛、2,6-二乙基吡嗪、5-甲基呋喃醛、β-大马酮、4-乙烯基愈创木酚等10种关键香气化合物的动态浓度变化进行测定。结果表明,关键香气化合物的归一化萃取率随萃取杯量的变化符合幂定律方程y=axb。将表征化合物萃取速率的a、b值与化合物极性、粉体特征、萃取动力学参数进行相关性分析,结果表明,极性越强,渗透系数越大,化合物初期萃取速率越快。基于ROAV分析,结合精品咖啡协会金杯萃取区间（18%～22%）,调整最终的萃取杯量:浅度和浅-中度烘焙咖啡可控制萃取杯量为25～30 g萃取液/17 g咖啡粉,更深烘焙程度的咖啡则可以适当增加萃取杯量至40～50 g萃取液/17 g咖啡粉。