咖啡化學很簡單：來看看豆子裡面發生了什麼？

咖報

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當你研磨咖啡的時候，到底發生了什麼?

更有可能的是，你今天早上喝的咖啡是你喝過的最可口、最美味的咖啡。

想像一下，在吃歷史上最好的牛排，或者喝有史以來最好的葡萄酒。對於咖啡愛好者來說，這是當下的現實情況。隨著供應鏈上的咖啡專業人員正在投入更多的時間、精力和科學來創造令人驚嘆的咖啡。幸運的是，在可預見的未來，歷史上那些最好的咖啡可能會變得更好。

這種咖啡的復興可以被認為是最黑暗的咖啡時代。在一個世紀的大部分時間裡，咖啡被焚燒、商品化，並通過巧妙的營銷向消費者推銷。現在所謂的「第一波咖啡」，在這個時代里仍然影響著我們今天的咖啡文化，而這並不是我們想承認的。它有一個令人困擾的遺留問題(當時是技術創新的標誌)是預先研磨好的咖啡:真空密封的咖啡粉末，在超市的貨架上儲存了幾個月。

然而現在，在美國消費的咖啡中，有一半以上被認為是「特產」。我們知道整個咖啡豆的價值，在使用之前磨成新鮮的，我們有大量的趣聞和經驗證據來支持這一點。但是當你磨咖啡的時候會發生什麼呢?一系列令人印象深刻的化學反應使你的咖啡磨豆機不僅是一種奢侈品，如果你想要出品飲用一杯更好的咖啡，咖啡磨豆機則是一種必需品。

咖啡烘焙時會發生什麼？

要理解為什麼咖啡研磨對於早晨的日常工作如此重要，我們必須首先了解咖啡烘焙時發生的化學反應。

當咖啡豆被引入烘焙機的熱量時，氨基酸和糖類結合起來並開始大量反應，最終產生咖啡的氣味，味道和顏色。 這被稱為美拉德反應( Maillard reaction)，幾乎可以在所有的烹飪中發現。 咖啡豆本身主要由花粉囊或糖組成，但也含有蛋白質、脂類和礦物質。種子的作用是為咖啡胚提供營養，使它有一天能夠發芽。這些糖、蛋白質、脂類和礦物質是烘焙過程的基本成分。

美拉德反應負責將咖啡豆內部的幾十種化合物轉化成數百種甚至數千種構成咖啡獨特風味的芳香化合物。 這些化合物包括有機酸（檸檬酸，醋酸和蘋果酸等），使咖啡具有明亮度。 其他化合物如醛類，呋喃類和吡嗪類可為咖啡提供各種口味，如甜，土，焦糖，奶油糖等。

新鮮研磨咖啡的健康益處

烘焙過程中形成的一些化合物不僅僅是創造芳香。 通過烘焙過程產生幾種類型的抗氧化劑和維生素，包括維生素B2（核黃素），B3（煙酸）和B5（泛酸）。 B族維生素雖然都是獨一無二的，有助於細胞新陳代謝。 烘焙過程中形成的抗氧化劑包括咖啡酸和黑素。

咖啡酸是在綠豆內部的綠原酸（CGA）在烘焙機的熱量下分解時產生的。

黑色素主要是烘焙咖啡的「棕色」顏色，但最近也被發現具有強大的抗氧化，抗炎和抗微生物特性。

一旦咖啡被烘焙，它會立即受到環境的攻擊。熱量、水分和其他香味可以改變咖啡的味道，但咖啡中最重要的因素之一是氧氣。

氧化

氧氣，它的生命價值，是自然界的一種破壞性力量。 你的舊自行車為什麼在院子里生鏽？ 為什麼自由女神像變成了綠色？ 為什麼你的水果在你的器皿里放了3天後壞了？ 氧氣是這些不幸的根源。

當某些材質（特別是某些金屬和大多數有機物質）與氧氣接觸時，它會以改變其分子組成的方式反應。

氧化是氧從另一個分子中奪走電子的過程。 這些具有不均勻電子數量的分子變得不穩定並開始與周圍的其他分子發生反應。 這些揮發性化合物被稱為自由基，它們是導致褐變、老化、生鏽和咖啡世界停滯的根本原因。

《科學美國人》提供了一個很好的比喻：想想蘋果一旦切開就會發生什麼。 以前受蠟質皮膚保護的水果在暴露於環境中時會迅速變成棕色。 隨著揮發性化合物與周圍的分子發生反應，蘋果的分子結構開始發生褐變和衰變。 咖啡也會發生同樣的情況，尤其是磨碎之後。

咖啡研磨的影響

咖啡烘焙後，你需要與時間和氧氣競爭。 通過研磨，氧化的影響指數增加。 根據根據咖啡化學網站和《SCAA沖煮手冊》數據表明，咖啡豆的表面積在濃縮咖啡的基礎上增加了10,000倍以上。

這對你的咖啡意味著什麼?

