咖啡烘焙Coffee Roasting
咖啡之所以受人喜愛,主要是因爲烘焙後形成的香氣與飲用時的口感.咖啡生豆本身並無什麼特殊的味道,是烘焙將生豆內部的物質徹底轉變與重組,形成新的結構,從而帶出咖啡香醇的風味.
烘焙的工具——烘焙機,分爲3類:直火式、半熱風直火式和熱風式.目前後2種是主流.
直火式:人類最早使用的烘焙工具.缺點:鐵的導熱速度慢；烘焙時間長；熱氣浪費；生豆接觸滾筒壁過久,易被燒焦,造成苦味與焦味；碎屑進出留在筒內附在咖啡豆表面會將風味變混濁.
半熱風直火式:1870~1920德國人範古班（Van Gupen）改良與製造.1907年德國的Perfect烘焙機便開始引用這種觀念,使用瓦斯加熱,並有一個風機,將熱氣一半帶進滾筒內,一半帶到外圍加熱滾筒.至今,德國的Probat滾筒式烘焙機名滿天下.此外,美國愛達荷州（Idaho）的迪瑞克公司（Diedrich）於1987年率先使用瓦斯啓動的紅外線熱源（Gas-Infrared）,使溫度控制的更爲精準,成爲北美第一品牌.
半熱風直火式,以火源直接加熱滾筒,同時將熱風帶到滾筒內,提升加熱速度,又可以吹走碎屑,因此生產出均衡乾淨的咖啡豆.
熱風式,20世紀的創舉,用熱風烘焙咖啡豆,提高烘焙效率.1934年由美國的柏恩公司製造的瑟門羅烘焙機（Jabez Burns Thermalo）,一種大型熱風式烘焙機.
流牀式烘焙機（Fluid-Bed Roaster）,用熱風吹動生豆,讓它上下翻飛.1976年,美國人麥可.施維茲（Michael Sivetz）設計出流牀式烘焙機.澳洲知名咖啡專家伊昂.柏思坦（Ian Bersten）也設計也製造了流牀式烘焙機.使用這種烘焙機時,咖啡豆在被吹至高點後下落,再度受熱風烘焙,能使咖啡豆烘焙均勻.不過缺少金屬滾筒的悶燒,有人認爲少了一個味道.
咖啡烘焙是一種高溫分解（Pyrolysis）的過程,它徹底改變生豆內部的物質,產生新的化合物,並重新組合,形成香氣與醇味.這種作用只會在高溫的時候發生.
事實上,在咖啡的處理過程中,烘焙是最難的一個步驟,它是一種科學,也是一種藝術.烘焙過程約分爲3個階段:
脫水,在烘焙的初期,生豆開始吸熱,內部的水分逐漸蒸發.這時,顏色漸漸由青色轉爲黃色或淺褐色,銀皮開始脫落,可以聞到淡淡的青草味道.這個階段的主要作用是去除水分,約佔烘焙時間的一半.由於水是很好的傳熱導體,有助於烘焙咖啡豆內部物質.所以,雖然目的在於去除水分,但烘焙師會善用水的溫度,並妥善控制,使其不會蒸發的太快.
高溫分解,烘焙到160度左右,豆內的水分會蒸發爲氣體,開始排除咖啡豆的外部.這時,生豆的內部由吸熱（Endothermic）轉爲放熱（Exdothermic）,出現第一爆裂聲.在第一次爆裂聲之後,又會轉爲吸熱,這時,咖啡豆內部壓力極高,可高達25個大氣壓力.高溫與壓力開始解構原有的組織,形成新的化合物,造就咖啡的口感與味道.達到190度左右,吸熱與放熱的轉換再度發生.當然,高溫裂解作用仍然持續發生,咖啡豆由褐色轉變成深褐色,漸漸進入重度烘焙的階段.
冷卻（Quenching）,咖啡在烘焙之後要立即冷卻,迅速停止高溫裂解作用,將風味鎖住.否則,豆內高溫仍在繼續發生作用,將會燒掉芳香的物質.冷卻的方法有2種,一爲氣冷式,一爲水冷式.氣冷式速度慢,但乾淨而不污染,較能保留咖啡的香醇,爲精品咖啡所採用.水冷式是在咖啡豆表面噴上一層水霧,讓溫度迅速下降,需要精密計算,而且會增加烘焙咖啡豆重量,一般用於商業咖啡烘焙.
爆裂聲,生豆由吸熱轉爲放熱時,內部的物質排出體外,會形成明顯聲響.第一次較大聲音,清脆而分散,第二次較小聲,細緻而集中.由於爆裂聲與溫度的關聯性很高,能充分代表烘熱的溫度,是烘焙師判斷烘焙度的重要依據.
烘焙所造成的變化是很複雜的,雖有科學家不斷研究分析,仍然無法窺知全貌.大致有以下變化:
失重:含水率由13%左右降到1%,失重大概12%~21%,烘焙度越高,失重越多.
體積膨脹:烘焙後,咖啡豆體積會增加60%以上.
細胞孔放大:生豆的細胞壁堅硬,細胞空閉鎖,所以不易變質.但是烘焙之後,細胞壁變得很脆弱,細胞孔放大,很容易流失內部物質.
形成二氧化碳:高溫分解作用使咖啡豆內部的碳水化合物發生分解,並結合其它物質形成大量的二氧化碳,駐留在咖啡豆的內部.
改變組織結構:烘焙後,碳水化合物從58.9%劇降到38.3%,酸性物質（脂肪酸、單寧酸與氯酸等）從8.0%降爲4.9%.在高溫裂解作用下,這些物質發生重組,轉變爲焦糖、二氧化碳與一些可揮發性物質.其中,焦糖佔烘焙豆質量的25%,形成咖啡的甘味.而脂肪原佔生豆中16.2%,烘焙後則提升爲 17%,是醇味與稠感的來源.咖啡因含量幾乎沒有變化.重烘焙的咖啡苦味並非源於咖啡因較多.
烘焙度,太平洋地區區分法:
Light Roast(淺度烘焙):還流有青草味,無香氣和醇味.
Cinnamon Roast(肉桂烘焙): 咖啡豆成肉桂色
Medium Roast(中度烘焙):有強烈的酸味.
City Roast(高度色烘焙):酸味、苦味與甜味開始達到平衡.
City + Roast(城市烘焙):烘焙到第一次爆裂,剛要進入第二次爆裂聲.
Full City Roast(全城市烘焙):烘焙到第二次爆裂聲正在進行時,是精選咖啡烘焙師的最愛.
French Roast(法式烘焙):苦味甚重.
Italian Roast(意式烘焙):意大利濃縮咖啡的原料.
美國精品咖啡協會（SCAA）,以艾龍儀（以紅外線測量咖啡的顏色與焦糖類焦化程度）判定與分析.將黑色設爲0,白色設爲100,分8個等分,代表8個烘焙等級.
精品咖啡與商業咖啡的烘焙不同:
按咖啡豆的屬性決定烘焙方法（含水率、硬度、年份、並經過樣本杯測）；
小量烘焙；
烘焙師在烘焙過程中全程看顧（注意溫度與時間的變化,傾聽爆裂聲與觀察顏色、光澤的變化）；
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