烘焙将咖啡从绿色的生豆变成我们喜爱的芳香可口的咖啡豆。在这个过程中会发生些什么呢？
当烘焙咖啡豆时，它们会经历物理和化学变化。这一篇主要针对物理变化，另有一篇讲化学变化的，链接在本文底部。
物理结构的重要性
咖啡豆的物理解剖结构对于创造出理想的咖啡风味来说至关重要。没有特定的物理结构，咖啡的风味和香气形成所必需的化学反应就不会发生。
在《咖啡的工艺和科学》一书中，Britta Folmer指出，“将咖啡生豆磨成粉后，再经历与正常烘豆所需的温度，并不会产生所理想的风味化合物。完整的豆子是化学反应所需要的‘微型反应器’。它控制着反应环境，使影响风味的化学反应得以顺利进行。”
戏剧性的变化
咖啡生豆是致密的种子结构。但当遇到烘豆师后，它们的蜕变就开始啦！让我们看看它们都发生了哪些物理变化。
颜色
烘焙过程中最明显的变化就是颜色的改变了。烘焙前，咖啡生豆呈蓝绿色，烘焙完成后，它们变成棕色，这是因为产生了黑精——糖和氨基酸受热结合时形成的聚合物。另外，银皮会在烘焙过程中脱落。烘豆师和消费者常常以颜色作为烘焙度的参考值。
水分 & 质量
生豆中的水分含量约为10-12%，但烘焙可将这一比例降至2.5%左右。除了生豆中已经存在的水，烘焙过程中所发生的化学反应也会产生额外的水。然而，这些水分都在烘烤过程中蒸发掉了。
水分的流失和一些干物质转化为气体挥发掉是咖啡豆烘焙后会有总质量下降的原因。平均来说，豆子将减掉了12-20%的重量。烘豆师经常跟踪重量下降的百分比，作为衡量品质的方式之一。
不同的烘焙曲线会影响脱水发生的时间。不同时间点的水分活度变化可能意味着不同的化学反应，这将会影响咖啡豆的最终风味。
体积 & 孔隙
咖啡豆有植物界最坚固的细胞壁。它们有一层外环来加固细胞，增加细胞壁的硬度和强度。
烘焙咖啡时，温度的升高、以及水转化为气体的过程，会在咖啡豆内部聚集很高的压力。这些条件将细胞壁从刚性结构变为橡胶体，这是因为多糖（结合糖分子）的存在。
细胞内部物质推向细胞壁，在细胞中心留下一个充满气体的空隙。这意味着豆子的体积随着重量的下降而膨胀。细胞内积聚的大量气体是烘焙过程中所释放的二氧化碳。
烘焙增加了咖啡豆的孔隙，使其密度变小、可溶性更强。当然，这对于把它们做成美味的咖啡饮品来说至关重要。
油脂
咖啡豆含有脂类物质。在烘焙过程中，高内压导致这些脂类化合物从细胞中心向豆表迁移。
脂质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蒸气压的化学物质，其中一些对创造咖啡的风味和香气非常重要。没有脂类的“保护”，它们可能会逸散。
烘烤的时间越长，结构转变的越明显。豆子的密度不断下降，随着时间的推移，会产生更多的气体。在非常深度的烘烤中，你可能会看到油脂迁移到豆表。
这些在某种程度上解释了为什么深度烘焙咖啡的味道和浅焙咖啡的味道不同。
烘焙过程中所发生的变化
不同的烘焙曲线会影响咖啡的最终味道、香气和口感。这是因为发生化学反应的时机不同。
但无论你选择什么样的烘焙曲线，都会经历三个主要的阶段：干燥、褐变或梅拉德反应，以及发展阶段。这些流行术语实际上描述了化学和物理变化的不同阶段。
干燥
干燥阶段发生在回温点之后。在干燥过程中，水分开始蒸发，咖啡豆内部开始形成压力。
梅拉德反应
当看到咖啡豆开始变成棕褐色时，梅拉德反应就开始了，这发生在大约150℃时。在梅拉德反应过程中，产生了包括二氧化碳、水蒸气和一些挥发性化合物在内的气体。咖啡豆内部聚集的压力增加到足以打破豆子细胞壁的程度，发出砰的一声，即所谓的“一爆”。
在这个阶段，黑素开始形成，除了能够改变咖啡豆的颜色，还有助于形成咖啡的最终口感。
发展阶段
一爆之后，烘烤从吸热反应（豆子从滚筒吸收热量）变成放热反应（豆子释放热量）。在这一阶段，物理变化一刻不停——咖啡豆内部的孔隙增加，油脂迁移到细胞壁，颜色变暗。
虽然看起来还算简单，但咖啡烘焙绝对是一个复杂的过程，其中包括许多物理和化学上的变化，而咖啡豆物理上的特殊结构使得这些反应成为可能。
更多知识：再来复习一下咖啡烘焙过程中所发生的化学变化
编译 | Sandy
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