焙煎 ／ Roasting Chemistry
焙煎の化学Maillard, Strecker & Caramelization
生のコーヒー豆を噛んでも、コーヒーの味はしない。全日本コーヒー協会は生豆を「無味無臭」とまで書いている。私たちが「コーヒーの味」と呼んでいるものは、焙煎という加熱のあいだに、化学反応によってゼロから作られる。主役はメイラード反応、その中で起きるストレッカー分解、そして糖だけが起こすカラメル化——この3つである。できあがるのは、褐色の色素と、1000種類ちかい香りの分子である。
- 商業焙煎の温度帯
- 195〜245℃
- 反応の主役
- 糖＋アミノ酸
- 生まれる揮発性成分
- 1000種以上（香りに効くのは約5％）
- 香りを再現するのに必要な数
- 約30種
01
生豆には、コーヒーの味も香りもない
SOURCE: AJCA ／ SCA Coffee Decodedまず出発点を確認しておきたい。焙煎は「もともとある味を引き出す」作業なのか、それとも「無いものを作る」作業なのか——この問いへの答えが、以降のすべての前提になる。
Primary source quote
無味無臭の生豆は焙煎することで、豆が内部に隠し持っている酸味、苦味、甘味、香りなどが引き出されます。
⭐ 正確には「材料はあるが、製品はない」。 生豆に入っているのは糖類・アミノ酸・タンパク質・クロロゲン酸・脂質・トリゴネリン・カフェインといった原料となる分子である。コーヒーらしい香りの分子は、この段階ではほとんど存在しない。 AJCAが「隠し持っている」と書いているのは、反応すればそうなる材料が入っているという意味に読むのが正しい。加熱がなければ、その材料は一生コーヒーの香りにならない。この整理は当サイトによるものである。
Primary source quote
The most important step in the creation of coffee odor is roasting.（コーヒーの匂いが生まれるうえで、もっとも重要な工程は焙煎である）
02
3つの反応が同時に走っている
SOURCE: Wu et al. 2022（Food Sci Nutr）ほか焙煎中の豆の中では、いくつもの反応が同時並行で進む。査読済みの総説がまとめている主役は、次の3つ（＋高温での熱分解）である。
メイラード反応
MAILLARD REACTION
還元糖 ＋ アミノ酸
→ 褐色色素 ＋ 香り成分
→ 褐色色素 ＋ 香り成分
糖とアミノ酸が結びつく反応。パンの耳、焼いた肉、味噌、醤油の色と香りも同じ反応による。褐色の色素（メラノイジン）と、大量の香り分子が同時にできる。コーヒーの香りの大部分はここから生まれる。→メラノイジンのページ
ストレッカー分解
STRECKER DEGRADATION
アミノ酸 ＋ ジカルボニル
→ アルデヒド ＋ アミノケトン
→ アルデヒド ＋ アミノケトン
メイラード反応の中で起きる枝分かれの反応。アミノ酸が分解されてアルデヒドになる。ここでできたアルデヒドとアミノケトンが環状化して、ピラジン・ピロール・ピリジンといった香り分子になる（Caporaso ほか 2018／Hertz-Schünemann ほか 2013）。→香りの成分のページ
カラメル化
CARAMELIZATION
糖 ＋ 熱
→ 褐色化 ＋ 甘い香り
→ 褐色化 ＋ 甘い香り
アミノ酸を必要とせず、糖だけが高温で起こす褐色化。メイラード反応と混同されやすいが別の反応である。焙煎ではこちらも同時に進んでいる。「カラメル」という言葉が焙煎の話に出てきたら、糖だけの反応を指している。
⭐ 「メイラード反応＝焦げ目がつくこと」ではない。 メイラード反応は糖とアミノ酸のあいだの反応という定義であって、色がつくのはその結果の一部にすぎない。色がつく前の段階でも反応は進んでいるし、色がついた後も続く。この点は04でもう一度触れる。
高温では熱分解（パイロリシス）も加わる。 総説は、焙煎中に起きるものとしてメイラード反応、非酵素的褐変、ストレッカー分解に加えて熱分解を挙げている。深煎りになるほど、単純な熱分解の寄与が大きくなる。→焙煎度合いのページ
