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);

烘焙後立即交貨(Deliver at The Same Day Of Roasting)。