CHAPTER 1 - 烘豆，千種物質的神奇拆解
在烘焙的諸多效果中，這會導致豆子以下情況——
- 顏色由綠色轉換爲黃色、棕黃色、褐色至黑色。
- 尺寸增加近乎兩倍。
- 密度近乎減半。
- 甜味先增後減。
- 酸度（acidic）逐漸增加。
- 能發展出高達八百種芳香化合物。
- 釋放壓力與水蒸發時會發出響亮的爆聲。
烘豆的目的在於優化咖啡裡可溶性化合物（soluble chemistry）的風味（flavors）。溶解性固體（dissolved solids）組成了口中嘗到的咖啡沖煮味道（taste），而揮發性芳香化合物（volatile aromatic compounds）和油質的溶解，則釋放出鼻中嗅到的香氣（aroma）。溶解的固體、油質、懸浮顆粒及咖啡豆主要的纖維（cellulose）碎片，則構成了咖啡的醇度（body）。
CHAPTER 2 - 生豆的結構與成分
生豆的密度高，其中約有一半是各種形式的醣類，另一半則是由水、蛋白質、酯類、酸和生物鹼（alkaloids）組成的混合物。
結構
生豆的結構是個立體的纖維素，也就是多醣（polysaccharide），其基質是包含了幾近百萬個的細胞。包裹了部分纖維素的基質擁有了百種化學成分，而烘焙的過程會使這些成分轉換爲油脂與可溶性物質，並決定了沖煮出的咖啡風味。
醣類
主要爲蔗糖，約占生豆乾重 6 - 9%，也就是一杯咖啡甜味的來源。蔗糖同時也影響了酸度的發展，因爲烘豆過程中，蔗糖的焦糖化（caramelization）產生了醋酸。
脂質
主要爲三酸甘油酯，約占生豆乾重 16%。儘管脂質並非水溶性，依舊會殘留在沖煮出來的咖啡中。一杯咖啡中的油脂留住了香味，也帶來了咖啡的口感（mouthfeel）。另外脂質極易在熟豆儲存階段氧化或腐敗。
蛋白質
蛋白質與氨基酸約占生豆乾重 10 - 13%。咖啡豆的氨基酸和還原糖（reducing sugars）會在烘焙過程中，相互產生非酵素褐變（nonenzymatic browning），也就是梅納反應（Maillard reactions）。這些反應會製造出糖苷胺（glycosylamine）與梅納汀（melanoidin），爲咖啡帶來苦中帶甜的風味與褐色外表，以及炭燒香、肉香與烤麵包香。
咖啡因與葫蘆巴鹼
咖啡因（caffeine）與葫蘆巴鹼（trigonelline）爲兩種生物鹼，兩者各占生豆乾重 1℀，爲咖啡提供了苦味（bitterness）及興奮劑的特性。在一杯咖啡中，咖啡因提供了約 10% 苦味，以及大部分興奮效果。咖啡樹製造出咖啡因，是爲了防禦昆蟲的啃咬。種植於較高海拔的咖啡樹，由於昆蟲的侵略機會減低，可能產出咖啡因含量較低的咖啡豆。
葫蘆巴鹼則應該是咖啡苦味的最大貢獻者，也能製造出許多芳香化合物，同時在烘焙過程中減低了吡啶（pyridines）和菸鹼酸（nicotinicacid）。菸鹼酸也稱爲維生素 B3，擁有抗蛀牙效果的功臣。在一杯將近 200 克的咖啡中，根據烘焙程度的高低，大約含有 20 - 80 毫升不等的菸鹼酸。
含水量
理想情況中，水分應該占生豆重量的 10.5 - 11.5%。當含水量過低時，咖啡豆的顏色通常會較淡，而品飲時會出現乾草與麥稈風味。面對含水量低的豆子，必須謹慎地加熱，因爲豆子有可能烘焙過快。另一方面，如果含水量遠高於 12%，生豆則極有可能發霉，品飲時也可能出現青草味。水分會延緩豆內熱能傳道速度，必須增加額外的熱能讓水分蒸發，通常會籍由增加烘焙時間與增強火力的搭配來完成。
有機酸
有機酸（organic acids）主要指的是綠原酸（Chlorogenic acids, CGAs），約占生豆乾重 7 - 10%。綠原酸提供了咖啡的酸度、醋酸味、澀味（astringency）與苦味。羅布斯塔（Robusta）擁有較高的綠原酸，很可能因此帶有明顯較高的苦味。另一方面，綠原酸也同時提供咖啡豆與咖啡飲者抗氧化的益處。咖啡含有的其他有機酸，則包括檸檬酸（citric）、奎寧酸（quinic），咖啡酸（caffeic），蘋果酸（malic）、醋酸（acetic）與甲酸（formic）。