同時に、材料は減っていく。 Wu ほか（2022）は焙煎中の変化として、多糖類・オリゴ糖・クロロゲン酸・トリゴネリンの減少と、クロロゲン酸ラクトンの生成を挙げている（Baggenstoss ほか 2008）。何かができるということは、何かが消えるということでもある。→クロロゲン酸のページ
03
温度は195〜245℃
SOURCE: Wu et al. 2022 ／ SCA Coffee Decoded反応の速さは温度で決まる。焙煎の温度帯について、査読済みの資料が挙げている数字は次のとおりである。
| 資料 | 温度 | 文脈 |
|---|---|---|
| Wu ほか（2022） Somporn ほか（2011）を引用 | 195〜245℃ | 商業的な焙煎で浅煎り・中煎り・深煎りの3段階に必要とされる温度として示されている |
| SCA「Coffee Decoded」 | 最高 250℃ | 焙煎中に豆がさらされる温度として。この温度でメイラード反応が起きると説明している |
| Schenker ほか（2002） Wu ほか（2022）が引用 | 250℃ | ピラジン（香り成分）の量がピークになる温度。これを超えるとピラジンがメラノイジンに取り込まれて減るとされる |
⚠️ この温度は「焙煎機の設定温度」とは限らない。 焙煎機で表示される温度は、測っている場所（豆の山の中、排気、ドラム壁）によって意味が違う。上の数字がどこの温度を指しているかまでは、今回参照した資料に明示がない。手持ちの焙煎機の表示とそのまま比べられる数字ではないことに注意したい（→09）。
⭐ 温度が高ければよいわけではない。 Wu ほか（2022）は、温度が低いとメイラード反応は遅く、生まれる香り成分も少ない一方で、250℃を超えるとピラジンはかえって減るという研究（Schenker ほか 2002）を紹介している。反応には「多すぎる」があるということである。SCAがベイクドという焙煎の失敗を扱っているのも、時間と温度の組み合わせの問題である。
04
焙煎は4つの段階に分けて語られる
SOURCE: Anokye-Bempah et al. 2024（Sci Rep）カリフォルニア大学デイビス校の研究チームが、5kgの業務用ドラム焙煎機を使った実験の論文の中で、焙煎の進行を4つの段階に区切って定義している。焙煎に立ち会ったことがない人にも、何が起きているのかが分かる区切り方なので、そのまま紹介する。
① 色が変わるまでPRE-COLOR CHANGE / DRYING
焙煎の開始から、豆の色が緑がかった黄色から黄褐色に、目に見えて変わるまで。乾燥段階（drying phase）と呼ばれ、水分の大部分がこの段階で水蒸気として失われると考えられている。
② 色の変化から1ハゼまでCOLOR CHANGE TO FIRST CRACK
色が変わってから、最初のパチパチという音（1ハゼ）が聞こえるまで。多くの焙煎士が褐色化をメイラード反応と結びつけるため、この段階は「メイラード段階」と呼ばれている。
③ 1ハゼから2ハゼまでFIRST TO SECOND CRACK / DEVELOPMENT
1ハゼから、2度目のパチパチという音（2ハゼ）が聞こえるまで。一般に「発達段階（development phase）」と呼ばれる。
④ 2ハゼのあとPOST SECOND CRACK
2ハゼが終わってから、豆を冷却盤に出すまで。論文は「我々の知るかぎり、この段階に共通の呼び名はない」と書いたうえで、「典型的には豆の炭化と黒色化、そして大量の煙の発生を伴う」と説明している。
⭐ 論文自身が、業界の呼び方に釘を刺している。 ②を「メイラード段階」と紹介したすぐ後に、論文は「ただしメイラード反応は1ハゼの後も続くことが知られている」と付け加えている（Schenker & Rothgeb 2017 を引用）。「メイラード段階」という呼び名は、その段階でだけメイラード反応が起きているという意味ではない。焙煎の現場で広く使われている言葉が、化学的には正確でない例である。
各段階の長さは焙煎プロファイルによって変わる。 論文は「これらの各段階の長さは、焙煎プロファイルによって変化することを強調しておく」と明記している。4段階は順番であって、時間配分ではない。
05
