咖啡烘焙不仅是一门艺术，更是一门严谨的科学，我们都知道咖啡生豆几乎没有什么风味，除了质地坚硬之外，还带有一些植物的青草味道，通常是无法直接食用的。我们在咖啡馆里所看到的都是咖啡熟豆，你会看到它们呈现肉桂色或深褐色等，咖啡熟豆更加膨大的体积和松脆的质地，伴随诱人的香气，这一切都因咖啡生豆经过了加热焙烤之后所产生的，而这一制作过程就称其为“咖啡烘焙”。
咖啡烘焙过程及其所产生的化学变化
咖啡在烘焙过程，大致会经历高温脱水、正式烘焙和快速冷却三个阶段，当我们将处于室温的咖啡生豆倒入完成预热后的烘豆机滚筒中，原先内部积聚的热量被咖啡生豆吸收并导致水分蒸发，这个过程就是“脱水阶段”，这也是咖啡生豆入锅烘焙后迎来的第一个阶段。脱水阶段的咖啡豆以一系列物理变化为主，其中又以水分不断脱除、重量持续减轻为要点。
而后进入到正式烘焙阶段，尤其在一爆开始阶段主要产生了两大褐变反应，一个是焦糖化反应，一个是美拉德反应，也是这二者的双管齐下，才成就了此后豆子风味的主要因素。简单来说，美拉德反应是一种很普遍的非酶褐变反应，它在日常生活中许多美食的热加工、烹饪等环节都会发生。美拉德反应是羟基化合物（糖类）和氨基化合物（氨基酸和蛋白质）通过缩合、聚合等分阶段复杂反应而最终生成蛋白黑素的非酶褐变反应。咖啡熟豆中大部分可挥发性芳香物质都是拜美拉德反应所赐，因此，美拉德反应在咖啡烘焙过程中贡献的气味是令人比较愉悦的，同时咖啡生豆中的还原糖与蛋白质含量、豆温、进气量、时长控制、生豆含水量等诸多因素，都可以影响美拉德反应的进程。
焦糖化反应是咖啡豆中的糖类（尤其是单糖）在没有氨基化合物存在的情况下，加热到熔点以上的高温时，因糖发生脱水与降解而发生的一种非酶褐变反应。焦糖化反应往往会在一爆前后开始出现，这也是豆子进入一爆后会有一个着色明显加重的原因。当然，咖啡的最终风味呈现也有这一反应的功劳。
烘焙后的快速冷却是不容忽视的关键步骤，咖啡豆在经过高温烘焙之后，是需要一个冷却步骤，在大型的烘豆机上那些从豆门出仓的咖啡豆，都会落入到一个巨大的冷却盘，冷却是咖啡烘焙很关键的步骤，任何一个步骤如果存在细微错误，也可能会影响整个批次的质量。由于滚筒或烘焙舱室内的高温和恒定气流，咖啡豆含有大量能量。这意味着即使从机器中释放出来，咖啡豆的化学和物理结构也会不断变化。这个概念我觉得大家都很好理解，就好比你在家炸花生米一样，当你把花生米从油锅里取出的时候，可这个炸制过程还在进行（可以称为是内部烹饪），所以才说要控制火候，而不是完全熟了才拿出来，那余热可能就让花生米焦苦了。所以在烘豆过程中，如果出炉后未能及时快速冷却，可能就会无意中过度开发烘焙曲线，并可能失去风土特性和风味流失，而适当的冷却步骤可以减缓了烘焙过程中的高速发展。
在业内公认的最佳做法是在理想情况下不到四分钟（不超过五分钟）内将刚出炉的豆子可以冷却到室温，这段时间通常足以使豆子的内部温度降至环境水平，并防止发生任何进一步的物理和化学变化。为了实现这一点，大多数机器（尤其是鼓式烘豆机）都包括一个底部有孔的冷却托盘，该托盘连接到风扇系统，风扇从外界里抽出空气，然后有冷却臂进行搅拌咖啡熟豆，以确保均匀冷却，随着咖啡豆迅速冷却并释放水分，它们的细胞结构会收缩并变得更密集。如果没有在恰当的时间内完成冷却，可能会让最后呈现的风味变得平淡，甚至会产生一些金属或皮革味。
帮助你肉眼辨识咖啡豆的烘焙程度
不太熟悉的小伙伴可能无法辨识到底是什么烘焙度，那么下面这个实物图示就会帮你很好的对比不同烘焙度豆子所呈现的色泽变化，这样下次你再去咖啡馆点单的时候，就可以瞄一眼磨豆机豆仓里的豆子，大致就知道他们店里出品的风格咯。简单来说，烘焙度大致分为浅烘焙、中浅烘焙、中度烘焙、中深烘焙、深烘焙。
浅烘焙是指一爆从开始转而爆裂密集，再由密集转而稀疏直到结束，这一过程通常经历1分半到2分半的时间。如果再进一步细分的话，那么刚进入一爆直至一爆密集时，这一段被称为“极浅烘焙”，该阶段的绿原酸残留过多，所以会呈现比较尖锐的酸质。而从一爆密集到结束，此时呈现非常浅棕色，也会被称为肉桂色，那么就是我们所说的浅烘焙了。此时释放出来的芳香物质以低分子量的花果香气为主，酸质较为明亮突出，也是时下精品咖啡较为主流的烘焙程度。