氣體與香氣
揮發性芳香化合物則提供了咖啡的芬芳香氣。生豆中包含約兩百多種的揮發性物質，但香氣微弱。而烘焙過程，創造了大量的咖啡芳香化合物。咖啡熟豆中辨識出超過八百種揮發性物質。
CHAPTER 3 - 烘豆師如何選擇與保存生豆？
CHAPTER 4 - 六大烘焙手法的香氣與口感
顏色變化
烘豆的第一階段通常統稱爲「脫水期」（drying phase）— 雖然整個烘豆的過程中，咖啡豆的水分減少速率都差不多。在烘豆剛開始的幾分鐘，咖啡生豆會因爲葉綠素的流失，從綠色改變成黃色。而隨着烘豆的進行，豆子的黃色會接着轉至棕黃色與淡褐色，這主要是因爲「梅納反應」。最後，當豆子即將到達一爆（first crack）時，咖啡豆會因爲焦糖化而轉爲更深的褐色。另外，深烘的烘豆過程中，咖啡豆有可能因爲碳化（carbonization）而轉黑。
典型咖啡烘焙程度的定義
相對於深烘（dark roasts），淺烘咖啡較能呈現酸味、花果香，同時還有較細緻的香氣與淡薄的醇度。深烘咖啡則發展出煙燻、辛香（pungent）、苦味與焦炭風味。另外，若是將焙度拉到極致，咖啡的醇度會降低，並被焦味主導。
肉桂烘焙
肉桂烘焙（cinnamon roasts）通常會在一爆的相當初期，便由烘豆師起鍋（droped）。一杯肉桂烘焙咖啡，酸度十足，常帶有「青綠」或「花生」調性風味，同時伴隨青草與花香香氣，醇度則十分清淡。
城市烘焙
城市烘焙（city roasts）通常在一爆最後階段或剛結束時起鍋。此類的烘焙會產生醇度較淡且酸度較高的咖啡。一杯城市烘焙的咖啡，擁有酸味、酒香、甜味（特別是烘焙發展得宜的豆子）與多汁口感，並伴隨著花香與果香香氣，又帶點焦糖的韻味，醇度則偏淡薄。若發展不恰當時，則會產生青草、檸檬及強烈酸味。
深城市烘焙
在即將二爆（second crack）前，且豆子表面已出現油澤時，此時起鍋就出稱爲深城市烘焙（full city roasts）。其擁有核協議人的適度酸度、圓潤的焦糖香與醇厚度中等的口感，伴隨著成熟果香。
咖啡豆體結構變化
未烘焙的生豆，其微結構較有組織性且密度高，油脂包覆著纖維素基質。烘焙生豆的過程中，隨著水蒸氣與二氧化碳（CO2）狀態的轉化，豆內壓力會逐漸增加，導致結構被強迫膨漲，毛細孔也進一步撐開。在一爆開始的前幾分鐘，仍然留在中央裂縫皺褶裡的銀皮（sliver skin / chaff），將因爲豆子的膨漲程度開始脫離。當纖維素已經無法再延展，豆內與豆表會開始形成裂痕，猛烈地排出水氣和氣體，並發出「啪」的聲響，這就是「一爆」。
想要烘出淺至中等烘焙程度的精品咖啡烘豆師，通常會在一爆末與二爆初期之間起鍋。一爆結束後，氣體持續產生，再度於咖啡細胞中累積壓力。於此同時，咖啡豆的結構會變得易碎，醞釀著進入二爆的狀態。一爆的主要因素爲水蒸氣壓力的累積，而二爆的主要原因則是二氧化碳的累加。在二爆前後，油脂會逐漸滲出豆子表面，幾乎所有烘豆師都會將此現象視爲深烘的指標。
豆心發展
烘焙過程中，豆心的發展會比豆表發展緩慢。烘豆師必須有技巧地控管此過程，以確保當豆表達到應有的色澤時，豆心也同時獲得足夠的烘焙。理想中，淺焙最後階段時，咖啡豆內外的「色差」（spread），應要極度細微而不易察覺。越是深度烘焙，就越能容忍較高的色差，讓豆心達到某個最低限度的焙度發展。
生豆大小、密度與失重
根據生豆原有的含水量、烘焙程度及此過程中的豆心發展，咖啡豆會失去 12 - 24% 不等的重量。多數美味的淺焙咖啡豆是在一爆後期起鍋，此時豆子的重量通常會減少——或說縮水率（shrinkage）——約 11 - 13%。一爆結束後的 30 秒左右，縮水率落在 14 - 16% 之間；到了二爆開始時，則是落在 17 - 18%。豆色深且泛油光的烘焙度，也許至少有 22% 或更高縮水率。普遍來說，目前在精品咖啡業界很受歡迎的淺焙，平均會減少自身 14 - 16% 的原始重量。
