咖啡烘焙的原理与过程

　　我们必须先了解到，生豆是咖啡浆果内的坚硬种子，水分、绿原酸、蛋白质、生物碱、咖啡因、脂肪类、糖类等物质。 在高温烘焙的同时，上述的物质会出现像是梅纳反应、史崔克降解等化学变化，从而产生咖啡单宁酸、烟草酸、芳香酯、醇类、碳水化合物等影响咖啡风味的物质。

　　所以，对于烘焙咖啡豆这件事，我们可以将它理解为是个温度上升的过程，但必须是在受控制的情况之下。 也因为如此，烘焙时的温度高低与升温快慢，就是造成风味差异的主要原因。

　　从实际的烘焙过程中，我们可以观察到生豆颜色的变化，会从原本含水量高时的青绿色，经过高温烘焙脱去大部分的水份后，转为略白的黄色。 随着温度继续上升，逐渐泛黄，当到达产生梅纳反应的温度时，表面明显的变为褐色，并逐渐加深。 若持续的加温，会出现碳化现象，咖啡豆就变成深黑色，表面还带着油脂的亮感，若不停止加热，最后还会起火燃烧。

　　除了颜色上的变化，咖啡豆的体积也会出现不同的改变，除了小幅度的受热膨胀之外，还会在不同温度时，产生两次爆裂的现象，体积约会增加60%之多。 在体积膨胀的同时，由于失去水份和银皮脱除的原因，总重量也会减少，随着烘焙浅到深，大约会减少12～20%的重量。

　　除了烘焙温度和时间长短之外，藉由外观颜色、体积变化、失重比率，我们可以初步的判断出咖啡豆的烘焙程度。 另外，也可以透过Agtron 焦糖化光谱分析仪来做检测，精准的得到烘焙度的深浅为何。

　　了解咖啡烘焙机器的设计原理

　　以台湾制造的烘豆机为例，在烘焙过程中，能够控制的功能有瓦斯火力、排气阀门、锅炉转速;提供的温度观察数值则有炉内豆温、出风口温度这两项，并有观豆窗和取样棒来判断生豆外貌和气味。

　　不停旋转的锅炉是为让了生豆能够均匀受热，锅炉内良好的挡板设计，让搅动时更显活泼跳跃，避免点状烫伤。 当转速缓慢时，生豆与锅炉接触的时间长;转动快速时，生豆被抛在热风中的时间长，这两者对风味会产生影响。 但是，锅炉转速在德国、日本、美国的烘焙机器上，是无法调整的。

　　除了火力之外，瓦斯火排与锅炉之间的距离，称为火距，也是机器设计时的一大难题。 日系品牌烘豆机常施作的改装，就是增加瓦斯喷嘴数目，并同时把火距拉远，其实考虑的也是均匀受热的问题。 台湾制造的新款机器，则是把瓦斯喷嘴改为三排双开关的设计，视烘焙量多寡点火，增加操作的灵活度。

　　点火加热，热能会藉由传导、对流、辐射这三种型态，对咖啡豆产生加热效果。

　　除了全热风式机器是以对流热为主之外，我们常听到的还有半热风和直火式这两种机器。 简单的来说，直火式烘豆机的烘焙室锅壁是有打孔的，能让辐射热直接作用到生豆上面，这样的机器，还可以加装远红外线套件，让辐射热达到最大效用。

　　半热风式机器则是利用传导热与对流热为主，当火力固定时，排气阀门的大小控制，就是影响对流热的主要因素。

　　实际操作咖啡烘焙机器的步骤

　　启动机器，点燃火源，待锅炉温度提升到一定程度后，关火，将咖啡生豆投入。

　　此时室温状态的生豆会跟热烫的锅炉产生热交换，从仪表上可以观测到锅炉温度会下降，依照生豆数量的多寡，这个热交换的时间也会随之增加。 直到生豆吸热完全后，锅炉温度开始上升，称之为「回温点」。

　　生豆投入前，关火与否，是每个人的烘焙习惯不同，但是这会影响到回温点的高低，需注意。

　　一开始的温度上升会较快，但随着豆色泛黄、水份减少，温度上升会逐渐趋缓而稳定。 若是利用取样棒取出生豆，可以很明显的闻到味道的变化，从水分蒸发的青草涩味到类似烤面包或地瓜的香气，这时银皮也会逐渐剥离，可以适度的打开排气阀门，让银皮吹出。 在第一次爆裂之前，温度上升趋缓，生豆从热风中大量的吸取热量，准备迎接爆裂。

　　从零星的爆裂声开始，逐渐密集，温度上升加快、烟气大量排出，这时需透过排气阀门让它适当排气。 需注意到的是，过大的排气量会导致对流热过强，会出现不好的风味。

　　持续加热，第一次爆裂声响暂歇之后，咖啡豆酝酿着第二次爆裂，两者温度约会相差25℃。 第二次爆裂时，烟雾加剧，咖啡豆逐渐转向深褐色，略微出现焦香气。

　　下豆前，启动冷却盘风扇与搅拌，使咖啡豆在最短时间内降温，以保持风味良好。

　　如何才能达到稳定的烘焙

　　如何达到稳定的烘焙，复制出最完美的那个味道，这是每个烘豆师最大的课题。

　　一、利用仪器检测生豆含水量，事前制订烘焙计划曲线，详实纪录烘焙过程的各项数据，做为参考改正的依据。

　　二、利用固定的回温点为基准，让升温曲线保持一致，避免无谓的火力调整与修正。

　　三、确实做好烘豆机器的保养与清洁，包含集尘桶，让烘焙条件保持一致。

　　四、慎选烘豆机摆放位置，让环境因素降至最低，甚至每批次的烘焙锅数都得控制在一定范围，避免过少或过多。

　　烘焙咖啡豆是相当有趣且有挑战性的工作，追求完美的极致风味，是永远无法停止的目标。