在沖泡過的咖啡中，人們已經發現了800多種風味和芳香化合物，對我們來說，鑽研咖啡最激動人心的一點，就是弄清楚這些化合物的形成原因，以及它們怎樣影響咖啡的風味和口感。描寫咖啡中化學物質的書有很多，但是讓不研究化學的人讀，不管攝取多少咖啡因都會想睡覺！所以，今天這篇文章我們只會介紹幾種主要的化學物質。
咖啡的化學世界確實是一個非常複雜和引人入勝的領域。當我們探討咖啡中的化學成分時，最引人注目的就是那些賦予咖啡獨特風味和香氣的化合物。這些化合物的形成過程與多種因素有關，包括咖啡豆的種類、生長條件、處理方法以及烘焙過程。
- 咖啡因（Caffeine）：最為人所熟知的化合物之一，咖啡因不僅提供了咖啡的提神效果，還對咖啡的風味有一定的影響。
- 氯ogenic acids（綠原酸）：這些化合物在未烘焙的綠色咖啡豆中含量較高，它們對咖啡的酸度有顯著影響。在烘焙過程中，綠原酸會分解，形成新的風味化合物。
- Trigonelline（天門冬氨酸）：這是另一種影響咖啡風味的重要化合物，尤其是在烘焙過程中，它會分解生成煙熏和果香等風味。
- 脂肪酸和糖類：這些物質在烘焙過程中會發生化學反應，生成多種香氣化合物，如焦糖化合物和馬利雅德反應產物，這些都是賦予咖啡獨特風味的重要因素。
了解這些基本的化學成分只是探索咖啡風味豐富多彩世界的開端。這些化合物的交互作用和變化不僅造就了咖啡的多樣性，也是咖啡研究中最吸引人的部分之一。對於不研究化學的人來說，這些信息可以幫助他們更好地理解和欣賞每一杯咖啡背後的科學與藝術。
酸類和醣類決定咖啡的風味
作為烘焙師對兩類化合物特別感興趣。碳水化合物（醣類）和有機酸。這兩類化合物的相互作用對咖啡的影響，只要參考一下廉價白葡萄酒和高檔葡萄酒之間的區別，你就能理解。廉價葡萄酒因為甜度低，只有一兩種有機酸比較突出，所以味道尖銳，口感單薄，刺激性強。反觀好的紅酒，味道純正、清爽，就是因為它們含有豐富的酸類，其中有些帶有甜味和果味，這些是所有滋味和香味的基底。
在咖啡烘焙過程中，醣類和酸類的配合形成了複雜而豐富的風味組合。高品質的咖啡會表現出豐富的風味，包括但不限於甜、酸、苦和香味，這些元素共同構成了獨特的風味。與廉價咖啡相比，高品質的咖啡往往會有更加一致和諧的風味，這是因為其醣類和酸類的平衡得宜。對於烘焙師來說，了解這些化合物的特性和應對不僅有助於更好地理解咖啡的風味，還能夠引導他們在烘焙和品鑑過程中做出更明智的選擇。
碳水化合物（醣類）
這是咖啡豆中的主要能量來源，也是烘焙過程中形成風味的關鍵。烘焙過程中的焦糖化反應將醣類轉化成各種風味化合物，包括簡單、果味不同的烘焙程度會產生不同的風味特徵，例如淺烘焙咖啡豆通常會保留更多的原始果香和焦糖味，而深烘焙則會產生更強的煙熏味和苦味。
有機酸
這些成分對咖啡的風味和口感至關重要。常見的有機酸如綠原酸、檸檬酸和水果等，不僅賦予咖啡清新、酸爽的口感，還可以平衡其他風味元素。有機酸的種類和含量會受到咖啡豆的種植條件、加工方法和烘焙程度的影響。
酸類影響咖啡品質和複雜度
咖啡豆中的酸類成分對其品質和複雜度有顯著影響。這些酸類包括我們熟知的檸檬酸（在橙子、檸檬和青檸中也有發現）和蘋果酸，以及一些由糖類和其他化合物分解或反應生成的醋酸。這些酸類在咖啡豆中的比例對於咖啡的品質和口感複雜度至關重要。
