コーヒー豆を焙煎することによって、豆の内部でさまざまな化学反応が起こり、味や香り、栄養素に大きな変化が生じます。ここでは、焙煎中に変化する代表的な成分を詳しく説明します。
1. 水分の減少
生豆は約10～12%の水分を含んでいますが、焙煎によってその水分が蒸発し、豆は軽くなり、香りが引き立ちます。この水分減少は、焙煎プロセスの初期段階で進行します。
2. メイラード反応
焙煎中に、アミノ酸と糖が反応するメイラード反応が起こります。これは、コーヒーに特有の複雑な風味と香りを生み出す重要な反応であり、焦げたような苦味や香ばしさを引き出します。メイラード反応によって生成される物質は、コーヒーの色や風味に大きく寄与します。
3. カラメル化
糖分が高温で分解され、カラメル化が進むことで、甘みやほのかな苦味が生まれます。この過程により、コーヒーに独特の豊かな味わいが加わります。
4. クロロゲン酸の分解
クロロゲン酸はコーヒーに含まれる主要なポリフェノールで、抗酸化作用を持っています。しかし、焙煎が進むとクロロゲン酸は分解され、より軽い焙煎（ライトロースト）のコーヒーには多く残りますが、深煎り（ダークロースト）ではその含有量が大幅に減少します。クロロゲン酸が分解されることで、コーヒーの酸味や苦味が変化します。
5. カフェイン
カフェインは熱に対して比較的安定しており、焙煎によってその含有量は大きく変化しません。ただし、焙煎が深くなると豆の重量が減少するため、同じ量の豆を使った場合、浅煎りのコーヒーのほうがカフェイン濃度が高くなることがあります。
6. 酸の変化
焙煎が進むにつれて、コーヒーに含まれる酸の種類と量が変わります。浅煎りのコーヒーは酸味が強く、特にクエン酸やリンゴ酸のような果実に由来する酸が際立ちます。深煎りになるとこれらの酸は分解され、酸味が和らぎ、苦味が強調されます。
7. 二酸化炭素の生成
焙煎中に、コーヒー豆は多量の二酸化炭素を生成します。焙煎後しばらくは豆から二酸化炭素が放出され続けますが、このガスは抽出時のエスプレッソなどのクレマ（泡）の形成に重要な役割を果たします。
8. 揮発性化合物の生成
焙煎によって、コーヒーの独特な香りのもととなる多くの揮発性化合物が生成されます。これらの化合物には、フルーティー、ナッツ、スモーキー、スパイシーなど、さまざまな風味を引き出すものがあります。揮発性化合物は焙煎の進行度に応じて変化し、浅煎りはフルーティーな香りが強く、深煎りではスモーキーでビターな香りが強くなります。
9. トリゴネリンの変化
トリゴネリンはコーヒーに含まれるファイトケミカルの一種で、脳の健康、抗炎症作用、脂質代謝の促進、そして血糖値の調整など、幅広い健康効果が期待される成分です。トリゴネリンは加熱によってニコチン酸（ビタミンB3）に変化します。これにより、焙煎後のコーヒーはビタミンB3の供給源となります。
焙煎の度合いによって、これらの成分の変化が異なり、コーヒーの風味や健康効果が大きく影響されます。コーヒーの焙煎は、単に豆を加熱するだけでなく、複雑な化学反応を伴うプロセスです。これらの化学反応によって、生豆にはない多様な香りや風味を持つコーヒーが誕生します。焙煎度合いによって、これらの成分の変化の度合いが異なり、異なる風味のコーヒーを楽しむことができます。
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