咖啡的味道是由很多因素决定的:品种、烘焙方式、酿造配方、加工方法……然而当你开始分解咖啡时，咖啡的味道其实是由一件事决定的——化合物。
当然，我们烘焙咖啡的方式、咖啡的种类、生长的海拔高度都会对这些化合物产生影响。但如果我们真的想优化咖啡的外形，我们需要了解它背后的科学原理。(对于烘焙师来说尤其如此，因为你的工作就是控制热量来控制几种化学反应。)
我目前正在攻读食品科学博士学位，主要研究如何通过分析咖啡的化学成分来预测咖啡的味道、香气和质量。让我把你应该知道的要点讲给你听。
现煮咖啡，即刻饮用。。图片来源：Vilte Kasetaite为Strange Love Coffee
口味:这是一个化学问题
香气、风味、余味、酸度和身体:所有这五种属性都是对不同化合物的反应。在拔火罐上，我们用我们的感官分析它们——但是化学反应仍然发挥作用。我们评估干燥的香气，然后是打破外壳时的香气，然后是味道。不同的阶段，不同的分子。
作为一个q -grade的学生，我喜欢杯测咖啡的过程。但作为一名科学家，我也直接研究化合物及其相互作用。从碳水化合物到咖啡因，有许多非挥发性化合物对味道和质量有影响。这些量的多少将根据青咖啡的质量而有所不同——但请记住，生咖啡豆的化学成分与烘培咖啡豆完全不同。
这让我想到挥发性化合物:它们大多是在焙烧过程中通过化学转化产生的。它们对决定咖啡的品质至关重要。
咖啡三种方式。图片来源：Elm Coffee Roasters
一些你应该知道的非挥发性化合物
当我们谈到非挥发性化合物时，强调生物碱(咖啡因和葫芦巴碱)、绿原酸、羧酸、碳水化合物和多糖、脂类、蛋白质、黑色素和矿物质是很重要的。
例如，咖啡因会影响煮好的咖啡的强度、苦味和口感。它溶于水。另一种基本生物碱是葫芦巴碱;这有助于烘焙咖啡豆和煮咖啡的香味。
绿原酸:我非常喜欢这些。并不是说它们好吃——它们不好吃!但是我花了很长时间来研究它们。
关于绿原酸，重要的是要知道它们是由反式肉桂酸(咖啡酸、阿魏酸和对香豆酸)和奎宁酸组成的。让我来解释一下:奎宁酸导致咖啡的苦味和涩味。在焙烧过程中，绿原酸会降解，这意味着奎宁酸会增加。这就是为什么非常黑的烤肉尝起来很苦的原因之一
有机酸：现在我们讨论的话题是好的酸度。这是品质的一个重要属性，通常与甜味有关。有些事情你应该知道:
- 阿拉比卡咖啡比罗布斯塔咖啡酸性更强。
- 酸含量随着烘焙过程的进行而降低(绿豆的酸含量为11%，而烘焙豆的酸含量仅为6%)。
- 深色烘焙会降低咖啡的酸性含量和酸度。
现在让我们来看看酸的类型:咖啡中一些比较“敏感”的酸是柠檬酸、苹果酸和绿原酸。有些酸在焙烧过程中会降解(如氯仿)，而有些酸的浓度会增加，如甲酸、乙酸、乳酸等。
风味轮。图片来源：Jemmy Wijaya Shalim
碳水化合物和多糖:一些多糖——碳水化合物的一种形式——你应该知道是阿拉伯半乳糖、甘露聚糖和纤维素。这些可爱的化合物在保留咖啡中的挥发性化合物方面起着至关重要的作用，而挥发性化合物也有助于咖啡的香气。就味道而言，这些分子也决定了饮料的粘度。更重要的是，较小的葡萄糖和果糖会增加咖啡的甜味。
脂肪有助于煮出的咖啡的口感。它们是从咖啡豆中提取出来的，而在浓缩咖啡中，正是它们创造了crema。烘焙过程并没有真正影响它们的含量水平，但在烘焙过程中，油脂确实会迁移到咖啡豆表面(将挥发性化合物留在里面)。
