咖啡烘焙过程中发生了什么

烘焙会让咖啡豆从生豆转化成富含香气与风味的熟豆，但你知道烘焙过程发生了什么事吗？

物理结构的重要性

咖啡豆分层的结构，对于烘焙出我们想要的风味影响很大。

若没有特定的物理结构，就不会发生对风味和香气必不可少的化学反应。

在The Craft and Science of Coffee书中，Britta Folmer表示：「将生豆磨成粉并放置于跟烘焙时一样的温度环境，并不会产生我们需要的风味化合物，完整的咖啡豆是产生化学反应所必须的状态，完整的结构能够控制、并反应烘焙环境是在正确的前提、能够以正确的顺序相互产生反应。」

烘焙时戏剧性的变化

咖啡生豆是密度高且具有紧凑结构的种子，但是一旦开始烘焙，就会改变其原生状态，让我们来看看烘焙时会发生什么物理变化：

颜色的改变

烘焙时改变最明显的也许就是颜色，烘焙时，新鲜的咖啡生豆会因为类黑素的产生而转化成棕色，这些是当醣和氨基酸在加热下结合时形成的聚合物。

在烘焙过程中，部分的银皮也会脱落，银皮是最接近咖啡豆的外层纸质物质。

烘豆师跟消费者会用颜色作为咖啡豆跟烘焙结果的质量界定标准。

含水率跟质量的改变

干燥程序后的咖啡生豆含水率约10-12%，但烘焙后会让含水率降至约2.5%。除了已经存在于生豆中的水分，还通过化学反应产生额外的水分，但是这在烘焙的过程中都会蒸发。

水分的损失和一些干性物质转化为气体，是生豆烘焙后整体质量减少的原因。平均而言，咖啡豆的重量在烘焙前后会减轻12-20％。烘豆师经常记录失重比，以确定哪些批次的生豆可能要在质量方面进行额外的监测。

不同的烘焙曲线将影响脱水发生的时间，烘焙不同的时间点，其水活性的变化可能代表化学反应的差异，这可能对最终的烘焙曲线产生影响。

体积和细孔的改变

咖啡豆的细胞壁强度名列植物界顶端，它们具有韧性很强的外层物质，增加其刚度和强度。

当咖啡烘焙时，上升的温度以及水分转化成气的过程，会让咖啡豆内部的压力升高，这些条件会将细胞壁的结构从刚性转变为橡胶状，因为咖啡豆含有多醣体（结合的醣分子）。

内部物质向细胞壁推出，在中心留下充满气体的空隙。这代表随着质量下降，豆子的体积会膨胀，而大部分气体的积聚是在烘焙后所释放的二氧化碳。

烘焙还会增加咖啡豆的细孔，使密度降低，溶解性更强。当然，这对于将它们变成美味的饮料也有很大的关系。

油脂的改变

咖啡豆含有油脂，在烘焙过程中，内部的高压会使这些化合物从细胞的中心往表面移动。

油脂有助于将挥发性化合物保留在细胞内，挥发性化合物是在室温下具有高挥发特性的化学物质，这些物质对于产生咖啡的香味和香气是不可或缺的，如果没有油脂，这些分子可能会快速消散。

烘焙时间越长，结构的转变会越明显，咖啡豆的密度不断降低，也会产生更多的气体。而烘焙时间越长，咖啡豆的表面油脂也会越多。

烘焙的各阶段发生了什么事?

不同烘焙方式会影响最后咖啡的风味、香气、口感，因为烘焙时会在不同时间点发生化学变化。

但不论是何种烘焙方式，烘焙主要会分成三个阶段：脱水，梅纳德（焦糖化）反应，以及风味的发展，这些术语实际上描述了化学和物理变化的不同阶段。

脱水

脱水程序会在回温点发生，回温点是当你将生豆放到烘豆机，机器内部的热量会在再度上升之前先下降，而温度开始上升这个点就称为回温点。脱水阶段，生豆的水分会开始蒸发，压力也会开始在豆子内部形成。

梅纳德反应

当咖啡豆开始转变成棕色，就表示梅纳德反应开始了，这会在加热到大约150°C时发生。这个过程会产生许多气体，包含二氧化碳、水蒸气、挥发气体等。当内部压力够大到冲破细胞壁，就会膨胀，称为第一爆。

风味的发展也会同时在梅纳德反应发生，除了豆子颜色改变，还会影响最终的咖啡风味。

风味发展期

当烘焙到一爆之后，烘焙从吸热反应（吸收来自滚筒的热量）变为放热反应（豆子释放热量）。

在这个阶段，物理变化仍会持续，豆子表面的孔隙继续增加、油脂继续从豆芯移到表面、颜色继续变深。

虽然看似简单，但咖啡烘焙是一个很复杂的程序，因为烘焙的过程会同时发生许多物理与化学变化，若有烘焙时能精确控制温度，有详细的参数信息及烘焙曲线、并能数据共享的话再好不过了，讲到这边必须要推荐一下Ikawa pro V3。

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