できるのは1000種類、効くのは30種類
SOURCE: Gigl et al. 2026（J Agric Food Chem）ほか焙煎で生まれる香り成分の数について、資料はおおよそ次のように言っている。「たくさんできるが、効いているのはごく一部」という点で一致している。
| 数 | 何の数か | 出典 |
|---|---|---|
| 1000種以上 | 焙煎したコーヒーから同定されている揮発性化合物の数（主にメイラード反応由来） | Oxford系の総説（IJFST 2023） |
| その約5％ | そのうちコーヒーの香りに実際に意味のある役割を果たしているものの割合 | 同上 |
| 約30種 | これだけあれば淹れたてコーヒーの典型的な香りを再現できるとされる匂い物質の数 | Gigl ほか（2026） |
Primary source quote
数百の揮発性化合物のうち、ごく少数だけが淹れたてコーヒーの全体的な風味に寄与していることが、過去30年間の風味研究によって示されてきた。（中略）淹れたてコーヒーの典型的な香りのプロファイルを模倣するのに必要な匂い物質は、30種類を大きく超えることはない。
⭐ 「再構成」と「除外」という確かめ方。 ここで使われている方法は、①候補の分子を実際の濃度どおりに混ぜて、本物と同じ香りになるかを確かめる（再構成）、②その混合物から1つを抜いて、香りが変わるかを確かめる（除外）——というものである。抜いても変わらなければ、その分子は効いていない。ただ検出できることと、香りに効いていることは別だ、という発想である。
SCAも同じ手法を紹介している。 SCA「Coffee Decoded: Flavor Chemistry」（Peter Giuliano）は、ガスクロマトグラフィー・オルファクトメトリー——分析装置から出てくる成分を人が鼻で嗅ぐための出口（オルファクションポート）に通して官能評価する手法——と、官能ガイド分画（sensory guided fractionation）——コーヒーを化学的な画分に分け、味わいながら段階的に絞り込んでいく手法——を紹介している。「化学分析と人間の感覚を組み合わせないと、風味の原因物質は特定できない」というのが共通した考え方である。
06
色が濃くなるのは、色素ができているから
SOURCE: SCA Coffee Decoded ／ Farah & Donangelo 2006焙煎で豆が茶色くなるのは「焦げているから」ではない。メイラード反応が生み出す褐色の高分子＝メラノイジンが増えているからである。
Primary source quote
タンパク質と糖を一緒に加熱すると、(a) 褐色で、(b) 強烈に、美しく芳香をもつ化合物ができる。（中略）より濃い褐色は、メラノイジンの濃度がより高いことを示している。
⭐ だから「焙煎度を色で測る」ことに意味がある。 色は「反応がどこまで進んだか」の目に見える指標である。SCAは「より濃い褐色＝より多くのメラノイジン、そして焙煎に関連する他の多くの化合物」と説明している。色そのものが味なのではなく、色と味が同じ反応の産物である——だから相関する。焙煎度をAgtron値などの色で測る仕組みは焙煎のページ 04で扱っている。
⭐ 色を予測するものとして、色は時間より強い。 SCAが引用する Münchow ほか（2020, Beverages）は、焙煎時間と焙煎色を比べ、風味を予測するうえでは焙煎色のほうが強い予測因子だったと報告している。また Frost, Ristenpart & Guinard（2020, Journal of Food Science）は、測定した6つの変数のうち焙煎度が官能特性にもっとも大きな影響を与えたとしている。
クロロゲン酸もメラノイジンの材料になる。 Farah & Donangelo（2006）は、クロロゲン酸がメラノイジンのような高分子物質の形成にも関与すると述べている（Menezes 1994a／Steinhart & Luger 1997 を引用）。メラノイジンは「糖＋アミノ酸」だけでできているのではない。→メラノイジンのページ
07
浅煎りと深煎りで、何が入れ替わるのか