最后，我们来看看黑色素。这些是梅拉德反应的产物:氨基酸和还原糖羧基之间的反应。它们是大分子，在我们的咖啡豆中形成棕色，并增加了咖啡的口感。这意味着咖啡中的氨基酸含量与咖啡的品质密切相关。氨基酸越多，反应越多，黑素越多。
但是，请注意咖啡的棕色不仅仅是由黑色素引起的。这也是糖焦糖化的结果。这就把我们带到挥发性化合物…
用Kalita Wave冲泡咖啡。图片来源：Tyler Nix
什么是挥发性化合物？
现在我们进入最激动人心的话题:咖啡中的挥发物。咖啡中有很多很多挥发性化合物，就像我之前说的，它们是决定咖啡质量的一个重要因素。
挥发性化合物主要是在烘焙过程中通过化学转化产生的，但这并不意味着绿豆与它们无关。挥发性化合物是咖啡品种的特征，农民的加工技术，以及咖啡的地理来源。
我们可以很容易地说，在咖啡烘焙后，有超过1000种挥发性化合物。然而，只有少量的这些有助于感知香气。一些研究人员认为，在我们的饮料中大约有20-30种挥发物在起作用。在分析香气时，我们应该记住，它可能与单一化合物的数量，以及其他化合物与其“阈值”之间的协同作用，比所有1000种化合物更密切相关。(阈值是指人体鼻子对一种化学物质敏感的最小值)。
新鲜烘焙的咖啡。
产生挥发性化合物的化学反应
让我们来看看导致这些挥发性化合物的化学反应。主要的化学反应是梅拉德反应(非酶褐变)。我们已经从黑色素的角度研究过它们;然而，它们也产生氮和含硫杂环化合物。
另一个需要注意的重要反应是酚酸降解。这是一种绿原酸的降解(还记得非挥发性化合物那一节吗?)形成咖啡酸(或另一种反式肉桂酸)、内酯和奎宁酸。这些化合物使煮好的咖啡有苦味和涩味。
Strecker降解是另一个关键反应。它主要发生在咖啡烘焙的发展阶段，是指氨基酸在醛类和酮类中的分解(对香气有好处)。
说实话，在烘焙过程中，我们至少还可以讨论另外七种反应——不过这是另一篇文章的主题。在我看来，烘焙的过程就像是豆子内部发生的一场化学盛宴。发生了这么多事情。
咖啡烘培后冷却。图片来源：Crema Coffee Garage
特定化合物，特定风味注释
这些挥发性化合物包括烃类、醇类、醛类、酮类、羧酸类、酯类、吡嗪类、吡咯类、吡啶类、呋喃类、呋喃酮类、酚类等。
虽然这些名字听起来都很科学，也许有点吓人，但它们都可以追溯到特定的咖啡属性。
你用过Le Nez du咖啡香气套装吗?它包含36种香味，你可以用它们来训练你的感官技能。我最喜欢的水果之一是杏(第16名):一种新鲜的水果香味。通常，花香和果香是酮和醛的结果。如果你在Le Nez du Cafe系列的书中查找16号的特征，你会发现这种香味与苯甲醛有关，一种醛。漂亮!
呋喃和呋喃酮类物质通常会让我们感觉到焦糖和烤咖啡的味道。吡嗪可能与坚果和烤咖啡的味道有关。当然，其他一些化合物的数量和相互作用也会产生负酚醛:愈创木酚分子(酚类化合物)是造成酚醛和烧焦酚醛的原因。
咖啡三角杯测。图片来源：Aveley Farms Coffee
对不起，读者们，我已经开始探索的这个世界似乎没有任何界限。这篇文章只是介绍了咖啡化学的奇妙之处:还有很多东西需要学习。所以让我们一起开始讨论它，无论是在科学书籍上还是仅仅是一杯咖啡。
因为当一切都归结到深奥而复杂的科学领域时，我们总是可以在杯中品尝到这些化合物。
由Q Grader的食品科学博士VerônicaBelchior撰写。
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