咖啡的芳香尤物（下）│《第四波精品咖啡學：新產區、新品種、新沖煮法，最全面的咖啡潮流聖經》

第四波萬人迷尤物：檸檬烯、草莓酮、甲基酯化物

檸檬烯、草莓酮與甲基酯化物是製造水果炸彈必要芳香物；檸檬烯在咖啡花朵果實生豆與發酵池可測得；草莓酮則來自於烘焙的梅納反應；甲基酯化物來自烘焙的酯化反應。這3種揮發性方向物的嗅覺閥值都很低，只需微量即可爽到嗅覺，是近幾年被鑑定出來的咖啡尤物。

超級精品豆的關鍵：檸檬烯

胺基酸、有機酸、糖類、醇類、醛類、酯類都是香醇咖啡的風味前體，早在10 多年前第三波咖啡浪潮席捲全球，業界已知曉這些成分的重要性，但林林總總失之籠統。而今科學家已鑑定出杯測87分甚至90分以上超級精品豆不可缺的萬人迷成分──檸檬烯（Limonene），已躍為第四波精品浪潮的新寵。

2013年由法國 CID、義大利 Illyca_é 與美國 WCR 合作，耗時5年研究於2018年波特蘭國際咖啡科學會議（ASIC Conference）發表的報告《檸檬烯：阿拉比卡芳香品質的育種目標》（Limonene：A target for Coffea Arabica aromatic quality breeding）指出，檸檬烯是區分87 以上超級精品豆與80分以上一般精品豆最關鍵的芳香成分，未來只需一片咖啡葉即可檢驗出某株咖啡或某品種是否具有合成檸檬烯的基因，進而達成精準育種的目標。

研究員蒐集60支品質不等的樣品豆，請烘豆師、咖啡師統一烘焙與萃取，並複製成3組共180杯黑咖啡，由一批訓練有素的聞香師、杯測師盲測，並進行風味描述與核實。經專業的評等，樣品最後區分為商業級、精品級與超級精品3等級，在先進的氣相層析質譜儀（GC-MS）協助下，科學家從黑咖啡成分對應到熟豆成分，再溯源到咖啡生豆的成分，發覺超級精品至少含有2 種以上迷人成分，而生豆有沒有檸檬烯與含量多寡，是區分超級精品與另2個等級最明確的芳香物。87分以上超級精品所含的檸檬烯明顯多於一般精品與商業豆。

檸檬烯是單萜類化合物，具有強烈香氣來保護植物免受蟲害，常見於柑橘與檸檬的果皮，具抗氧化效果，適量攝取對人體有益。人類嗅覺對檸檬烯的反應極為靈敏，只需38ppb（0.038ppm）的微量，即可感知其迷人香氣。

據研究指出，水洗發酵槽內醇類、醛類、酯類和酸性物揮發氣體的消長，非常複雜，有些化合物在發酵初期出現，但隨後又大幅衰減，這可能是蒸發或被微生物在代謝途徑用掉了。然而，又有些醇類、醛類、酯類、萜烯類如1-己醇、2-庚醇、壬醛（玫瑰、橙花味）、乙酸異戊酯（香蕉味）、檸檬烯、芳樟醇，卻隨著發酵時間而增加，這可能跟微生物的活動有關，尤其是常見於釀造葡萄酒、啤酒、醒麵、優酪、起士，擅長製造低分子量風味物的酵母，諸如畢赤酵母屬（Pichia）、念珠菌屬（Candida）以及乳酸菌中的 Lactobacillus、Lactococcus、Leuconostoc 以及 Oenococcus 等菌屬，貢獻最大。最新研究發現這些微生物亦主導咖啡發酵進程，他們對咖啡風味的影響有多大，尚需進一步研究與評估，這也是咖啡後製第四波浪潮的重責大任！

酯化反應煉出萬人迷的甲基酯化物

2018年美國與日本科學家在波特蘭國際咖啡科學會議發表的《甲基酯化物決定咖啡風味的品質》（Methyl esteri_ed-components determine the coffee flavor quality）進一步闡述酯化反應對咖啡造香的重要性。

研究員蒐集13支品質不等的瓜地馬拉水洗豆，在 GC-MS 儀器與杯測師協助下，發現黑咖啡的甲基酯化物3-甲基丁酸甲酯（3-Mthylbutanoic acid methyl ester）、己酸甲酯（Hexanoic acid methyl ester）的含量與杯測分數成高度正相關，這些酯化物是草莓主要芳香物。同時做一項實驗，在黑咖啡添加3-甲基丁酸甲酯，與未添加的對照組進行杯測，結果對照組在總分4的評分中只得到2 分，而添加5ppb與10ppb的實驗組分別得到3分與3.5分，在風味描述中發現添加3-甲基丁酸甲酯可增加咖啡的水果韻與乾淨度，頗討好杯測師。

