焙煎の化学
デベロップメント
1ハゼから排出まで
中煎り
1ハゼから排出まで · 中煎り
1ハゼの後も、香りの生成・揮発・分解が同時に進みます。
グラフについて
実線は、焙煎が進むにつれて減る成分。破線は、特定の豆や焙煎条件で報告された変化の例です。
デベロップメントは1ハゼから排出までで、2ハゼ以降も含みます。
同じ焙煎色でも、時間のかけ方で香味は変わります（Münchow et al., 2020（新しいタブで開く））。
DTRは、焙煎時間全体に対する1ハゼから排出までの時間の割合です。
この位置は、CloudRoastの焙煎機では約216°C（中煎り）に相当します。
工程の説明には『Coffee Fanatic三神の Roasting Manual』（三神亮、2026/01 Ver.1.0）も参照しています。各成分の参考文献は、成分名を押すと読めます。
成分の変化
12 / 12Chlorogenic acids (CGA)
生豆に含まれるポリフェノールの一群。焙煎で分解・変換され、一部はラクトンになります。カフェ酸由来と考えられるフェニルインダン類などの苦味成分も、コーヒー抽出液から確認されています。
- 味・香りとの関係
- 苦味成分の前駆体
- 焙煎での変化
- 生豆に含まれ、焙煎が進むと全体として減少
- グラフについて
- クロロゲン酸類全体の減少傾向を示します。
参考文献
- Lang et al. (2013), Quantitative studies on roast kinetics for bioactives in coffee, J. Agric. Food Chem. 61:12123–12128（新しいタブで開く）
アラビカ・ロブスタの焙煎色とカフェオイルキナ酸量の関係。
査読論文・総説 - Farah et al. (2005), Effect of roasting on the formation of chlorogenic acid lactones in coffee, J. Agric. Food Chem. 53:1505–1513（新しいタブで開く）
焙煎中のラクトン生成を測定。
査読論文・総説 - Frank, Zehentbauer & Hofmann (2006), Bioresponse-guided decomposition of roast coffee beverage and identification of key bitter taste compounds, Eur. Food Res. Technol. 222:492–508（新しいタブで開く）
抽出液から苦味を持つキニド類などを同定。
査読論文・総説 - Frank et al. (2007), Structure determination and sensory analysis of bitter-tasting 4-vinylcatechol oligomers and their identification in roasted coffee by means of LC-MS/MS, J. Agric. Food Chem. 55:1945–1954（新しいタブで開く）
モデル加熱実験で苦味成分を同定し、コーヒー抽出液にも存在することを確認。
査読論文・総説
Sucrose
生豆に含まれる主要な糖。ショ糖そのものは非還元糖で、熱分解などでできた反応性の高い成分がメイラード反応にも加わります。焙煎で大きく減ります。
- 味・香りとの関係
- 甘い香りや色をつくる材料
- 焙煎での変化
- 生豆の主要な糖。熱で分解され、香りや色の材料になる
- グラフについて
- 焙煎によるショ糖の減少は広く観察されています。
参考文献
- Santos et al. (2016), In-line monitoring of the coffee roasting process with near infrared spectroscopy: Measurement of sucrose and colour, Food Chemistry 208:103–110（新しいタブで開く）
異なる豆・焙煎条件でショ糖と色を測定。焙煎中のショ糖の減少を扱います。
査読論文・総説 - Poisson et al. (2019), Generation of α-diketones and 4-hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanone upon coffee roasting—Impact of roast degree on reaction pathways, J. Agric. Food Chem. 67:13829–13839（新しいタブで開く）
糖に由来する香気成分の生成経路を調べた研究。
査読論文・総説
Trigonelline
生豆に含まれるアルカロイドで、焙煎が進むと減少します。熱反応からナイアシンやN-メチルピリジニウムなどが生まれます。
- 味・香りとの関係
- 焙煎で減る非揮発性成分
- 焙煎での変化
- 生豆に含まれるアルカロイド。焙煎で分解される
- グラフについて
- 表示しているのは親化合物トリゴネリンの減少です。
参考文献
- Lang et al. (2013), Quantitative studies on roast kinetics for bioactives in coffee, J. Agric. Food Chem. 61:12123–12128（新しいタブで開く）
浅い焙煎でトリゴネリンが多く、深い焙煎でN-メチルピリジニウムが多いことを確認。
