咖啡豆在烘焙过程中香气来自什么化学反应？咖啡豆不同烘焙阶段的

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• 　　咖啡豆在烘焙过程中香气来自什么化学反应？咖啡豆不同烘焙阶段的口感有哪些？

   

  　　咖啡迷人的香气也是令拿破仑、我、众多咖啡迷时时想念咖啡的主要原因。可是到底为什么咖啡会这么香？最重要的当然是咖啡豆本身就储存了丰富的各种原料，如碳水化合物、蛋白质、脂类、有机酸等……再经过受热烘培就会启动一连串复杂的反应，而造就出诱人的香气。

   

  　　咖啡豆的烘焙阶段

   

  　　下面介绍咖啡豆在各个烘焙阶段的变化。

   

  　　变化过程

   

  　　生咖啡豆吸收热之后，颜色开始由绿转黄，豆子的含水率开始下降。

   

  　　热能将咖啡豆内部的水分转化为蒸气→咖啡豆内部产生二氧化碳→

   

  　　咖啡豆内部压力到达25 巴→第一爆：咖啡豆在烘焙过程中会出现极具代表性的爆裂声

   

  　　脱水之后的咖啡豆开始释放热能 并变成褐色，还会脱下一层银皮。

   

  　　烘焙过的咖啡豆体积会增加1.5-2倍，此时重量至少损失11％。

   

  　　继续烘焙咖啡豆就会持续产生二氧化碳→第二爆

   

  　　咖啡豆颜色加深，进入中深烘培阶段。此时损失的重量达原本的22％。

   

  　　第二爆之后，咖啡豆因热解反应而表面出油， 并且开始碳化，一不注意很有可能会烧焦。

   

  　　香味发展

   

  　　在干燥阶段会开始发展出三至四种香气。

   

  　　咖啡的香气和风味会借由两种化学反应释放出来：

   

  　　• 梅纳反应：当咖啡豆的含水率少于5％，糖和氨基酸为降解蛋白质而产生的化学变化。

   

  　　• 焦糖化反应：水、糖和蔗糖之间发生的化学反应。

   

  　　随著烘焙时间越长，酸味会逐渐降低，苦味提升，许多芬芳分子开始挥发出来。

   

  　　烘焙到最后会发展出近八百种的香味物质，咖啡豆的风味、酸性、甘甜和醇度也臻于成熟。

   

  　　不过烘焙有时也可能带出咖啡不受人喜爱的风味。

   

  　　在最后阶段，香味物质会被摧毁，取而代之的是苦味，酸味则荡然无存，醇度也随之减低。

   

  　　可以用颜色作为依据吗？

   

  　　咖啡豆的烘焙没有统一的颜色可以作为烘焙程度的依据，

   

  　　比较准确的方法应依据烘焙时间总长来决定第一爆的时间。

   

  　　烘焙与咖啡因的比例

   

  　　生咖啡豆的咖啡因含量几乎不会因烘焙程度而有所改变（咖啡因流失率约10％）。

   

  　　然而烘焙越久，咖啡损失的重量越多（重率约11-22％），

   

  　　在这种情况下，咖啡因的比例自然就上升了。

   

  　　目前流行的烘焙程度有偏浅的趋势

   

  　　当咖啡豆烘焙至一定程度，香气会逐渐被烘焙的味道掩盖，

   

  　　唯有浅烘焙能保留住明显的咖啡芬芳。

   

  　　咖啡烘焙师必须做出妥协，决定该留下哪些香气特征。

   

  　　举例来说，要是烘焙师想让咖啡带有大量香气而口味偏酸味，那么就得牺牲咖啡的醇度。

   

  　　受人喜爱的酸味

   

  　　适度的烘焙可以凸显咖啡豆原有的自然酸味，

   

  　　烘焙所带来的热能则会大量摧毁咖啡豆里的四十多种绿原酸，

   

  　　并且分解成奎宁酸和咖啡酸；这两种物质都具有收敛性，可能会影响口感。

   

  　　其他多数的有机酸如柠檬酸和苹果酸，在浅烘焙时达到最大值，

   

  　　之后便会随烘焙时间延长而逐渐下降。

   

  　　这解释了为什么快烘轻焙更能表现咖啡豆的鲜明酸味。

   