SOURCE: Wu et al. 2022（Food Sci Nutr）Wu ほか（2022）は、市販の焙煎度3段階（浅煎り・中煎り・深煎り）のアラビカ豆について、ポリフェノール量・抗酸化能・香気成分を実測して比べている。「浅煎りのほうが体によい」「深煎りのほうが香ばしい」という言い方が、どこまで数字に裏づけられるのかが見える。
| 測ったもの | 浅煎り | 深煎り | 向き |
|---|---|---|---|
| 総ポリフェノール量（遊離型） | 23.97 ± 0.60 mg GAE/g | 深煎りほど減少する | |
| 総ポリフェノール量（結合型） | 19.32 ± 1.29 mg GAE/g | 15.83 ± 1.28 mg GAE/g | 減少 |
| DPPH・FRAP（抗酸化能） | 浅煎りが最高値 | — | |
| ABTS＋（抗酸化能） | 中煎りが最高値（遊離型 102.37 ± 8.10 mg TE/g） | — | |
| 同定されたポリフェノール | 中煎りが最多、次いで浅煎り | — | |
| 香気成分（20種の合計） | 深煎りが最高、次いで中煎り | 増加 | |
⭐ 「減る」と「効かなくなる」は別だった。 論文の結論は「コーヒー豆のポリフェノール化合物は強い焙煎によって減少するが、その抗酸化能は維持されるか、向上しうる」である。ポリフェノールそのものは減っても、焙煎でできたメラノイジンなどが抗酸化の役割を引き継ぐためと説明されている。「深煎りは体にいい成分が壊れている」という単純な話にはならない。
⚠️ 測定手法そのものに注意書きがある。 論文は、メラノイジンが総ポリフェノール量の測定に使うフォリン・チオカルト試薬と反応してしまうため、総ポリフェノール値をある程度かさ上げしうると述べている（Pérez-Hernández ほか 2012）。数値をそのまま「ポリフェノールの量」と読んではいけない——論文自身がそう書いている。
論文の結論は「中煎り」だった。 Wu ほか（2022）は「市販の中煎りコーヒー豆は、栄養価と官能特性の両面で相対的に優れた性質を示す」と結論している。ただしこれは1本の研究の結論であり、飲み方の推奨として読むべきものではない。当サイトは健康や飲み方についての助言を行わない。
08
このページから先へ
当サイトの焙煎の化学シリーズここまでが全体像である。個々の成分については、それぞれ独立したページで扱っている。
09
今後追加すべき項目
- 1ハゼ・2ハゼの物理的な発生機構 — 2026年8月25日追記：水蒸気とCO2の圧力という大枠は整理できたが、細胞壁の破断力学まで含む「詳細な物理的説明」は2016年のオックスフォード大学の論文自身が「まだ見つかっていない」と明言している未解明領域だった。→1ハゼ・2ハゼの物理的機構のページ
- 焙煎温度の測定点 — 03の195〜245℃・250℃が、豆温度・排気温度・ドラム温度のどれを指すのかは、参照した資料に明示がない。
- メイラード反応の段階的な機構 — アマドリ転位、初期・中期・後期段階といった反応の道筋そのものは、コーヒー以外の食品科学の文献に譲っている。コーヒーに即して説明した一次資料を探したい。
- カラメル化の寄与の大きさ — 焙煎における褐変のうち、メイラード反応とカラメル化がそれぞれどれだけ寄与しているかを示した資料は未確認。
- トリゴネリンの分解 — 2026年8月25日追記：分解率（アラビカ80〜94%等）と主な生成物（ニコチン酸＝ナイアシン等）を整理した。→トリゴネリンのページ
- アクリルアミド・フラン等の加熱生成物 — 焙煎で生じる望ましくない生成物についての総説は存在する（MDPI, Int J Environ Res Public Health 2023 など）。当サイトは健康影響の評価を行わないが、公的機関の見解の所在だけは示せるようにしたい。
- 脂質の変化 — 焙煎中の脂質の挙動と、エスプレッソのクレマ・口当たりへの寄与は未着手。
- SCAの白書本文 — 焙煎のページから引き継いでいる宿題。会員限定と見られるPDFに未アクセス。