査読論文・総説 - Casal, Oliveira & Ferreira (2000), HPLC/diode-array applied to the thermal degradation of trigonelline, nicotinic acid and caffeine in coffee, Food Chemistry 68:481–485（新しいタブで開く）
トリゴネリンの熱分解とニコチン酸などを分析。
査読論文・総説
Linalool / geraniol
花や柑橘、バラを思わせる香りを持つテルペン類。コーヒーでは品種や生豆の組成に関係します。
- 味・香りとの関係
- 花・柑橘・バラ様の香り
- 焙煎での変化
- 植物由来の香気成分。生豆の組成と焙煎で変わる
- グラフについて
- 線は購入した浅・中・深煎りの豆の抽出液で、ゲラニオールが少なくなった比較例です。
参考文献
- Pan et al. (2023), Comparison of Characterization of Cold Brew and Hot Brew Coffee Prepared at Various Roasting Degrees, J. Food Process. Preserv. 2023:3175570（新しいタブで開く）
購入した焙煎豆の冷水・温水抽出液をHS-SPME-GC-MSで比較。
査読論文・総説 - Del Terra et al. (2013), Functional characterization of three Coffea arabica L. monoterpene synthases, Phytochemistry 89:6–14（新しいタブで開く）
リナロールなどの生合成酵素を同定。
査読論文・総説 - Czerny & Grosch (2000), Potent odorants of raw Arabica coffee. Their changes during roasting, J. Agric. Food Chem. 48:868–872（新しいタブで開く）
生豆と焙煎豆の香気成分を比較。
査読論文・総説
Acetic / formic acid
焙煎中の炭水化物の分解などで生まれる有機酸。比較的浅い焙煎の比較で、焙煎を進めると酢酸が増えた研究もあります。
- 味・香りとの関係
- 酸味に関わる
- 焙煎での変化
- 糖などの熱分解で生成。増減は酸の種類と条件による
- グラフについて
- 線はギ酸が増え、その後減った研究例を模式化しています。
参考文献
- Gottstein et al. (2023), Monitoring of Chemical Changes in Coffee Beans during the Roasting Process Using Different Roasting Technologies with Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy, Beverages 9:87（新しいタブで開く）
3種類の焙煎機で経時採取した豆を水抽出し、NMRで分析。ギ酸は増加後に減少し、その時期は豆と焙煎機で異なります。
査読論文・総説 - Rune et al. (2023), Acids in brewed coffees: Chemical composition and sensory threshold, Current Research in Food Science 6:100485（新しいタブで開く）
比較した浅めの3焙煎度で酢酸は増加。個々の酸の量と官能を検討した研究です。
査読論文・総説 - Anokye-Bempah et al. (2024), The effect of roast profiles on the dynamics of titratable acidity during coffee roasting, Scientific Reports 14:8237（新しいタブで開く）
この実験では抽出液の滴定酸度が1ハゼ付近で最大。
査読論文・総説
Strecker aldehydes
アミノ酸由来の揮発性アルデヒド群。2-メチルブタナールや3-メチルブタナールはモルト様、メチオナールは茹でたジャガイモ様の香りを持ちます。
- 味・香りとの関係
- モルト様（メチオナールは茹でジャガイモ様）
- 焙煎での変化
- アミノ酸がストレッカー分解を受けて生成
- グラフについて
- 線は3-メチルブタナールを代表例に、焙煎中に増えてから減る変化を模式化しています。
参考文献
- Baggenstoss et al. (2008), Coffee roasting and aroma formation: Application of different time-temperature conditions, J. Agric. Food Chem. 56:5836–5846（新しいタブで開く）
同じスマトラ産アラビカを異なる時間・温度条件で焙煎し、経時採取した豆の香気成分を分析。3-メチルブタナールなどは生成後に減少しました。
査読論文・総説 - Mayer, Czerny & Grosch (1999), Influence of provenance and roast degree on the composition of potent odorants in Arabica coffees, Eur. Food Res. Technol. 209:242–250（新しいタブで開く）
