パイロリシス（熱分解）は、コーヒー豆焙煎における中心的な化学変化です。
簡単に言うと、コーヒー生豆が高温で加熱されたときに起こる非酵素的な熱分解反応で、香味、色、質感など焙煎コーヒー豆の個性を形作る重要なプロセスです。
【１】パイロリシスの仕組み
(１)温度帯
おおよそ180°C〜250°Cの間で始まり、反応は焙煎の中盤〜後半で活発になります。
(２)対象物質
コーヒー豆に含まれる糖類（スクロース）、アミノ酸、セルロース、脂質などの有機物質。
(３)反応結果
揮発性化合物の生成（香りを構成する)、CO₂などのガスが発生する、水分の蒸発、メラノイジンの形成（深い色と複雑な味わい)、一部はチャー（炭化物）化も進行し、苦味や焦げ感につながることもあります。
【２】コーヒーの風味との関係
浅煎りではパイロリシスがまだ初期段階で、酸味が強く、コーヒー豆の持つ元来の個性が際立ちます。
中煎り〜深煎りになると、パイロリシスが進行し、甘み、苦味、香ばしさが増し、香味の複雑性が高まります。
【３】パイロリシスとその他の反応の違い
(１)メイラード反応
140°C〜180°C、糖とアミノ酸の反応、甘み・香ばしさ・深み。
(２)カラメル化
160°C〜190°C、糖の加熱分解、甘み・香ばしさ。
(３)パイロリシス
180°C〜250°C、有機物の熱分解、強い香味、色の変化、複雑さ。
【４】環境との関わり：アフターバーナーとの関連
パイロリシスで発生する揮発性化合物や煙成分は環境負荷につながるため、高性能焙煎機ではアフターバーナー（排気再燃装置）を搭載し、臭気や有害成分の分解・除去を行っています。
【５】このプロセスの具体的な例
実際の焙煎工程と照らし合わせて紹介しています。
(１)スクロース（ショ糖）の熱分解
発生タイミング⇒180〜200°C付近
反応例⇒スクロースが分解され、フルフリル系化合物（甘い香り）やアクリル系香味成分が生成
香味の変化⇒キャラメルのような香ばしさ、甘みの後味が生まれる
(２)セルロースの分解とチャー化(炭化)
発生タイミング⇒200〜230°C
反応例⇒細胞壁構成成分のセルロースが熱分解され、炭化物（チャー）が生成
物理的変化⇒コーヒー豆の内部構造が破壊され、膨張・割れが起こる（クラック）
(３)脂質の酸化分解
発生タイミング⇒深煎り工程（230°C以上）
反応例⇒脂質（トリグリセリド）が分解され、煙状の揮発性成分（フェノール系、酸性化合物）が発生
外的サイン⇒煙の発生量が急増し、香味が「焦げ感」や「スモーキー」に傾く
(４)具体的なコーヒー豆での事例(エチオピア産ナチュラル豆、浅煎り〜中煎り）
約185°C⇒スクロースが甘い香気成分に、ベリー系の甘い香り
約205°C⇒軽度のセルロース分解、シトラス＋キャラメル感
約220°C⇒軽いチャー化、焦がし砂糖のニュアンス
このように、コーヒー豆の化学成分×焙煎温度のマッチングが、パイロリシスを通じて風味を形成しています。
【AI に依存】ここまでの記事は、AI(copilot) に依存して作成しています。以後の記事は、エカワ珈琲店の独断と偏見に基づいて作成しています。
【電子書籍】 エカワ珈琲店は「年老いた珈琲豆焙煎屋」のペンネームを使って、キンドルで電子書籍をセルフ出版しています。
パイロリシス(Pyrolysis)とは
一般的に、コーヒー豆焙煎中に発生する熱分解のことをパイロリシスと表現しています。
パイロリシス(Pyrolysis)は、コーヒー豆焙煎中、１回目のハゼあたりから発生する化学反応です。
【１】コーヒー豆焙煎中に発生するパイロリシス／Pyrolysis(熱分解)
コーヒー豆のロースティングプロセス(焙煎工程)では、コーヒー豆の温度が１００度を超えると自由水の、さらに温度が上昇していくと結合水の一部の放出が始まります。
続いて、いわゆる乾留状態に入り、乾留して縮まったコーヒー豆の温度が１８０度くらいになると、コーヒー豆の中の各種成分の熱分解が始まります。
熱分解によって現れた新しい成分とコーヒー豆に含まれている既存の成分との間で、あるいは、既存の成分同士の間で複雑な化学反応が発生します。
この熱分解による化学反応によって、アロマと多くのフレーバーがコーヒー豆に供給されるとエカワ珈琲店は考えています。
【２】ウイキペディア曰く
ウィキペディア(日本語版)で「熱分解」を調べると、以下のような説明がされています。
有機化合物などを、酸素やハロゲンなどを存在させずに加熱することによって行われる化学分解である。化学合成の変化を実験で調べることができる。また逆反応は起こらない。
化学分析においては、複雑な組成の物質を単純な分子へと分けることによって同定を行う目的で利用される。熱分解ガスクロマトグラフィーなどがその例である。
工業的には、ある単一物質を他の物質へ変換するのに用いられる。
【３】分解蒸留
有機化合物や酸素などを存在させずに加熱することによって行う化学分解で、蒸気の共存下で行われることもあるのが熱分解だと、どこかのサイトを訪問している時に読んだ記憶もあります。
加熱によって化合物をより安定ないくつかの化合物に分解するのが熱分解で、分解蒸留とも呼ばれている現象だと理解しています。
【４】コーヒー豆焙煎中に発生する熱分解のプロセス
コーヒー豆の焙煎プロセスでも、「熱分解」が発生します。
発生するのは１ハゼ(１回目の破裂音)が始まった当たりからで、コーヒー生豆の中の各種成分が熱分解して新しい成分が現れ、これらと既存の成分の間およびこれら同士の間で複雑な化学反応が起こります。
発熱反応などもあって、２ハゼ(２回目の破裂音)が始まった当たりでは、コーヒー豆は熱分解によって生じた(有機物は分解すると水と炭酸ガスになる)水分や揮発性成分を失って相当に目方が減少しています。
最初、１０～１２％の水分がコーヒー生豆に含まれていますが、焙煎プロセス中に１２～２５％くらい重量が減少します。
上の写真は、富士石油のサイトから引用させて頂きました。１回目の亀裂音(１ハゼ)を最初に聞いた頃から始まるコーヒー豆の香りや味(or風味)の生成プロセスイメージも、この写真と同じような感じだと考えています。
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