- Wu, H., Lu, P., Liu, Z., Sharifi‐Rad, J., Suleria, H.A.R.「Impact of roasting on the phenolic and volatile compounds in coffee beans」Food Science & Nutrition 10(4):1003-1020（2022年4月、DOI: 10.1002/fsn3.2849）— 焙煎温度195〜245℃、メイラード反応／ストレッカー分解／熱分解、焙煎度3段階のポリフェノール量・抗酸化能・香気成分の実測。PMC（PMC9281936）のオープンアクセス版で本文確認（2026年8月21日取得）
- Anokye-Bempah, L., Han, J., Kornbluth, K., Ristenpart, W.D., Donis-González, I.R.「The effect of roast profiles on the dynamics of titratable acidity during coffee roasting」Scientific Reports 14:8237（2024年4月8日、DOI: 10.1038/s41598-024-57256-y）— 04の焙煎4段階の定義、「メイラード反応は1ハゼの後も続く」という注記。PMC（PMC11002029）で本文確認（2026年8月21日取得）
- Gigl, M. ほか「Impact of Interactions between Melanoidins and Caffeine on the Bitter Taste of Coffee Beverages」Journal of Agricultural and Food Chemistry 74(23):18243-18252（2026年6月3日、DOI: 10.1021/acs.jafc.5c17022）— 05の「約30種の匂い物質」。PMC（PMC13281520）で本文確認（2026年8月21日取得）
- Specialty Coffee Association（SCA）「Coffee Decoded: Flavor from the Fires — Why Roast Color Matters」（Peter Giuliano、sca.coffee/sca-news/coffee-decoded-4-roast-color、2026年8月21日取得）— メイラード反応とメラノイジン、最高250℃、Yeretzian (2017)／Münchow ほか (2020)／Frost, Ristenpart & Guinard (2020) の引用
- Specialty Coffee Association（SCA）「Coffee Decoded: Flavor Chemistry」（Peter Giuliano、sca.coffee/sca-news/coffee-decoded-5-flavor-chemistry、2026年8月21日取得）— ガスクロマトグラフィー・オルファクトメトリー、官能ガイド分画、フレーバロミクス
- Farah, A., Donangelo, C.M.「Phenolic compounds in coffee」Brazilian Journal of Plant Physiology 18(1):23-36（2006年、DOI: 10.1590/S1677-04202006000100003）— クロロゲン酸のメラノイジン形成への関与。オープンアクセス版PDFで全文確認（2026年8月21日取得）
- 全日本コーヒー協会（AJCA）「焙煎・配合・粉砕」（coffee.ajca.or.jp/column/4472/、2026年8月21日取得）— 01の「無味無臭の生豆」
- 「1000種以上の揮発性化合物、そのうち約5％が香りに寄与」は International Journal of Food Science and Technology 58(3):1007（2023）掲載の総説「Effects of postharvest processing on aroma formation in roasted coffee – a review」の記述として確認した。当サイトは要旨・抜粋の範囲で確認しており、本文全体は未読である。