世界コーヒーデー、今日は朝食を食べましたか？

制作：中国科学普及協会

著者: 張涛 (中国科学院昆明植物研究所)

プロデューサー: 中国科学博覧会

今日は中秋節であるだけでなく、世界コーヒーの日でもあります。一杯のコーヒーでお祝いしますか？

歴史的に、ヨーロッパのチコリの根を使ってコーヒーを作る人もいれば、今でも大豆を使ってコーヒーを作る人もいますが、この 2 種類の「コーヒー」の味は表現が難しく、まったく同じ味ではありません。では、コーヒーが多くの植物から際立ち、さまざまな国や時代のコーヒー愛好家を魅了する魔法の物質とは何でしょうか?

コーヒーは美味しい：小さな豆の中にある化学の宝箱

この疑問は昔から人々を悩ませてきましたが、現代の科学的手法によってコーヒー豆の謎はずっと前に解明されました。

コーヒー豆自体は、しっかりと構造化された箱のようなものです。開けてみると、まず驚くのは、こんなに小さなスペースにたくさんのものが詰まっているということです。現代の技術分析によると、焙煎されていないコーヒー豆には約 200 種類の化合物が含まれており、焙煎後はその化合物の数は1,000 種類以上に増加します。

コーヒー豆の化学組成（画像提供：バリスタ）

したがって、コーヒー豆は「自然の化学物質の倉庫」という称号にふさわしいと言えます。

コーヒーの素晴らしい風味は、もちろんこれらの化合物の複合効果の結果です。しかし、いくつかの重要な化合物と化学プロセスは別々にリストする価値があり、それはコーヒーの風味を理解したり、コーヒーがどんな植物であるかをより明確に理解するのに大いに役立ちます。

カフェイン：味はないが、やる気が出る

多くの人がコーヒーを好む主な理由は、コーヒーを飲むとリフレッシュできるからであり、この機能はカフェインによってもたらされます。

カフェインは人間にとってどれくらい重要ですか?人類の飲み物の追求の歴史は、カフェインの発見と利用の歴史とほとんど同じであると言われています。

中国茶にはカフェインが含まれており、コーラにもカフェインが含まれている。そして、メッシ選手の好物である南米の国民的飲み物であるマテ茶にも、やはりカフェインが含まれている。カフェインが何であるか誰も知らなかった時代に、世界中の人々はカフェイン入りの飲み物を選んでいたようです。

カフェイン分子の化学構造（画像提供：Veer Library）

植物の視点から見ると、人間のこの「奇妙な」行動を理解するのは難しいかもしれません。植物がエネルギーを使って生産する物質には必ず機能があります。実際の用途では、カフェインはほぼ「殺虫剤」です。非常に幼い昆虫は、カフェインを含む葉や果実を食べると、内分泌障害や神経麻痺を起こします。これは植物が自分自身を危害から守る方法の一つでもあります。

カフェインは昆虫には有毒ですが、人間には適度な量です。私たちが疲労感や倦怠感を感じるのは、脳から分泌されたアデノシンが対応するアデノシン受容体に結合するためです。電気を消して暗い環境に入るのと同じように、私たちは寝る時間だと感じます。しかし、カフェインはアデノシンが受容体に結合するのを阻害するため、消灯しているはずの照明が点灯したままになり、眠気を感じません。

コーヒーを飲むと眠気が覚める理由がわかったところで、コーヒーの風味に具体的に何が影響するのでしょうか?

コーヒーの最もユニークな美的特徴である苦味

現代のコーヒーの品質管理では、コーヒーカッピングシステムが使用されています。システムには 10 個の項目があります。カップテスターは各アイテムに点数を付け、最終的にその点数に基づいて品質を判断します。

コーヒーのフレーバーホイール（画像提供：Veer Library）

驚いたことに、苦味は10項目の中に含まれていませんでした。

コーヒーは本来苦いものですが、むしろ、コーヒーは苦さを味わえる貴重な機会を与えてくれます。したがって、このシステムに苦味の評価が含まれていないことを知ると、少し驚きます。苦味は焙煎によるものだというのが、ほぼ妥当な説明です。焼いた肉と同じように、焦げた部分には苦味がありますが、肉自体には苦味はありません。

実際、焙煎中に生成される茶色の色素がコーヒーの苦味の主な原因です。したがって、コーヒーは焙煎が深ければ深いほど、色が濃くなり、苦味も強くなります。

左：深煎りのコーヒー豆。右：ミディアムローストのコーヒー豆

（写真提供：Veer Gallery）

もう一つの重要な物質はトリゴネリンです。

コーヒーを焙煎すると、トリゴネリンがナイアシンとピリジンに分解され、苦味が生じます。しかし、トリゴネリンの主な機能は苦味を生み出すことではありません。焼きが深くなるにつれて、より複雑な味覚が生まれ、ついでに苦味も生まれます。

実際、苦味はコーヒーの味をより豊かにする理由の一つです。

甘いけど、その甘さがどこから来るのか分からない

コーヒーの甘さを味わえない人もいるかもしれませんが、これは味覚に何か問題があるということではありません。

角砂糖とコーヒー（写真提供：Veer Gallery）

コーヒーの実は糖分がたっぷりです。コーヒーの生産地に行くと、新鮮な赤い実を味わうことができます。確かに甘いですね。この甘さの指標はコーヒーの収穫にとっても非常に重要です。

では、最も甘いコーヒーチェリーを収穫すれば、必ずコーヒーも甘くなるのでしょうか?

