以科学了解咖啡的秘密
咖啡是用经过烘焙的咖啡豆制作冲泡的饮料，与可可、茶并称为世界三大饮料，是流行于世界的主要饮品。
一、咖啡的起源
“咖啡”（Coffee）一词源于希腊语中的“Kaweh” ，意为“力量与热情”。
对于咖啡的起源有着种种不同的传说，最普遍且为大众所乐道的是牧羊人的故事。传说，一位叫卡尔迪的牧羊人，在牧羊时偶然发现，他的羊蹦蹦跳跳手舞足蹈。仔细一看，原来羊是吃了一种红色的果子才导致举止滑稽怪异。他试着采了一些这种红果子回去熬煮，没想到满室芳香，熬成的汁液喝下以后更是精神振奋，神清气爽。从此，这种果实就被作为一种提神醒脑的饮料，且颇受好评。还有一种虽不真实却广为流传的说法是由于一场野火，烧毁了一片咖啡林，烧烤咖啡的香味引起了周围居民的注意。
人们最初咀嚼这种植物果实用来提神，后来将其烘烤磨碎掺入面粉做成面包，作为即将出征的战士的专供食物，以提高作战的勇气。直到11世纪左右，人们才开始用水煮咖啡作为饮料。日常饮用的咖啡是用咖啡豆配合各种不同的烹煮器具制作出来的，而咖啡豆就是指咖啡树果实里面的果仁，再用适当的方法烘焙而成，其在味觉上会呈现出不同程度的甜度、酸度、醇厚度或是干净度。
二、咖啡的主要成分及作用
由于咖啡的组成成分多样，因而形成了复杂多变的口感。那么咖啡中具体有哪些重要的组成成分呢？
1. 咖啡因
咖啡中最亮眼的成分莫过于咖啡因。咖啡因有特别强烈的苦味，能够刺激中枢神经系统、心脏和呼吸系统。适量的咖啡因亦可减轻肌肉疲劳，促进消化液分泌。由于它会促进肾脏机能，有利尿作用，能帮助体内多余的钠离子排出体外，但摄取过多会导致咖啡因中毒。
2. 丹宁酸
煮沸后的丹宁酸会分解成焦梧酸，所以冲泡过久的咖啡颜色会变得比刚泡好时浓，而且口感也会变差，所以才会有“冲泡好最好尽快喝完”的说法。
3. 脂肪
咖啡中的脂肪主要是酸性脂肪和挥发性脂肪。酸性脂肪，即脂肪中含有酸，其强弱会因咖啡种类不同而异。挥发性脂肪则是咖啡香气的主要来源。烘焙过的咖啡豆内所含的脂肪一旦接触到空气，会发生许多化学变化，味道及香味都会变差。
4. 糖
咖啡生豆所含的糖分约为8%，经过烘焙后，大部分糖分会转化成焦糖，使咖啡形成褐色，并与丹宁酸互相结合产生甜味。
5. 纤维素
生豆的纤维烘焙后会发生炭化，与焦糖互相结合便形成咖啡的色调。但化为粉末的纤维质会给咖啡的风味带来较大程度的影响。
6. 矿物质
咖啡中含有少量石灰、铁质、磷、碳酸钠等，因所占的比例极少，对咖啡风味的影响并不大，只带来稍许涩味。
三、咖啡的优点
说起咖啡，它不仅风味迷人，还对我们的身体大有益处。研究发现，咖啡可以促进人体代谢机能，活络消化器官，对便秘有很大的功效。咖啡还有解酒的功能，酒后喝咖啡，能使由酒精转变而来的乙醛快速氧化，分解成水和二氧化碳，从而排出体外。
此外，咖啡还具有护心、抗氧化、强筋骨、开胃促食、消脂消积、预防胆结石等功效。在高温烹煮咖啡的过程中，还会产生一种抗氧化的化合物，它有助于抗癌、抗衰老，甚至有预防心血管疾病的作用。黑咖啡更具有利尿、促进心血管的循环作用。
四、咖啡的缺点
咖啡虽然好喝且对身体有益，但是过量饮用咖啡对我们的身体还是有很大危害哦！咖啡因本身具有的止痛作用，常与其他简单的止痛剂合成复方。但若长期且大量服用，很容易导致血压上升。如果你本身患有高血压，使用大量咖啡因则会使你的情况更加糟糕。仅咖啡因的摄入就能使人血压上升，若再加上情绪紧张，就会产生危险性的相乘效果。因此，高血压危险人群尤其应避免在工作压力大时喝含咖啡因的饮料。
此外，咖啡因本身具有良好的利尿效果，如果长期且大量喝咖啡，容易造成骨质流失，对骨量的保存会有不利的影响。对于平时食物中无法摄取足够的钙、不经常运动的人以及更年期过后雌性激素分泌不足的妇女来说，可能会增加骨质疏松的威胁。
饮用咖啡必须适量，以每天不超过4杯约800-1000 cc为宜。尽管咖啡因有助于提高警觉性、灵敏性、记忆力及集中力，但如果饮用过量，就会产生兴奋性，造成神经过敏，进而影响警觉性、记忆力等。对于焦虑人群而言，咖啡因还可能会导致手心冒汗、心悸、耳鸣等症状的出现。
咖啡最好在用餐后饮用，它既能促进肠胃蠕动，帮助消化，分解刚吃下去的高热量、高脂肪食物，也不会因为空腹喝咖啡而对肠胃产生刺激。每天饮用咖啡还能明显改善便秘，但睡前尽量不要喝咖啡，否则可能导致兴奋、失眠等症状。
北京工业大学环境与生命学部
