コーヒーを化学する。コーヒー豆の焙煎で起きる化学反応とは

コーヒー豆と化学反応という2つの単語は、あまり結びつかないイメージがありますが、この2つの単語には深い関わりがあります。

コーヒー豆は収穫後、生豆のままでは飲用には適しません。コーヒー豆は熱を加えるとさまざまな化学反応を起こして、味や風味が変化し、私たちの好みのコーヒーに仕上がるのです。

今回は、コーヒー豆を加熱すると起こる化学反応について詳しく解説します。

知的好奇心をくすぐる『コーヒー豆×化学』の世界を少し覗いてみましょう。

焙煎で起こる化学反応は4つ

コーヒー豆を焙煎すると、次の4つの化学反応が起こります。

メイラード反応
メイラード反応はアミノ・カルボニル反応の一種で、コーヒー豆が150度近くになると起こる反応です。

メイラード反応は、「糖(ショ糖)」と「タンパク質(アミノ酸)」が化学反応を起こしてメラノイジンができることをいいます。

メラノイジンができると、焦げ茶色になる、香ばしい香りがする、うまみが強くなる、などの変化が起こります。

肉や魚をこんがりと焼いたりパンやクッキーを焼いたりするといい匂いがするのは、メイラード反応が起こっているからなのです。

メイラード反応は、起こる時間が長くなればなるほど甘さや香りがでて、短いと酸味が強く薄っぺらい味になります。ですが、長すぎると味や酸味が感じにくくなります。

155度になると一気にすすむので、焙煎中に急に香りが強くなります。

カラメル化
カラメル化は、コーヒー豆の中の「糖」だけが反応します。カラメル化の一番の特徴は、独特の苦み成分がでることです。

カラメル化で最も知られているのが、プリンのカラメルソースですね。カラメルソースのあの甘苦い独特のおいしさの秘密は、ソースのカラメル化が理由だったのです。

また、カラメル化にはメイラード反応と同じように、色が焦げ茶になる、香ばしい香りがする、などの変化もあります。

カラメル化は、メイラード反応から少しだけ遅れて160度くらいから始まります。

焙煎中の温度が180度を超えるとカラメル化は一気にすすみ、すすみすぎると糖が炭化して、いわゆる「焦げ」ができてしまいます。

この10度〜20度の間に様々な味わいの変化が起きるので、焙煎はテクニックが必要なのです。

加水分解
加水分解は、コーヒー豆に含まれている「クロロゲン酸」が「キナ酸」と「カフェ酸」に分解される反応をいい、165度前後になると最も激しく反応します。

加水分解を起こすと酸味が増えます。キナ酸は、焙煎の過程で豆の中の水分が減ると増加しますが、加熱分解を起こすと減少していきます。

熱分解
熱分解は、100度くらいからショ糖が化学反応を起こし、ギ酸や酢酸をはじめとするさまざまな有機酸ができる反応で、酸味が増えます。

有機酸の中にはクエン酸やリンゴ酸がありますが、この2つは加熱により豆の中の水分が減っていく過程で増加し、熱分解を起こして減少します。

キナ酸も同じように焙煎で増加しますが、ポイントはミディアム・ローストで減り、フレンチ・ローストで増加する特徴がある点。

キナ酸の量はコーヒーの酸味に関わるので、焙煎で大きく風味が変わる要因になります。

コーヒーの味は化学反応で異なる

コーヒー豆を加熱すると、上記で説明した4つの化学反応が起こります。

同じ豆を使っても、焙煎の過程で起こる化学反応の違いを利用して焙煎する温度や時間を調整すると、酸味や苦み、甘み、コクが異なるコーヒーができます。

一般的には浅煎りになるほど酸味が強く、深煎りになるほど苦みやコクが強くなります。

カフェインは熱を加えると減る!?

眠気ざましに苦いブラックコーヒーを飲む、という人は多いのではないでしょうか?

なんとなくコーヒーの苦味と眠気覚ましに有効なカフェインが結びついて、苦いコーヒーの方がカフェインの含有量が多いと思ってしまいがちですが、実は酸味の強い浅煎りの方が豆1粒あたりのカフェイン含有量は多いとされているのです。

実は、カフェインは熱に弱く、熱を加えることで昇華し減少していくのです。

そのため、長く熱を加えている深煎りの苦いコーヒーより、浅煎りの酸味が強いコーヒーの方がカフェインが多く残っているとのこと。

また、カフェインは、抽出方法によっても含まれる量が変わってきます。

カフェイン含有量が少ないのは、カフェラテ、ついでインスタント、ドリップ、エスプレッソの順でカフェイン含有量は多くなっています。

エスプレッソのカフェイン含有量は100mlで約212mg。ドリップコーヒー100ml約56mgのカフェイン量に比べると非常に多いので、眠気覚ましにはエスプレッソをグイッと飲むのをおすすめします。

ただ、日本ではエスプレッソをミルクで薄めてカフェラテとして飲む場合が多いです。カフェラテを作る際はエスプレッソの6倍〜7倍程度のミルクを入れて作るので同じ量のドリップコーヒーに比べるとカフェインの含有量は減少します。

それがエスプレッソを使用しているのにカフェラテのカフェイン含有量が少ない理由です。

化学反応を理解して好みのコーヒーを入れよう

コーヒーの香りや味は、4つの化学反応が複雑に影響を与え合うことによって決まります。

この記事で説明したように、化学反応は焙煎する温度や時間、終わるタイミングなどでそれこそ1秒単位、1度単位で異なってきます。

ですから、化学反応が起こるプロセスを理解すると自分だけの自分好みのコーヒーを入れることができます。

焙煎度合いでコーヒーの味や香りが変わるのはよく知られていますが、それにはしっかりと化学的根拠があるのです。

手軽にコーヒーを味わいたい時や忙しい時は、インスタントコーヒーや缶コーヒーが便利ですが、休日や時間の空いた時には、自分だけのコーヒーを入れて至福の時を感じてみませんか?

『コーヒー豆×化学』の世界を知ってからでは、いつもと違ったコーヒータイムの楽しみかたができるのではないでしょうか。