生豆的密度高，其中约有一半是各种形式的醣类，另一半则是由水、蛋白质、脂质、酸和生物碱（alkaloids）组成的混合物。烘豆师其实不用特别了解关于生豆的化学，就能烘焙出美味的咖啡，但我仍然会提供以下简述，让读者了解生豆的基本成分。

多醣体结构转换为油脂与可溶性物质 决定咖啡风味

生豆的结构是个立体的纤维素，也就是多醣（polysaccharide），其基质是包含了几近百万个的细胞。包裹了部分纤维素的基质拥有上百种化学成分，而烘焙的过程会使这些成分转换为油脂与可溶性物质，并决定了冲煮出的咖啡风味。

生豆的纤维素结构占了本身一半的干重（dry weight）。虽然纤维仅贡献些许的咖啡风味，但会抓住部分挥发性芳香分子，这些化合物将提供香气、增添咖啡的黏稠度与品尝到的整体质地。

醣类为咖啡甜味的来源

主要为蔗糖，约占生豆干重6～9%，也是一杯咖啡甜味的来源。蔗糖同时也影响了酸度的发展，因为烘豆过程中，蔗糖的焦糖化（caramelization）产生了醋酸 。

高脂质含量代表高品质生豆 留住香味却易氧化

三酸甘油酯约占生豆干重16%。尽管脂质并非水溶性，依旧会残留在冲煮出的咖啡中，尤其在冲煮方式是未过滤（例如杯测cupping）或多孔过滤（例如义式浓缩咖啡、法式滤压、金属滤网或布料过滤）时。一杯咖啡中的油脂留住了香味，也带来了咖啡的口感（mouthfeel）。拥有高脂质含量的生豆，常被视为拥有较高品质。然而不幸的是，油脂也代表了品质的挑战，因为脂质极易在熟豆储存阶段氧化或腐败。

蛋白质产生梅纳反应 带来苦甜香气

蛋白质与胺基酸约占生豆干重10 ～13%。咖啡豆的胺基酸和还原糖（reducing sugars）会在烘焙过程中，相互产生非酵素褐变（nonenzymatic browning），也就是梅纳反应（Maillard reactions）。这些反应会制造出醣苷胺（glycosylamine）与梅纳汀（melanoidin），为咖啡带来苦中带甜的风味与褐色外表，以及碳烧香、肉香与烤面包香。

咖啡因与葫芦巴碱为咖啡提供苦味

咖啡因（caffeine）与葫芦巴碱（trigonelline）为2种生物碱，2者各占生豆干重约1%，为咖啡提供了苦味（bitterness）及兴奋剂的特性。在一杯咖啡中，咖啡因提供了约10％苦味，以及大部分兴奋效果。咖啡树制造出咖啡因，是为了防御昆虫的啃咬。种植于较高海拔的咖啡树，由于昆虫的侵略机会减低，可能产出咖啡因含量较低的咖啡豆。

葫芦巴碱则应该是咖啡苦味的最大贡献者，也能制造出许多芳香化合物，同时在烘焙过程中减低了吡啶（pyridines）和烟碱酸（nicotinic acid）。烟碱酸也称为维生素B3，也许是文献记载咖啡拥有抗蛀牙效果的功臣。在一杯将近200公克的咖啡中，根据烘焙程度的高低，大约含有20～80毫升不等的烟碱酸。

生豆含水量的高低需搭配烘焙时间与火力来调整

理想情况中，水分应该占生豆重量的10.5～11.5%。当含水量过低时，咖啡豆的颜色通常会较淡，而品饮时会出现干草与麦秆风味。烘豆师面对含水量低的豆子，必须谨慎地加热，因为豆子有可能烘焙过快。另一方面，如果含水量远高于12%，生豆则极有可能发霉，品饮时也可能出现青草味。水分会延缓豆内热能传导速度，必须增加额外的热能让水分蒸发。所以，烘焙过于潮湿的生豆时会需要额外的热能，通常会借由增加烘焙时间与增强火力的搭配来完成。

绿原酸的多寡增添咖啡的酸涩度

有机酸（organic acids）主要指的是绿原酸（Chlorogenic acids， CGAs），约占生豆干重7～10%。绿原酸提供了咖啡的酸度、醋酸味、涩味（astringency）与苦味。罗布斯塔（Robusta）拥有较高的绿原酸，很可能因此带有明显较高的苦味。另一方面，绿原酸也同时提供咖啡豆与咖啡饮者抗氧化的益处。咖啡含有的其他有机酸，则包括柠檬酸（citric）、奎宁酸（quinic）、咖啡酸（caffeic）、苹果酸（malic）、醋酸（acetic）与甲酸（formic）。

挥发性芳香化合物决定咖啡香气

挥发性芳香化合物则提供了咖啡的芬芳香气。生豆中包含约200多种的挥发性物质，但香气微弱。而烘焙过程，创造了大量的咖啡芳香化合物。至今，研究人员已经在咖啡熟豆中辨识出超过800种挥发性物质。

来源：《咖啡烘豆的科学》 撰稿：史考特·拉奥