你知道当你烤咖啡时会发生什么吗?是什么让绿豆变成了我们喜爱的美味的、芳香的豆子?
在这个由两部分组成的系列文章的第一部分中，我们研究了咖啡豆的解剖结构是如何发挥重要作用的，并概述了在烘焙过程中发生的物理变化。现在让我们来看看一些化学变化，包括味道和香气是如何形成的。
主要的化学反应
将咖啡豆放入烘焙机的高温中会引发数百种不同的化学反应。烘焙可以降解一些化合物，改变其他化合物，并产生新的化合物。
你可能会听到人们提到一种叫做热解的化学过程。当有机物被加热到高于分解温度时，就会产生挥发性化合物，并留下含有大量碳的固体残渣。在咖啡烘焙过程中，我们避免让咖啡豆热到足以导致焦化，但它们确实会发生与热解相关的化学变化，包括糖的焦糖化和挥发性化合物的生成。
以下是影响你每天喝咖啡的主要化学反应。
梅拉德反应
这一过程开始于150°C/302°F左右，此时咖啡豆仍在吸热，并在烘焙的放热部分继续进行。热量使豆类中的碳水化合物和氨基酸发生反应。这导致颜色、味道和营养成分的变化。
颜色的变化是由于蛋白黑色素的产生。这些大分子不仅使咖啡豆变成褐色，而且有助于口感和醇厚度。
在梅拉德反应中温度和时间的微小变化会对咖啡的最终形状产生很大的影响。
据报道，在梅拉德反应中时间较长的咖啡粘度会增加。较短的梅拉德时间可以创造更多的甜和酸的感觉。部分原因是，如果咖啡在梅拉德反应中停留太久，产生果味和甜味的酸就会被破坏。
当烘焙机对烘焙型材进行试验时，它包括改变梅拉德反应的长度和强度，并记录其对型材的影响。
Strecker Degradation
这是一个依赖于梅拉德反应的过程。氨基酸与羰基分子反应生成化合物，如醛和酮。作为烘焙师，我们不需要确切地了解这些化合物是什么——重要的是要认识到，这个反应对于产生香气和产生香味的化合物是必不可少的。
糖的焦糖化
在大约170°C/338°F时，高温使大型复杂碳水化合物分解成更小的糖分子，可以溶解在水中。这意味着成品啤酒的甜度会增加。这种反应会持续到烘焙结束，同时也会使咖啡散发出焦糖和杏仁等甜味。
挥发性和非挥发性化合物
你可能听说过在烘焙咖啡中含有挥发性和非挥发性化合物。一般来说，挥发性化合物负责香气，而一些非挥发性化合物有助于风味。但它们是什么呢?
挥发性化合物是在室温下具有高蒸气压的有机化合物。其中许多是在焙烧的发展阶段，在Strecker降解过程中形成的。当产生芳香的挥发性化合物分散时，我们会闻到咖啡特有的味道。这些包括:
醛类：增加果味，绿色芳香。
呋喃：会产生焦糖味
吡嗪：有泥土味。
含硫化合物：包括2-呋喃硫醇。其中一些咖啡有一种通常被称为“烘焙咖啡”的香味，但也有一些单独闻起来不那么诱人。例如，甲硫醇闻起来像腐烂的卷心菜。
Guaiacol：有烟熏、辛辣的味道。
二氧化碳是一种挥发性化合物，不会对香气产生影响，但会对醇厚度产生影响。
非挥发性化合物只是在室温下稳定的物质。也就是说，它们不会蒸发。其中一些化合物在焙烧过程中发生了变化，而另一些化合物在焙烧过程中保持稳定。许多非挥发性化合物有助于风味和剖面。
例如咖啡因，它会产生一些苦味。咖啡因自然存在于咖啡中，并在烘焙过程中保持不变。其他非挥发性化合物包括提供甜味的蔗糖和提供身体和口感的脂质。产生颜色和身体的黑色素也是一种非挥发性化合物。
酸的作用
酸在创造风味方面起着重要作用，并且对热很敏感。烘焙可以降解一些酸并产生其他酸。
例如，柠檬酸和酒石酸会在烘焙过程中分解，从而产生果味和甜味，所以长时间或过热的烘焙会大大降低最终成品的甜度。
咖啡含有大量的绿原酸，烘焙时可分解为咖啡因和奎宁酸。绿原酸和由此产生的奎宁酸都被认为具有苦味和涩味。
咖啡烘焙包括一系列的化学转化，这些化学转化有助于咖啡的风味、香气和成品杯的口感。这些反应中有许多对温度和受热时间的变化很敏感。因此，焙烧工艺的一个小的变化可以对型材产生深远的影响。
了解烘焙过程中发生了什么，以及为什么会发生这些变化，可以帮助你做出更明智的选择。如果你对化学物质是如何在这个过程中产生和改变的有一个概述，你就能更好地理解你的批次出了什么错，或者是对的，并利用这些信息使你的下一个批次变得更好。
