咖啡烘焙過程中會發生什麼？

烘焙使咖啡從一粒綠色的種子變成我們喜愛的芳香四溢的咖啡豆。但是在這個過程中會發生什麼呢?

物理結構的重要性

咖啡豆的解剖結構對於創造我們想要的美味烘焙成品至關重要。如果沒有特定的物理結構，就不會發生風味和香氣所必需的化學反應。在《咖啡的工藝和科學》一書中，布里塔·福爾默指出:「研磨的綠色生咖啡粉暴露在與咖啡豆烘焙過程相似的溫度歷史下，不會產生所需的風味化合物。」完整的咖啡豆在化學反應中扮演著重要的「微型反應器」角色。它控制反應環境的方式是，完整的咖啡豆可以按照正確的順序相互反應。」

戲劇性的變化

咖啡生豆的種子結構緻密。但當你把它們交給烘焙師時，它們的原始形式就完全改變了。讓我們看看發生了什麼物理變化。

顏色

也許在烘烤過程中最明顯的變化是顏色。在烘焙之前，咖啡豆是青綠色的。它們變成棕色是因為產生了蛋白黑素。這些聚合物是醣和胺基酸在高溫下結合時形成的。在烘烤過程中，外殼銀皮也會脫落。這是咖啡豆的紙質外層。

水分和重量

在加工和乾燥的生豆中，水約占10～12%，但烘焙將這一比例降至2.5%左右。除了生豆中已經存在的水分，還有額外的水分是通過化學反應產生的。然而，這是蒸發在焙燒。水分的流失和一些乾物質轉化為氣體是咖啡豆在烘焙後整體質量下降的原因。平均而言，豆類的體重會減少12～20%。烘焙師經常跟蹤脫水的百分比，以幫助確定哪些批次可能需要在品質保證方面進行額外的檢查。不同的烘焙方式會影響脫水過程。烘焙過程中不同部位水活度的變化可能意味著化學反應的不同，這可能會對最終的結果產生影響。

體積和孔隙度

咖啡豆的細胞壁在植物界是最強的。他們有外部環，加強細胞，增加其剛度和強度。當咖啡被烘焙時，溫度的升高和水轉化為氣體會在咖啡豆內部產生很高的壓力。這些條件改變了細胞壁的結構。這是因為多醣的存在。內部物質向細胞壁推進，在細胞中心留下一個充滿氣體的空隙。這意味著豆子的體積會隨質量的下降而增大。大部分的氣體都是在烘烤後釋放的二氧化碳。烘焙也會增加孔隙度，使咖啡豆的密度降低，更容易溶解。當然，這對於把它們做成美味的飲品是至關重要的。

烘焙的階段

不同的烘焙方式會影響咖啡的最終風味、香氣和口感。這是因為發生化學反應的機會不同。但無論你選擇哪種烘焙方式，都有三個主要階段:脫水、褐變或梅納反應，以及發展。這些流行的術語實際上描述了化學和物理變化的不同階段。

脫水

脫水階段在轉折點之後立即開始。當把冷豆子放進烘焙室時，機器內部的熱量會下降，然後再上升。它開始上升的點就是回溫點。在脫水過程中，水分開始蒸發，壓力開始在豆子內部積聚。

梅納反應

當你看到咖啡豆開始變成棕色時，梅納反應就開始了。這發生在150°C左右。在梅納反應中，產生了包括二氧化碳、水蒸氣和一些揮發性化合物在內的氣體。內部壓力的增加足以打破豆子的細胞壁，發出砰的一聲。這個事件被稱為第一爆。在這個階段，黑色素細胞開始發育。除了改變咖啡豆的顏色，它們還有助於咖啡的最終口感。

發展

在第一次爆裂後，烘焙從吸熱反應：豆子從烘焙室吸收熱量，變成放熱反應：豆子釋放熱量。在這一階段，物理轉化會繼續，豆子的孔隙率會增加，油脂會遷移到細胞壁，顏色會變深。很多化學反應也發生在這個階段。雖然看起來很簡單，但是咖啡烘焙是一個複雜的過程，包括許多物理和化學的轉變。所有這些都是因為咖啡種子獨特的結構而成為可能。所以，下次你清空烘焙機或者咖啡的時候，停下來想想每顆咖啡豆是如何經過這些奇妙的過程到達那裡的。