這個比例受到多種因素的影響，比如咖啡樹的品種、生長地土壤中的礦物質含量、當地的氣候條件（溫度和濕度）以及烘焙的深度。不同的烘焙程度會對咖啡豆中酸類的含量和類型產生影響，從而改變咖啡的風味和口感。咖啡豆中的酸性成分是影響其整體品質和風味複雜度的重要因素之一，而這些酸性成分則受到種植、處理和烘焙過程中多種變量的影響。
未經烘焙的咖啡豆中，綠原酸是最主要的酸類成分，其含量可占到豆子淨重的5%到10%。綠原酸的特點是帶有草味、明亮或偏重的酸味，它也會給咖啡帶來苦味。在咖啡烘焙過程中，大部分的綠原酸會分解，轉化為其他類型的酸，如咖啡酸和奎寧酸。
這些酸的酸味和苦味相對較為溫和，並且在較低濃度下能為咖啡帶來更為複雜的甘苦風味。 這種轉化是咖啡烘焙過程中風味形成的重要部分，透過控制烘焙程度和條件，可以在一定程度上調節咖啡中的酸味和苦味，從而產生不同的風味特性。 因此，綠原酸的含量和其在烘焙過程中的轉化對於最終咖啡的風味和品質有著重要的影響。 透過精確控制烘焙過程，可以化咖啡的味道，使其更加豐富和平衡。
醣類是咖啡甜味的主要來源
咖啡豆裡最重要的醣類之一是蔗糖，它能為成品帶來明顯的甜味。在烘焙過程中，咖啡豆顏色變深伴隨著糖分的分解。這種分解是深度烘焙咖啡比淺烘焙咖啡更苦、甜味更淡的原因之一。糖分的分解會產生苦味化合物，從而改變咖啡的整體風味平衡。此外，烘焙過程中的焦糖化和美拉德反應對咖啡的風味形成至關重要。
焦糖化是糖分在高溫下發生的化學反應，可以產生焦糖、奶油糖和香草等甜美香氣。美拉德反應則是糖分和蛋白質在高溫下的反應，會產生「烘焙」味、花香、辛香味和巧克力味等豐富的風味。因此，烘焙過程中醣類的轉化對咖啡的風味有深遠影響。透過精確控制烘焙條件，可以在咖啡中平衡甜味、苦味和其他風味，從而製作出品質各異的咖啡產品。
咖啡豆的蔗糖含量在果實成熟時達到頂峰
咖啡豆中的蔗糖含量在果實成熟時達到最高，這解釋了為什麼在選擇咖啡豆時，人們傾向於選擇那些強調使用全紅果手工採摘方法處理的咖啡生豆。成熟的咖啡果實含有更高的蔗糖含量，這直接影響了最終咖啡的風味和品質。不同咖啡品種之間蔗糖含量的差異也是影響風味的重要因素。例如，羅布斯塔（Robusta）咖啡豆的蔗糖和綠原酸含量顯著低於阿拉比卡（Arabica）咖啡豆。
這種成分上的差異導致羅布斯塔咖啡烘焙後的風味複雜度通常不如阿拉比卡，且羅布斯塔的苦味更為突出。這也是為什麼阿拉比卡咖啡通常被認為品質更高，風味更為豐富和平衡。咖啡豆的品種、成熟度和處理方式共同決定了其風味特徵，進而影響消費者的選擇和喜好。
生物鹼使咖啡風味譜更完整
咖啡豆中的生物鹼是其風味譜的一個重要組成部分，其中咖啡因是最為人所知的成分。咖啡因不僅是因其興奮作用而廣為人知，也因其苦味而成為咖啡整體風味的一部分。此外，葫蘆巴鹼是咖啡中另一種不太為人熟知的生物鹼，它同樣帶有苦味。
在烘焙過程中，一部分葫蘆巴鹼會分解，有助於形成多種濃郁的香氣化合物。這些化合物豐富了咖啡的風味，增加了其複雜性。葫蘆巴鹼分解後會形成菸鹼酸（維生素B3），這種營養素在每杯咖啡中的含量大約為1到3毫克，具體取決於咖啡的濃度和沖泡方法。濃縮咖啡中的菸鹼酸含量通常高於滴濾咖啡。每天飲用兩到三杯咖啡就可以達到每日建議攝取量的14到18毫克。
因此，生物鹼不僅提供了咖啡的特有苦味，還對其香氣和營養價值有所貢獻，使咖啡成為一種風味豐富且具有一定營養價值的飲品。