コロンビア産ティピカの比較で、メチオナールは中煎りから深煎りで減少。
査読論文・総説 - Czerny, Mayer & Grosch (1999), Sensory study on the character impact odorants of roasted Arabica coffee, J. Agric. Food Chem. 47:695–699（新しいタブで開く）
再構成・除去試験でアラビカの香りへの寄与を検討。
査読論文・総説
β-Damascenone
少量でも強く香るノルイソプレノイド系の成分。蜂蜜や煮りんごを思わせる香りを持ち、コーヒーの香りへの寄与が再構成実験で調べられています。
- 味・香りとの関係
- 蜂蜜・煮りんご様の甘い香り
- 焙煎での変化
- 焙煎によって量が変わる、強い香りを持つ成分
- グラフについて
- 生豆から焙煎後の増加と、中煎りから深煎りで減った豆の報告を組み合わせた模式図です。
参考文献
- Mayer, Czerny & Grosch (1999), Influence of provenance and roast degree on the composition of potent odorants in Arabica coffees, Eur. Food Res. Technol. 209:242–250（新しいタブで開く）
コロンビア産ティピカでβ-ダマセノンは中煎りから深煎りで減少。生豆との比較研究と合わせ、生成後に減る例として示しています。
査読論文・総説 - Czerny, Mayer & Grosch (1999), Sensory study on the character impact odorants of roasted Arabica coffee, J. Agric. Food Chem. 47:695–699（新しいタブで開く）
アラビカの香りへの寄与を官能試験で検討。
査読論文・総説 - Czerny & Grosch (2000), Potent odorants of raw Arabica coffee. Their changes during roasting, J. Agric. Food Chem. 48:868–872（新しいタブで開く）
生豆と焙煎後の香気成分を比較。
査読論文・総説
2-Furfurylthiol
焙煎コーヒーらしい香りに関わる重要な硫黄化合物。少量でも香りへの影響が大きく、生成量だけでなく他の成分との反応も大切です。抽出液ではメラノイジンとの相互作用による香りの減少が調べられています。
- 味・香りとの関係
- 焙煎コーヒーらしい香り
- 焙煎での変化
- 焙煎で生まれる硫黄を含む香気成分
- グラフについて
- 中煎りから深煎りで増加した豆の報告をもとに、後半にも増える例を描いています。
参考文献
- Baggenstoss et al. (2008), Coffee roasting and aroma formation: Application of different time-temperature conditions, J. Agric. Food Chem. 56:5836–5846（新しいタブで開く）
同じ豆を異なる時間・温度条件で焙煎し、途中採取した試料を分析。FFTの生成が後半も進んだ例を確認。
査読論文・総説 - Mayer, Czerny & Grosch (1999), Influence of provenance and roast degree on the composition of potent odorants in Arabica coffees, Eur. Food Res. Technol. 209:242–250（新しいタブで開く）
産地と焙煎度を比較。
査読論文・総説 - Hofmann & Schieberle (2002), Chemical interactions between odor-active thiols and melanoidins involved in the aroma staling of coffee beverages, J. Agric. Food Chem. 50:319–326（新しいタブで開く）
抽出液と保温中の香り変化に関する研究。
査読論文・総説
Furaneol (HDMF)
甘いカラメルを思わせる香りの成分。糖に由来する生成経路がコーヒー焙煎で調べられています。
- 味・香りとの関係
- カラメル様の甘い香り
- 焙煎での変化
- 糖由来の反応で生まれるカラメル様の香気成分
- グラフについて
- 糖に由来する生成と、中煎りから深煎りで減った豆の報告を模式化しています。
参考文献
- Mayer, Czerny & Grosch (1999), Influence of provenance and roast degree on the composition of potent odorants in Arabica coffees, Eur. Food Res. Technol. 209:242–250（新しいタブで開く）
コロンビア産ティピカでHDMFは中煎りから深煎りで減少。
査読論文・総説 - Poisson et al. (2019), Generation of α-diketones and 4-hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanone upon coffee roasting—Impact of roast degree on reaction pathways, J. Agric. Food Chem. 67:13829–13839（新しいタブで開く）