不確か。コーヒーの焙煎の過程で、コーヒー豆自体に含まれる多量のショ糖が分解され、芳香物質や酸性物質を形成する原料に変わります。

香り豊かなコーヒー豆（写真提供：Veer Gallery）

グリーンコーヒー豆の糖分含有量の要件は、実際には、より多くの糖分が含まれることで焙煎プロセスでより豊かな香りが生まれ、味がより豊かになることを保証するためです。

コーヒーを飲むと甘さを感じますが、実は砂糖は消えてしまっています。チキンスープや野菜スープが甘く感じますが、砂糖は入っていません。

つまり、コーヒーの甘さは砂糖の甘さそのものではなく、一種の甘い香りなのです。この甘さがどのように生成され、どのような物質から構成されているかについては、それを証明する説得力のある研究はないようです。

酸味が現れる：新時代のコーヒーの新しい体験

ベートーベンの時代には、コーヒーの酸味について言及されることはほとんどなかったでしょう。コーヒーの酸味は、コーヒーの美的感覚が絶えず変化した結果であるからです。

現在、コーヒーは主に浅煎りで提供されています。上質な酸味が多くの人に好まれ、酸味を生み出す物質も特に評価されています。

コーヒー焙煎（画像提供：Veer Gallery）

コーヒーカッピングコースの勉強と試験の中に、有機酸同定プロジェクトがあります。生徒はクエン酸、リンゴ酸、酢酸、リン酸を含む溶液を識別し、その濃度を判断する必要がありますが、これは非常に困難です。

コーヒー豆は焙煎後に茶色に見えますが、実際には植物の果実であることを忘れないでください。実際、新鮮なコーヒーの実はチェリーによく似ているので、酸味が強いのは普通のことです。

新鮮なコーヒーチェリー（写真提供：Veer Photo Gallery）

これら 4 つの酸は、コーヒーの酸味の一般的な原因です。ただし、特定の酸の含有量が多いか少ないかは、さまざまな植栽環境の特殊性によって異なります。標高の高い栽培環境では、コーヒー豆はより多くのクエン酸を生成する可能性が高く、標高の低い環境ではコーヒー豆はより多くのリンゴ酸特性を示しますが、もちろんこれは絶対的なものではありません。ケニアのコーヒーは独特の酸味があります。科学的分析により、その地域の土壌にはリンが含まれていることがわかり、コーヒーに含まれるリン酸の割合が非常に高くなります。

同時に、酸性度はクロロゲン酸という別の非常に重要な化合物からも生じます。

コーヒーを焙煎する過程で、クエン酸やリンゴ酸は徐々に分解され、深煎りの段階に達するとほとんど残りません。しかし、クロロゲン酸はキナ酸に分解され、中深煎りのコーヒーの重要な酸味の源となります。

クロロゲン酸の分子構造（画像出典：PubChem公式サイト）

興味深いことに、コーヒーは比較的厳しい環境で育つとクロロゲン酸の含有量が多くなるため、植物も自身の免疫力を高めるためにクロロゲン酸を生成する必要があります。

800種類の香り：飲むことも嗅ぐことも欠かせない

香りはおそらく最も複雑な現象です。最先端の科学機器をもってしても、牛肉をローストしたときに生じる香りや変化を正確に再現することはおそらく不可能でしょう。

焙煎したコーヒーには約 800種類の芳香化合物が含まれており、そのほとんどは分子量が小さく、非常にエーテル的で揮発性が高いです。

焼き上がった瞬間に消えるものもあれば、お湯に触れて初めて溶け出すもの、時間が経つにつれて風味が変わるものなど様々です。

深煎りコーヒー豆の香り（画像提供：Veer Gallery）

焙煎の過程で生成される芳香物質自体も一定ではありません。温度や焙煎時間によってコーヒーの香りは変わります。すべてを説明するのは単純に不可能です。しかし、コーヒーの香りを生み出す重要なプロセスが 2 つあり、それらについては理解する価値があります。

メイラード反応はほぼすべての調理過程で起こり、加熱すると炭水化物とアミノ酸が褐色化する現象です。コーヒー焙煎のほぼ全工程はメイラード反応の戦場です。ミクロの世界で何が起こったのかを完全に理解することは難しいですが、味覚の変化の大きさから判断すると、それは非常に劇的なものだったに違いありません。

カラメル化反応は主にコーヒー焙煎後期に起こり、主に単糖類の脱水と分解が起こります。私たちがコーヒーで感じるさまざまなナッツやチョコレートの香りは、この直接的な結果です。

結論

小さな豆は、世界中の無数の人々を酔わせ、夢中にさせます。コーヒーには、苦味、酸味、甘味、香りなど、さまざまな風味の化学の世界が隠されています。ほんの一口飲むだけで、この小さな茶色の豆があなたの感覚すべてを刺激します。

コーヒーを味わうプロセスは、味覚を味わいの旅に連れ出すプロセスであるだけでなく、コーヒーの背後にある風味科学を深く理解する絶好の機会でもあります。

参考文献:

1. ウィリアム・ハリソン『コーヒーのすべて』、1922年。

2. アントニー・ワイルド『コーヒー：暗い歴史』、2005年。

3. Shi Xie Zhiguang、コーヒーを理解できない、2014 年。

4. スコット・ラオ、『The Coffee Roaster's Companion』、2014 年。