影响咖啡风味的因素有很多:咖啡豆品种、烘焙情况、冲煮策略、咖啡豆处理方式……然而,当你把这些因素一分再分,最终,所形成的咖啡风味皆系于一类物质——化合物。

    烘焙咖啡的方式,咖啡豆的种类,咖啡生长的海拔,所有这些细枝末节都会对这些化合物产生影响。但如果想真正意义上地优化咖啡风味,就需要了解其背后的科学。（对于烘豆师来说尤其如此,烘豆师的工作就是通过改变热量来控几个关键的化学反应。）

    我目前正在攻读食品科学博士学位,我的专业重点是通过分析咖啡的化学成分来预测其风味、香气和品质。接下来,我们一起看看哪些是你我都应该掌握的要点。


    风味:与化学脱不开干系

    香气、风味、余韵、酸度和醇厚度——所有这五种属性都对应着不同的化合物。在杯测桌上,我们用感官来解读它们——即便这时,化学反应仍在进行着。我们评估干香,接着是破渣时的香气,再之后是味道。不同的阶段,不同的化学分子。

    作为一名Q-grader,我喜欢杯测咖啡的感性过程。但作为一名科研人员,我同时关注咖啡中的多种化合物以及其间的相互作用。从碳水化合物到咖啡因,有许多非挥发性化合物对风味和品质产生影响。这些化合物的占比会根据咖啡生豆的品质不同而各不相同——但请记住,咖啡生豆的化学成分与咖啡熟豆的化学成分完全不同。

    同时,不得不提及的是那些挥发性化合物——它们大多是烘烤过程中所发生的化学反应的产物,却对咖啡品质有着至关重要的影响。


    咖啡中的非挥发性物质

    当我们谈论非挥发性化合物时,我们在谈论什么？

    咖啡中的非挥发性物质包括:生物碱（咖啡因和葫芦巴碱）、绿原酸、羧酸、碳水化合物和多糖、脂质、蛋白质、类黑素和矿物质。

    咖啡因:它可溶于水,将会影响一杯冲煮咖啡的强度、苦味和醇厚度。另一种逾越不开的生物碱是葫芦巴碱,它有助于提升烘焙咖啡豆和冲煮咖啡的香气。

    绿原酸:我个人沉迷于绿原酸。这倒不是因为它们带来良好风味,事实恰恰相反,却对咖啡风味有着不可估量的影响。我花了大量时间来研究绿原酸。

    关于绿原酸,需要了解的是,它们是由反式肉桂酸（包括咖啡酸、阿魏酸和对香豆酸）和奎尼酸形成的。这其中:奎尼酸是咖啡苦味和涩味的原因。咖啡豆烘烤过程中,绿原酸发生降解——这意味着奎宁酸的增加。这就是深烘的咖啡豆带有更强苦味的原因之一。

    有机酸:现在我们来谈论一下好的酸度。这是构成咖啡品质的一个重要属性,通常与甜味相关。这些事情你应该有所了解:

    阿拉比卡比罗布斯塔有更强的酸度;

    咖啡酸度随着咖啡豆烘烤的进行而递减（生豆含有11%,熟豆仅有6%）;

    深烘咖啡在降低了咖啡中的酸性成分的同时,也降低了酸度的可感知度。

    让我们来看看酸度的类型:咖啡中一些比较容易感知到的酸是柠檬酸、苹果酸和绿原酸。虽然有些酸在烘烤过程中会发生降解（例如,绿原酸）,但其他一些酸的浓度会增加,如甲酸、乙酸、乳酸等。


    碳水化合物 & 多糖:有关多糖,你应该知道是阿拉伯半乳聚糖、甘露聚糖和纤维素。这些可爱的化合物在挽留咖啡中的挥发性化合物方面发挥着重要作用,它们同样有助于香气的形成。此外,较小的糖和果糖有助于形成咖啡的甜感。

    脂质:有助于丰富冲煮咖啡的质感。它们是从咖啡豆中萃取出来的,在Espresso中的表现就是crema。烘焙过程并不会真正影响它们的含量,但在烘焙过程中,分布在咖啡豆内部的油脂确实会迁移到咖啡豆表面。

    类黑素:它们是美拉德反应——氨基酸和还原糖之间的反应——的产物。它们是大分子化合物,使咖啡豆变成棕色,并增加了冲煮咖啡的口感。这意味着咖啡豆中的氨基酸含量与其品质密切相关。氨基酸越多,美拉德反应越多,产生越多的类黑素。

    但请记住,咖啡熟豆的棕色不仅来源于美拉德反应所产生的类黑素,同时也来源于焦糖化反应。而这,将给我们带来美好的挥发性化合物。


    咖啡中的挥发性物质

    咖啡中含有非常非常之多的挥发性物质,它们真正意义上决定着咖啡的品质。

    挥发性化合物主要是由烘焙过程中的化学反应产生的——但这并不意味着咖啡生豆与此无关。挥发性化合物是咖啡品种、农场处理技术以及咖啡风貌特征的综合表现。

    经过烘烤的咖啡熟豆中包含超过1000种挥发性化合物。然而,这其中只有少量是能够被我们感知到的香气。一些研究人员认为,我们的咖啡中有大约20-30种挥发性物质发挥着实质作用。

    在分析香气时,我们应该记住,与其针对1000种化合物铆劲儿,不如针对其中一种或几种化合物,以及它与其他化合物之间的协同作用下功夫。因为,我们对它们的“阈值”（是指人类鼻子对化学物质敏感的最小量）更敏感。


    挥发性物质来自化学反应

    接下来,让我们来看看产生这些挥发性化合物的化学反应。其中,最主要的化学反应是美拉德反应（非酶促褐变）。我们已经从产生类黑素的角度讨论过,然而,美拉德反应同时也产生含氮和硫的杂环化合物。

    另一个需要注意的重要反应是酚酸降解——绿原酸降解成咖啡酸、内酯和奎宁酸的过程。这些化合物导致冲煮咖啡的苦味和涩味。

    斯特克尔降解也是一个关键的反应。它主要发生在咖啡烘焙的发展阶段,是指醛和酮中氨基酸的分解,有利于香气的形成。

    另有数种化学反应发生在咖啡豆烘烤过程中,在此就不一一讨论了。对我来说,咖啡烘焙就像是在咖啡豆内部轰轰烈烈进行着的一场化学反应大趴体。


    特别的物质,特别的风味

    这些特别的挥发性化合物,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、酚类等等。虽然这些名字听起来饶舌,但它们都可以追溯到某一特定的咖啡属性。

    《咖啡鼻子》36味闻香瓶中,我最喜欢的是杏（16号-Apricot）——一种新鲜甜美的水果香味。通常来说,花香和果香是酮和醛的结果。如果你在《咖啡鼻子》附的小册子中查找16号的特征,将会发现这种香气与苯甲醛有关。漂~亮！

    呋喃和呋喃酮通常会让我们感觉到焦糖及烘焙咖啡的味道。吡嗪可能与坚果的味道有关。当然,一些其他化合物的数量和彼此间的相互作用则会产生负面的味道——愈创木酚分子（酚类化合物）带来药物和胶皮的味道。


    如果说“咖啡是个坑”,我们现在所探索的这个咖啡风味世界更是个深坑。这篇文章只是关于咖啡化学所显“神迹”的粗浅介绍,还有很多东西有待深入。让我们一起探讨起来,无论是通过一本艰涩的化学书,还是一杯简单的咖啡。

    因为,即便这些风味化合物都将归结于深奥复杂的科学领域,我们却总能在杯中品尝到它们的好与坏。