1.損失的二氧化碳

在烘焙過程中產生的二氧化碳，儲存在咖啡豆中，在烘焙後慢慢地從咖啡豆中散發出來。二氧化碳的釋放減緩了氧化的效果。研磨後，二氧化碳會在幾分鐘內消散。

2.失去了香氣和味道

咖啡的香氣和風味成分受到咖啡豆本身的保護。其中一些化合物被封裝在碳水化合物和蛋白質中，只有在受到干擾時才會釋放。即使是整粒咖啡豆，咖啡在幾周內也會失去這些芳香化合物，使其消散和氧化。一旦研磨粉碎，這些化合物就會立即開始氧化，不幸的是，最芳香的化合物也是最易受影響的。

《黑熊咖啡》的Paul Songer在其公司博客上轉載了SCAA的一篇文章，他說:「第一批被釋放的化合物是芳香的醛類，緊隨其後的是黃油的香味。」接下來，吡嗪就會釋放離開。

隨著醛類繼續氧化，Songer說，他們創造了一種新的刺激性化合物，然後與硫化合物混合，創造出一種綠色的豌豆和火山灰的香氣。

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3.抗氧化劑的損失

目前仍在進行研究以了解咖啡中抗氧化劑的全部健康益處。 但是，至少有一種抗氧化劑 - 酚類化合物咖啡酸易於氧化。

研磨的一致性

幾乎和新鮮研磨咖啡一樣重要的是研磨的一致性。事實上，一系列的盲品測試預研磨咖啡和不同刀盤磨豆機研磨出的新鮮咖啡進行對比，結果幾乎沒有定論。

這怎麼可能?

根據精品咖啡協會在20世紀60年代所做的研究，咖啡中大約有30%是可溶於水的重量。這意味著大約70％的咖啡豆是不溶性有機物質。儘管30%的咖啡豆是可溶的，但其實並不希望它們全部溶解到咖啡中。

精品咖啡協會製作的一個咖啡沖煮圖表，說明了咖啡的強度和提取之間的平衡。根據這個圖表，提取不到18%的咖啡和超過24%的咖啡都會產生不想要的味道。不充分提取的咖啡可能嘗起來酸的和茶一樣，而過度提取的咖啡會變苦。你的研磨越不一致，你就越有可能在某些咖啡粉中過少或過多提取。

想像一下，如果你做的是曲奇餅乾，而沒有把曲奇餅用均勻的堆在某些固定點位上，你把它們做的大小不一。你有非常小的塊，正常大小的塊，和非常大的塊在一起烘烤。 雖然普通大小的曲奇可以完美烹飪，但小塊會燃燒，而大塊會烤熟。

現在想像一下，你必須吃一個小的，燒焦的餅乾和一個正常大小的餅乾。這味道如何?同樣的事情也會發生在你的咖啡里，如果你有不一致的研磨。沖煮過的咖啡會使整杯咖啡變得苦澀，而未經沖煮或沖煮不足的咖啡則會使整杯咖啡變得淡薄和酸。

解決一致性問題的方法是磨豆機，就像手工磨豆機一樣。與刀片磨豆機相比，磨豆機將產生更穩定的研磨。

煮更好的咖啡的關鍵

雖然關於咖啡研磨的好處的爭論很少，但很多人都天真地認為，好的咖啡磨豆機是更好的咖啡來源的關鍵。上面的數據支持這一說法，並幫助我們確定出一些關鍵的用戶來沖煮更好的咖啡:

1.使用新鮮烘焙的咖啡來捕捉最佳風味化合物

2.沖泡前立即研磨，以防止氧化

3.確保你的研磨儘可能一致，以避免過度和不足提取的理由

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