  　　而当中重要的两种反应当属焦糖化反应（caramelization，糖的氧化与褐变）与梅纳反应（Maillard reaction，氨基酸与糖类的反应）。这两种反应都需要糖类的参与，生豆中含量丰富的蔗糖，正好提供了这两种反应所需的材料。先前的研究也发现蔗糖含量与咖啡豆风味有著正向的相关性。从下表中可以看出阿拉比卡（Arabica）的蔗糖（Sucrose）在生豆时含量是罗布斯塔（Robusta）的两倍，也说明了阿拉比卡种的咖啡豆风味优于罗布斯塔的原因。

   

  　　（一）焦糖化反应

   

  　　某次在高雄文化中心附近点了杯危地马拉-微微特南果（Huehuetenango）搭配《我的探险生涯》（My Life As An Explorer by Sven Hedin）度过了一个美丽的下午。喝完咖啡后偶然发现残留在杯底干涸的咖啡渍排列成有趣的图案，就顺手拿起来看能不能看出下期大乐透的头彩号码，看了好一会儿也没看出个

   

  　　什么初一十五，倒觉得那些图案更像是位探险家在沙漠滚滚褐色沙丘间行进的景象。忽然之间一阵焦糖的甜香味闪现了一下，再仔细闻闻，甜甜的焦糖味居然是从杯底传来的，我点的微微特南果不是黑咖啡吗？为什么会有焦糖的甜味？后来才发现黑咖啡本身是真的有甜味的，特别是焦糖的甜最明显！但是每一种咖啡的甜味会因为豆种与烘培方式而各有不同变化。

   

  　　咖啡豆中的糖份大约在170——200℃进行焦糖化反应，正好是蔗糖熔点（185℃）、咖啡豆烘培时一爆阶段的温度。焦糖化反应的产物分为两部份：

   

  　　糖的脱水产物，就是焦糖或酱色

   

  　　裂解产物，主要是一些挥发性的醛与酮。

   

  　　总的来说，在焦糖化反应中产生了火烤的香味、焦糖与颜色，也产生了其他芳香性的物质如麦芽醇、Cyclotene、呋喃类化合物等等，这些化合物也可以在红酒、果汁、奶油等食物中发现。

   

  　　不过如果在烘培的过程中焦糖化过头并不是件好事，反而会造成碳化，使咖啡燥苦绞喉。如果焦糖化不足则会使得香气单调乏味缺少层次。

   

  　　（二）梅纳反应

   

  　　最近越来越多咖啡店在店门口摆台烘培机自己烘培，这样一来不但节省成本品质也可以自己控制。所以走在街上往往可以闻到烘培咖啡豆特有的香味，其中带有植物纤维燃烧的青蓝色烟焦味、奶油乳黄色的甜香、烤面包棕褐色的面包香等等各种味道集结在一起。这些丰富的味道大部来自于烘培时的梅纳反应。

   

  　　梅纳反应可以分成三个阶段

   

  　　一、初期：

   

  　　羰胺缩合Amadori分子重排

   

  　　二、中期：

   

  　　Amadori分子重排产物果糖胺脱水成HMF（hydroxymethylfurfural）

   

  　　果糖胺脱去氨基成还原酮

   

  　　氨基酸与二羰基化合物的作用

   

  　　三、末期：

   

  　　醇醛缩合

   

  　　生成黑色素的聚合反应

   

  　　除了糖类，蛋白质在生豆重量中也占有大约11％，这些蛋白质中所含的氨基酸正好是梅纳反应中所需的原料。梅纳反应指的是食物中的氨基酸与还原糖（葡萄糖、果糖、乳糖等等…）在加热过程中一系列的反应。梅纳反应产生了非常多种的芳香物质与色素例如Pyridines, Pyrazines ,Oxazoles, Thiazoles, Pyrroles。梅纳反应在食物烹调的风味占有很重要的角色，不论是烤香肠时香肠变黑且散发出香味、外酥内软的烤鸡、香喷喷的烤面包这些烧烤类食物色香味俱全的背后功臣就是梅纳反应。

   

  　　咖啡得天独厚拥有种类庞大又复杂的化学物质，除了以上提到的化合物还有其他有机酸、无机酸、植物碱等等成份。不只是香甜美好的成份，些微苦涩的化合物让咖啡风味有更宽广的层次与变化，共同创造出咖啡独有的丰富滋味