生活中的化学——咖啡

2500多年前的阿拉伯人就开始种植咖啡并作为饮品使用，15世纪开始传入欧洲、美洲，并逐渐风靡全球。现在咖啡已经位居世界三大植物饮料之首，成为很多人的生活必需品。咖啡的化学成分分析与功能鉴定得到了广泛的研究，本文简单梳理一下咖啡的化学成分。

咖啡碱(1,3,7-三甲基黄嘌呤)为咖啡果实中的主要生物碱成分，是咖啡苦味的来源，也是应用较为广泛的精神类药物之一。研究表明，咖啡碱具有中枢神经兴奋和利尿功能。咖啡碱主要作用于大脑皮质，可以振奋神经、消退睡意、提高工作效率，这也是我们喝咖啡的主要目的。

酚酸及其衍生物很大程度上决定了咖啡的风味，目前已从咖啡中分离出了苹果酸、奎宁酸、绿原酸等71种酚酸及其衍生物。酚酸及其衍生物含量在烘焙过程中变化很大，绿原酸和柠檬酸是区分不同烘焙程度咖啡的最重要因素。以绿原酸为例，随烘焙程度加深绿原酸含量直线下降，到深度烘焙时绿原酸下降了 75%。 随着烘焙温度的升高，绿原酸首先会异构化，然后脱去水分子形成内酯。

咖啡中还含有大量儿茶素、表儿茶素、槲皮素等黄酮类化合物，它们具有抗氧化、抗癌、抗炎抗菌等多种活性。萜类化合物也大量存在咖啡中，以对-贝壳杉烷型和咖啡醇二萜为主，其中咖啡豆醇、咖啡醇、16-O-甲基咖啡醇的含量最高。16-O-甲基咖啡醇仅存在小粒咖啡中，一直作为区别小粒咖啡和中粒咖啡的标志物。

咖啡豆在烤焙过程中会发生 Maillard 反应、Strecker 降解、焦糖化等反应形成不同的化学物质，其中影响咖啡香味的化学物质主要有28 种。咖啡味道和化学物质对应关系如下：

生豆味和青草味：己醛，癸醛、1-己醇，2-赓醇等醛类和醇类化合物

泥土味：2-乙基-3-甲基吡嗪和 3,5二乙基-2-甲基吡嗪

坚果味和烘烤味：2,3,5-三甲基吡嗪，2 -乙酰基呋喃，2-乙酰基-1-甲基吡咯、N-甲基吡咯

大麦茶味：2 -甲基丁醛、乙酸

刺激味：二糠基二硫、甲基糠基二硫醚、2,3-戊二酮、乙醛