有關甲基酯化物的研究可得到以下結論：

甲基酯化物是提高咖啡品質的關鍵成分之一，不只提升水果韻也提高乾淨度。芳香酯的嗅覺閾值很低，容易感知其迷人香。
生豆不含甲基酯化物，需靠烘焙的酯化反應來淬鍊。
令人訝異的是，甲醇在烘焙中，透過醣類的熱解而發展出來，是甲基酯化物的關鍵前體。這和乙醇在烘焙中衰減恰好相反。
發酵前選對酵母菌種，即可透過發酵增加生豆的甲醇含量進而提升熟豆的甲基酯化物。
烘焙過程產生許多揮發物，濃度雖然很低不致影響健康，但習慣每爐抽出豆杓聞味數次，日積月累的風險值得留意。

吃一頓台菜，探得日曬豆摩卡韻的機制之密

2017 年CQI 的 Dr. Mario 在屏東咖啡後製課程提到日曬豆拜酯化反應之賜，比水洗豆多一股摩卡韻，也就是草莓、藍莓與酒韻。聽到這句話，我熱血沸騰。因為多年來我一直懷疑咖啡的水果韻可能來自酯化反應的芳香酯，但一直查不到相關資料，於是舉手發問請 Dr. Mario 詳述相關機制，但老師為了趕課，只說可參考他的博士論文《後製加工對阿拉比卡日曬風味的影響》（E_ect Of Processing On _e Flavors Character Of Arabica Natural Co_ee），不過全文可能要再等幾年校方才會出版。

上完一周的實作課程返回台北，在課程主辦方台灣咖啡研究室人員陪同下，我請 Dr. Mario 吃一頓台菜，酒酣耳熱之際，我逮住機會向他請益酯化反應如何塑造摩卡風味，老師一時興起果然全盤托出，還拿幾張衛生紙，在上面寫滿相關的化學反應，讓我們先睹為快。有趣的是此一酯化反應在發酵與乾燥階段已開始進行，但在烘焙烈火催化下會產生更多的芳香酯。

Dr. Mario 在衛生紙上寫了有許多化學名詞，我看了頭皮發麻，怕有誤解於是又請教邵長平博士，終於解開日曬豆摩卡韻的機制：

「日曬豆摩卡韻是由纈胺酸（Valine）、白胺酸（Leucine）、異白胺酸（Isoleucine）三種胺基酸分解代謝產生的2 -甲基丁酸（2-methyl butanoic acid）、3 -甲基丁酸（3-methyl butanoic acid）為前驅物。另外，果膠發酵產生的乙醇，再與上述兩種有機酸發生酯化反應，而產生2 -甲基丁酸乙酯（Ethyl 2-methylbutanoate）以及3 -甲基丁酸乙酯（Ethyl 3 – methylbutanoate），從而造出迷人的摩卡日曬味譜。但並非所有的日曬豆都能產生上述的芳香酯，必須在適切的全果發酵與乾燥條件下，才可促使關鍵性的三款胺基酸降解為必要的有機酸，從而與乙醇發生酯化反應。」

摩卡韻的芳香物和前段所述2018年國際咖啡科學會議揭櫫水洗豆的尤物3-甲基丁酸甲酯、己酸甲酯同為甲基酯化物，但不同的是日曬豆摩卡韻的成分是2-甲基丁酸乙酯、3-甲基丁酸乙酯，關鍵前驅物為胺基酸分解的2-甲基丁酸、3-甲基丁酸，再與乙醇發生酯化反應。水洗和日曬的關鍵芳香物甲基酯化物也常見於草莓、鳳梨、蘋果、藍莓等水果，以及葡萄酒中。

咖啡的草莓酮來自梅納反應

草莓除了甲基酯化物、乙基酯化物，還有一個非酯類的草莓酮（furanone又稱furaneol）也是製造咖啡水果炸彈的尤物。早在1960年代學界已發現樹莓、草莓、鳳梨、番茄富含的草莓酮，亦可透過烘焙的梅納反應即胺基酸與糖類反應來產生，濃度高時會有焦糖香氣，濃度低會有水果韻，人類對草莓酮的嗅覺閾值極低，只需10ppb 就可感知其香味。

總括而言，檸檬烯來自咖啡豆新陳代謝與發酵時的微生物活動、甲基酯化物來自烘焙的酯化反應、草莓酮來自烘焙的梅納反應，而這些尤物的前驅物──有機酸、醇類、胺基酸、醣類，均與後製發酵與種子代謝有關係，超級精品豆的性感尤物將在第四波咖啡浪潮追根究底的探索下，陸續解密現出原形！