在淺焙時，光是水分就占了損失重量的 90%。其餘則是一些有機物質，主要是二氧化碳、少許的銀皮、一氧化碳、氮、揮發性芳香化合物及揮發酸（碳酸）。有機物的減損會隨著較深烘度明顯成長：中等烘度的有機物質損失爲 5 - 8%，而深焙則會高達 12%。當豆子因爲烘焙過程而減少重量，體積卻會膨漲到原本的 1.5 - 1.9 倍。重量的減少和體積的增加同時發生，相當於損失近乎一半的密度。
CHAPTER 5 - 雙重反應，焙出多元風味
烘焙中發生的無數化學反應，包括梅納反應和焦糖化反應，使得豆子轉爲褐色，並創造數百種新的味道和芳香化合物。此過程順帶使豆子變得易碎、易於研磨，並且有足夠的空隙能讓水分輕易通過，萃取出可溶於水的風味。
化學成分的改變
依據重量，烘焙完成的咖啡豆約有三分之一可溶於水。適當的沖煮手法，能夠萃取出咖啡質量的 19 ~ 22%，或其可溶性物質的 55 ~ 60%，再加上少許脂質和部分纖維素碎塊（亦稱爲細粉 fines）。
烘焙的酸性發展
綠原酸（chlorogenic acid, CGA）是目前生豆中最常見的酸類，約占生豆乾重的 6 ~ 8%，而咖啡也是綠原酸含量最高的植物。烘焙過程會逐步破壞綠原酸，淺焙會使其剩下 50%，而深焙後則剩約 20%。綠原酸結構後形成奎尼酸與咖啡酸，這兩種澀味酚類化合物影響了咖啡的口感質地。少量的奎尼酸與咖啡酸，會爲飲品帶來正面的明亮感與酸度；但酸類含量過多時，則會生成不討喜的酸澀口感。
……
CHAPTER 8 - 管控 S 曲線，降低失敗風險
一鍋咖啡豆的烘焙，烘豆師通常會主要關注於最初與最後的烘焙階段，分別稱爲「脫水期」（drying phase）與「發展期」（development time）。
圖解 S 曲線
烘焙曲線通常會呈「S」型曲線，即咖啡豆的溫度會經過 70 ~ 90 秒的驟降，觸底之後，再迅速地增溫。實際上，咖啡豆的溫度並沒有驟降，咖啡豆會在室溫時入豆，然後很快地開始變熱。
初期溫度之所以會看起來像是下降，是因爲鍋爐中的空氣影響了溫度探針，以及溫度探針的測溫延遲（thermometric lag），所造成的假象。在絕大多數的烘豆機中，溫度探針大約會在第 3 分鐘開始變得有實用性。
以下所述極爲重要：溫度探針的讀書僅僅代表咖啡豆堆表面溫度，此讀數無法完美呈現真正的咖啡豆表溫度。這並不表示溫度探針並不準確，它只是忠實呈現探入介質的溫度。在咖啡烘焙過程中，此介質就是咖啡豆與熱氣的結合。
常被忽律的中繼期
烘焙過程的前幾分鐘，也就是咖啡豆開始染上一抹褐色或淺棕色時，就進入了爲人所忽視且少了名稱的「中繼期」。在此階段，醣類會分解形成酸類物質，咖啡豆也會開始釋放蒸氣且膨漲，並散發怡人的麵包香氣。咖啡豆顏色與香氣的轉變，主要源於「梅納反應」，此反應也會讓咖啡豆的溫度加速提升至大約攝氏 121 ~ 149 度。
豆溫大樂大約攝氏 171 度時，焦糖化反應出現，糖分開始裂解，而少了糖分的梅納反應會開始變慢。焦糖化反應使得咖啡豆的顏色轉深，並創造出水果、焦糖與堅果等香氣。梅納反應與焦糖化反應都會降低咖啡豆的甜度，同時增加苦味。
在這個沒有名稱的烘焙階段，咖啡豆的膨漲會使銀皮開始脫落。同一時間，煙霧也開始產生，因此，烘豆師必須確保此時的氣流夠強，讓銀皮與煙霧產生時能順利排出。若此階段未進行恰當地排氣，可能會烘出帶有煙燻味的豆子；或者，如果銀皮在鍋爐某區域過渡堆積，也可能造成火災。
一爆階段
咖啡豆堆會開始發出一連串的聲響，剛開始聲音不大，漸漸加速，然後增強，最後逐趨變弱。咖啡豆自行膨漲並剝除銀皮，然後煙霧猛烈地增加。一爆是一種豆內水蒸氣與二氧化碳氣壓終於得到釋放的聲音。
豆表溫度會在此階段經歷短暫的下降（也許只有幾秒鐘，溫度探針很有可能無法偵測到此變化），此現象稱爲「瞬間吸熱」（endothermic flash）。這是因爲大量水蒸氣從咖啡豆脫離時，蒸發作用會促使豆表瞬間降溫。
在一爆出現的不久前，咖啡豆堆的溫度上升率（rate of rise, ROR）大致趨向平穩。大約在瞬間吸熱發生時，上升率會急遽下降，然後常常會在瞬間吸熱現象過後，迅速地增加，這種上升率的轉變是我們不樂見的。