コーヒー焙煎でのHDMF生成経路を検討。
査読論文・総説 - Czerny, Mayer & Grosch (1999), Sensory study on the character impact odorants of roasted Arabica coffee, J. Agric. Food Chem. 47:695–699（新しいタブで開く）
カラメル様のフラノン類などの香りへの寄与を検討した官能研究。
査読論文・総説
Alkylpyrazines
窒素を含む香気成分の一群で、化合物によってナッツ、ロースト、土のような香りを持ちます。特に香りへの寄与が大きいものもあります。
- 味・香りとの関係
- ナッツ・ロースト・土様の香り
- 焙煎での変化
- メイラード反応などで生成。化合物ごとに挙動が異なる
- グラフについて
- 線は2-エチル-3,5-ジメチルピラジンなどが生成後に横ばいに近づいた、同じ豆の焙煎実験をもとにしています。別の加熱条件では終盤に減少も見られます。
参考文献
- Baggenstoss et al. (2008), Coffee roasting and aroma formation: Application of different time-temperature conditions, J. Agric. Food Chem. 56:5836–5846（新しいタブで開く）
同じ豆を4つの焙煎条件で経時比較。一部のアルキルピラジンは生成後に横ばいに近づき、高温短時間の条件では軽い減少も見られました。
査読論文・総説 - Amrani-Hemaimi, Cerny & Fay (1995), Mechanisms of formation of alkylpyrazines in the Maillard reaction, J. Agric. Food Chem. 43:2818–2822（新しいタブで開く）
モデル反応で生成機構を検討。
査読論文・総説 - Czerny, Mayer & Grosch (1999), Sensory study on the character impact odorants of roasted Arabica coffee, J. Agric. Food Chem. 47:695–699（新しいタブで開く）
一部のアルキルピラジンの香りへの寄与を官能試験で検討。
査読論文・総説
Guaiacol / 4-vinylguaiacol
スモーキーなグアイアコール、クローブ様の4-ビニルグアイアコールなどのフェノール系香気成分。フェルロイルキナ酸からフェルラ酸を経る生成経路が研究されています。温度だけでなく反応と揮発のバランスで量が変わります。
- 味・香りとの関係
- スモーキー／クローブ様の香り
- 焙煎での変化
- フェルラ酸などに由来する熱反応で生成
- グラフについて
- 線はグアイアコールが深い焙煎で増えた比較例を模式化しています。4-ビニルグアイアコールとは異なる成分です。
参考文献
- Mayer, Czerny & Grosch (1999), Influence of provenance and roast degree on the composition of potent odorants in Arabica coffees, Eur. Food Res. Technol. 209:242–250（新しいタブで開く）
比較した3試料でグアイアコールなどは焙煎を深くすると増加。
査読論文・総説 - Dorfner et al. (2003), Real-time monitoring of 4-vinylguaiacol, guaiacol, and phenol during coffee roasting by resonant laser ionization time-of-flight mass spectrometry, J. Agric. Food Chem. 51:5768–5773（新しいタブで開く）
焙煎排ガス中の成分を測定し生成経路を検討。各成分は同じ挙動ではなく、抽出液の濃度曲線でもありません。
査読論文・総説
Melanoidins
メイラード反応などで形成される褐色成分の総称。コーヒーでは多糖、タンパク質、クロロゲン酸などが関わり、単一の分子ではありません。褐色の形成に関係します。
- 味・香りとの関係
- 褐色に関わる成分群
- 焙煎での変化
- 焙煎中の褐変反応で形成される、構造の異なる成分群
- グラフについて
- 線は焙煎で水に溶ける褐色成分の形成が進むことを示しています。
参考文献
- Bekedam et al. (2008), Roasting effects on formation mechanisms of coffee brew melanoidins, J. Agric. Food Chem. 56:7138–7145（新しいタブで開く）
焙煎度による抽出液中の分子量別画分と形成機構の違いを検討。
査読論文・総説 - Nunes, Cruz & Coimbra (2012), Insight into the mechanism of coffee melanoidin formation using modified in bean models, J. Agric. Food Chem. 60:8710–8719（新しいタブで開く）
褐色の形成と、メラノイジン量の評価法の違いを検討した豆の改変実験。
査読論文・総説
グラフはタップ・ドラッグで動かせます。