咖啡烘焙：焦糖化
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咖啡烘焙是將生咖啡豆的特性轉化為芳香可口咖啡豆的過程；隨後，我們沖煮它來製作我們熟悉和喜愛的咖啡（飲料）。
咖啡烘焙涉及以不同速度發生並相互作用的複雜化學反應。焦糖化是過程中發生的關鍵化學反應之一。
在本文中，讓我們專注於焦糖化方面，並了解它如何影響咖啡的香氣和風味。
焦糖化的定義
焦糖化（Caramelization）是一種熱解化學反應，當糖被高度加熱時會活化。它涉及這些糖的分解，形成新的化合物，從而產生獨特的香氣和風味。
熱解：化合物在高溫下分解。
糖有甜味。當糖高度加熱時，它會焦糖化。
在焦糖化過程中，糖在物理上變成棕色，並在化學上失去其甜味水平，以換取新香氣和風味的形成。
任何含有糖分子的食物在加熱到高溫時都能夠焦糖化。以下是我們熟悉的焦糖食品的一些例子：
糖果、焦糖醬、焦糖洋蔥、蘋果、胡蘿蔔、馬鈴薯等。
本質上，焦糖化是一種導致褐變（非酶促）和風味形成的化學反應。它會改變食物的顏色、香氣和整體風味等感官屬性。
那麼，焦糖化與咖啡又有什麼關係呢？
原來，咖啡豆也是一種焦糖化產品。我們所喜愛的咖啡飲料就是用它製成的。
咖啡的焦糖化
焦糖化發生在咖啡烘焙過程中，這導致了咖啡豆最終的一些香氣和風味的形成。
在咖啡烘焙過程中，生咖啡豆被加熱到約 170 °C (338 °F) 此階段，就是糖開始焦糖化的平均溫度。
隨著溫度從此繼續升高，焦糖化導致糖開始融化，隨後變成棕色，形成香氣和風味。
焦糖化是一個漸進的化學反應。它會隨著加熱而繼續，直到烘烤結束，或所有糖都熱解分解成灰燼（碳）。
焦糖化程度
一般來說，咖啡豆烘焙時間越長，焦糖化程度越高，因此：
• 咖啡豆的顏色越深
• 焦糖香氣和風味越明顯
從本質上講，焦糖化是一種試圖分解糖的熱解化學反應。它的“endgame”性質是導致灰燼（碳）。
因此，焦糖化程度越高並不總是意味著越好。
所以，咖啡烘焙師會考慮到焦糖化程度的平衡點。簡單來説：
焦糖化程度越高，甜度降低越多，換來的酸度和苦味就越多。整體咖啡風味變得更加層次。
焦糖化程度越低，保留的甜味就越多，但酸度和苦味就越少。整體咖啡風味更加清晰。
焦糖化的最終產物
通過烘焙，咖啡豆裡可形成的香氣和風味化合物（稱為最終產物）可以大有不同；歸結為兩個關鍵因素：
i)生咖啡豆的含糖成分（為前驅物）
ii)焦糖化的調節方式與烘焙度
總的來說，這兩個因素決定焦糖化程度。
主要前驅物是蔗糖
生咖啡豆（其實是種子）的天然糖含量非常低。
咖啡烘焙藝術的一部分就是將這稀少的糖含量焦糖化以獲得美味。
有趣的是，生咖啡豆（阿拉比卡）中超過 90% 的糖類型是蔗糖，表明了它的重要性。
蔗糖是一種在 186 °C (367 °F) 時開始焦糖化的糖。
焦糖化將蔗糖熱分解成較小的糖類型，例如葡萄糖和果糖。
然後，葡萄糖和果糖發生縮合反應（失去水分子），形成具有堅果味的呋喃（Furan）、具有焦糖味的麥芽酚（Maltol）和具有酸味的乙酸（Acetic acid）。
焦糖化的例證。圖片來自所附研究連結。
不僅是這三種，還有更多的最終產物可以透過焦糖化形成。
目前咖啡烘焙可產生的最終產物的確切數量仍然未知，因此這領域還需要更多的研究。
為了幫助理解，我們將目前所知的最終產物整理成下表；這些是定性描述，旨在作為一般準則。
請放大閱讀或下載此表。
最終產物的成分和豐富程度，共同賦予咖啡獨自的香氣和風味。
關鍵要點：
焦糖化是糖的熱解。這是一種化學反應，可減少總糖（>90% 是蔗糖）並增加上述新化合物。
這聽起來有悖常理，但在感官層面上，焦糖化確實會提高咖啡（飲料）中的甜味、香氣和風味。
焦糖化與烘焙度
生咖啡豆可以烘焙到不同的烘焙度（也稱為烘焙階段），從淺度烘焙到中度烘焙到深度烘焙。咖啡烘焙師基於產質量和生意決策而選擇烘焙度。
另一方面，消費者可以通過個人偏好選擇合適的烘焙度。
正如我們現在所知，焦糖化程度有助於決定咖啡豆的甜度、酸度、苦味、清晰度和層次度。
因此，淺度、中度和深度烘焙各自具有不同程度的焦糖化，從而產生不同的最終產物含量：
淺度烘焙，如 Cinnamon Roast 或 New England Roast，焦糖化程度較低，保留了更高的甜味和整體更高的風味清晰度。
中度烘焙，如 American Roast 或 City Roast，經歷中等焦糖化程度，表現出適度的甜味和整體平衡。
深度烘焙，如 Full City、Vienna、French 或 Italian Roasts，經歷了較高焦糖化程度，從而導致更低的甜味和整體更高的風味層次度。
閱讀更多關於烘焙度的資訊。
焦糖化和美拉德反應的區別
想要更了解焦糖化，美拉德反應（The Maillard Reaction）值得一提。
焦糖化和美拉德反應是咖啡烘焙過程中發生的兩個主要化學反應，各自會導致不同組別的香氣和風味化合物的轉化（不同的最終產物）。
相似地，
儘管起因不同，這兩個化學反應能導致咖啡豆的褐變（非酶促）。
焦糖化的褐變是由焦糖素（Caramelans、Caramelens、Caramelins）的形成而導致。
美拉德反應的褐變是由類黑素（Melanoidins）的形成而導致。
這兩種化學反應同時發生，加劇咖啡豆的褐變效應，導致更快變黑。這在咖啡烘焙的後階段尤其明顯。
透過焦糖化和美拉德反應使咖啡豆褐變。
獨特的是，
焦糖化是糖及其中間化合物之間的一系列化學反應。在 170 °C (338°F) 左右的較高熱量下會發生活化。
美拉德反應是糖、蛋白質和其他中間化合物發生的一系列化學反應。在 140 °C (280°F) 左右的較低溫度下即可發生活化。
閱讀更多美拉德反應的資訊。