中度烘焙也是我们经常会听到或看到的描述为“city城市烘焙”，这种烘焙程度呈现红褐色，烘焙时的温度大约达到205-215℃左右，这种烘焙程度的咖啡豆有一个特点，那就是苦味和酸味达到平衡。而这里的city其实说的是纽约市，因为在美国纽约的人们所喜欢的咖啡风味偏好就刚好是这种中深烘焙的方式，所以也便有了这样的称呼，将这种烘焙程度称之为“city roast”。
深烘焙通常指的是二爆密集直至结尾，也会被称为“法式烘焙”，这种烘焙程度会发现其豆子表面出油明显。如若是二爆结束时，那么豆体呈现的出油状态会更明显，一颗颗相当油亮，同时还会有一些碳化现象。其咖啡的香气中带有木质调、香料、烟熏或者皮革的味道，整体醇厚度也会比较高，如若烘焙得当其冲煮后的风味平衡感强与甜感足也是其一大特色。
除了通过肉眼颜色辨识之外，还有一种更为精确与数字化呈现咖啡烘焙度的方式，那就是引入Agtron粉值的概念，即烘焙色值。鉴于咖啡烘焙程度的加深就会伴随其颜色的加深这一特性，1996年SCAA与美国食品科技企业Agtron联合推出了一款咖啡烘焙生产的品控设备，也就是现在大家所知道的Agtron咖啡烘焙色度检测仪，简称Agtron。
Agtron是一台近红外线焦糖化光谱分析仪，它能测量咖啡豆的焦糖化指数以及咖啡豆表面和豆心的烘焙数值差异，所以你可以理解，这是在用一套标准化烘焙程度的“语言”来描述豆子的烘焙度。某种意义上来说，这是更为严谨的表达形式，用数字当依据烘豆时，也可以更标准化保持咖啡豆的品质。以下这个图表就直观呈现烘焙色值与烘焙度之间的关系，在日常选购咖啡豆的时候，也可以通过烘焙商描述的色值数据来判断烘焙度了。
这台仪器的工作原理简单来说，它是借由分析特定化学成分群组物质对于光度计的反应来判定烘焙程度，这个特定化学成分群组物质对于咖啡风味产生明显线性关系，且会直接反应在咖啡风味上。具体的操作呢，就是把咖啡熟豆放到样品盘上，然后推进设备中，设备会发射红外线照射并接受统计反射光即咖啡豆烘焙越深，吸收越多，反射越少，读数就越小；反之咖啡豆烘焙得越浅，吸收越少，反射越多，读数则越大。
通常我们所看到的Agtron的检测结果是直接表达为0-100之间的数值（有时也会精确到小数点后一位表达），数值越小代表烘焙程度越深，数值越大代表烘焙程度越浅。我们只需要记住一个我们惯用选购的豆子数值区间就好了，一般意义上的精品咖啡大多Agtron值在55-75之间，75约等于浅烘焙、小于55约等于深烘焙，这二者之间的就是中度烘焙了。
咖啡烘焙与风味表现之间的关系
不同烘焙度对于风味有着重要影响，越深烘焙的豆子苦味就会越强烈，反之烘焙度越浅，酸感就会更明亮。以下这张图就通过咖啡从生豆到熟豆这一过程都产生了怎样颜色上的变化给出直观说明，烘焙的不同阶段的咖啡风味也会有着明显特征差异。所以咖啡烘焙程度的加深就会伴随其颜色的加深。同时，越浅烘焙就会比较酸，越深苦味会增强。
以下简要说明一下不同烘焙度的咖啡豆所对应的风味特征：
Light roast（浅烘焙）
通常烘焙时间11-12分钟
呈现浅棕色（也有一些是肉桂色）
高酸度（带有明亮的果酸）
水果香气
Medium roast（中度烘焙）
通常烘焙时间13-15分钟
呈现中等棕色
带有平衡风味和酸度
略带甜味
Dark roast（深烘焙）
通常烘焙时间20-25分钟
呈现深棕色
豆子表面有油脂或呈现油性状态
苦味、烟熏味
此外，不同烘豆机类型也会对豆子风味有一些倾向性影响，例如直火式烘焙咖啡豆的风味特征主要表现为香气充足、醇厚度较高、甜度不错，但个性不突出，这种在较为传统的韩系和日系烘焙中会看到，但我个人不是太喜欢，有时会有一些焙味在里面，同时直火式烘焙的咖啡豆在烘培时间较长，需要养比较久的时间才能让口感平和、圆润。
还有就是热风式烘豆机，其烘焙风味特征主要表现为酸度明显，味道比较干净，但味道层次感不够丰富。热风式烘焙的咖啡豆在味道上可能表现出一定的酸度和清新的特点，适合那些偏好明亮果酸果香的人群。另外一种常见的就是半热风烘豆机，这种烘焙出咖啡豆的风味特征是味道余韵厚实且甘甜，不过有时在烘焙较浅时，咖啡豆的味道会产生浓重的青草味，但相对于热风烘焙，能够更好地控制温度，使得咖啡豆的烘焙过程更加精细，从而获得更加独特和优质的风味。
（图片取材于网络）
