当咖啡爱好者争论最佳冲泡方法时，争论往往集中在烘焙策略和咖啡因含量之间的关系上。但在最近一系列实验室测试之后，研究人员认为他们已经确定了构成完美一杯咖啡的因素组合，在风味和提神效果之间取得了平衡——深度烘焙的忠实爱好者们可能想在得知结果之前先喝一口。
“20多年前，我听说一位咖啡师声称深度烘焙的咖啡因含量更高，但十年后，我接触到一种相反的观点，认为浅度烘焙是咖啡因的王者。然而，我找不到任何令人信服的数据，”佐治亚州贝瑞学院物理学助理教授扎卡里·林赛（Zachary Lindsey）在一份声明中说。
林赛的团队最近通过各种烘焙和冲泡场景，分析了咖啡豆的化学和物理属性之间的关系。虽然他们的试验仅关注天然和水洗处理的埃塞俄比亚咖啡豆，但研究人员在冲泡一分钟、两分钟和十分钟的时间里，使用水与咖啡比例为15:1的咖啡机，研究了五种烘焙方式。
林赛说：“在选择冲泡方法时，主要目标是实施一种程序，通过仅改变冲泡时间，就能在广泛的萃取率范围内持续生产咖啡。”
发表在《Scientific Reports》杂志上的结果，详细介绍了30种独特的咖啡组合在微观和化学层面上的表现。林赛及其同事使用高效液相色谱法（HPLC）来评估咖啡因和绿原酸等可溶性化合物的分子构成。在这个过程中，咖啡的化合物根据它们与标准材料的相互作用进行分离，以测量浓度。扫描电子显微镜（SEM）对整颗和研磨后的咖啡豆进行成像，让观察者能够近距离观察孔隙度和颗粒大小，从而更好地说明烘焙如何从物理上影响咖啡。
作为第三个也是最后一个工具，该团队转向折射法——测量光线的弯曲度——以了解冲泡的萃取率。根据这项研究，咖啡因含量等属性是咖啡烘焙方式以及其有机化合物在水中溶解程度之间复杂关系的产物。
林赛解释说：“在烘焙过程中，随着烘焙的进行，咖啡豆的体积和孔隙度会增加，这使得化合物更容易进出系统。”
例如，孔隙度，即咖啡粉颗粒的空隙度测量值，会随着研磨时间的延长而增加。这意味着每颗咖啡粉颗粒的内部表面积有更大一部分暴露在水中。但是，就咖啡因而言，在整个烘焙光谱样本中，浅度和中度烘焙的咖啡因含量平均高于深度烘焙的变体。林赛的团队解释说，这是由于在烘焙过程中损失的咖啡因量。然而，当所有品种的孔隙度和萃取率都均匀时，深度烘焙的咖啡因含量高于浅度烘焙。
“尽管烘焙程度与咖啡因含量之间的相互作用在文献中已被提及20多次，但普遍的理论是咖啡因在烘焙过程中保持稳定，”林赛认为。“然而，我们确立了烘焙程度、咖啡因含量和萃取率之间的明确关系。”
与大多数偏好一样，您理想的咖啡冲泡最终取决于个人口味（或是否能获得超声波频率）。但是，如果您一天中的主要目标是获得急需的能量提升，林赛建议选择中度烘焙的咖啡，以获得每杯咖啡因含量最高。
