咖啡的科学

对我来说，浓缩咖啡是我日常生活中不可或缺的一部分。我通常以一杯普通咖啡开始新的一天，然后在上午晚些时候在工作时转向浓缩咖啡，之后再来一杯，可能在下午晚些时候，或者在我下班回家时。我不敢说自己是个真正的咖啡鉴赏家，但我肯定知道我喜欢什么，而且对我来说，任何其他形式的咖啡都比不上一杯完美的浓缩咖啡。我肯定不是唯一有这种想法的人，我的许多同事和朋友比我更了解咖啡，甚至比我更热爱咖啡。但是，作为科学家，我们很少满足于凭直觉的反应，你总会发现我们在追寻“为什么”和“如何”。例如，你会注意到我在上面使用了“一杯完美的浓缩咖啡”这个短语。那是什么意思？什么才构成“完美”的浓缩咖啡，以及如何才能每次都确保获得一杯？真正的答案需要实验、健康的假设、更多的实验、修正的假设……——你知道我在说什么。我们大多数咖啡爱好者，可以理解地，会专注于这个过程（不受控制的）实验部分，找到我们喜欢的，然后就满足于我们并不真正了解其背后原因的事实。但如果你有足够的科学家精神，你就永远不会完全满足于此，并且会渴望更全面的理解。幸运的是，这样的科学分析是存在的！Ernesto Illy 是一位引人入胜的人物。如果你了解咖啡，你就会从这家非常成功的、总部位于的咖啡公司 illycaffè 中认出他的名字，他是该公司的董事长。然而，同样与当前话题相关的是，Illy 拥有化学博士学位和分子生物学背景。他对咖啡的科学着迷，并于 2002 年 6 月为《科学美国人》撰写了一篇精彩的文章，题为《咖啡的复杂性》（文章需要订阅，但也可以在 Illy 的网站上找到）。由于咖啡有多种形式，Illy 重点以浓缩咖啡为例。他讨论了完美咖啡豆的重要性，这意味着什么，以及现代技术在提高获取这些咖啡豆的速度和质量控制方面所起的作用。然后他谈论烘焙，用的是让科学家耳朵听起来像音乐的语言。

……每个细胞中残留的水分被转化为蒸汽，这促进了细胞内丰富的糖、蛋白质、脂质和矿物质之间发生的各种复杂化学反应。在 185 到 240 摄氏度的高温下，糖根据一个众所周知的焦糖化过程“美拉德反应”与氨基酸、肽和蛋白质结合。最终产物是棕色的、甜中带苦的糖胺和类黑素——这赋予了咖啡主要的风味——以及二氧化碳（每公斤烘焙咖啡高达 12 升）。

我特别喜欢的部分是标题为“浓缩咖啡随提取时间增加的累积化学成分”的图表，该图表同时跟踪了多种化合物的浓度随提取时间的变化，并附有解释其作用的关键。