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咖啡的焦糖化过度或不足都不对。炉温太低或失温，造成焦糖化不完整，使咖啡喝来呆板乏香没深度；焦糖化过度则成碳化，大幅增加燥苦味，得不偿失。
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咖啡烘焙的梅纳反应：蛋白质高占生豆重量的11%～13%，组成蛋白质的氨基酸也在咖啡烘焙中发生重要的梅纳反应。梅纳反应并非单一的化学反应，而是氨基酸与葡萄糖、果糖、乳糖、麦芽糖等还原糖，在持续加热过程中，相互进行的一连串复杂的降解与聚合作用。生成的芳香物与化合物，又在持续加热与水分变化下，再度降解、聚合，产生更多芳香化合物，并使颜色更深。梅纳反应是调味工业中最常用的“造香与提味”反应，因为各种蛋白质里不同形态的氨基酸与糖分作用，即可创造出不同的滋味。
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与焦糖化不同的是，梅纳反应并无固定的温度，有些成分在室温下即可进行，因此梅纳反应比焦糖化更为复杂，牵涉的成分也不仅是碳水化合物而已，还包括各种氨基酸的复杂反应。虽然早在1912年，法国科学家梅纳（Louis Camille Maillard，1878～1936）已发现氨基酸与碳水化合物的褐变与增香反应，但科学家至今仍无法完全了解梅纳反应的始末，只知道肉类、糕饼、巧克力、咖啡、啤酒和谷物煎烤与烘焙时都会发生，这也是烧烤食物色香味俱全的主因。
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就咖啡而言，科学家已从梅纳反应分离出200多种的化合物，其中最重要芳香物是糖甘胺、糖醛（常用于香水）和黑精素，是在185℃～240℃烘焙过程中，氨基酸与碳水化合物进行庞杂反应生成的。黑精素是梅纳反应的末端产物，也是咖啡熟豆的色素，科学家至今了解有限，只知道它是一种抗氧化物，组成很复杂，碳水化合物占30%，蛋白质9%，多酚33%～43%，溶于水，是咖啡饮料的重要成分。科学家近年发现，咖啡10%的苦味来自梅纳反应。
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在此，我们可以做个小结论：咖啡的色香味，大部分要靠焦糖化和梅纳两大化学反应来完成，少了此二反应，咖啡就不迷人了。
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●有机酸芳香成分
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除了蔗糖与蛋白质外，咖啡豆的有机酸[0]在烘焙时，经历一连串降解与聚合，产生庞杂又迷人的酸香物，为咖啡滋味画龙点睛。科学家目前已从生豆和熟豆中分离出100多种酸性化合物，其中对咖啡风味影响最大的有机酸包括绿原酸、奎宁酸、醋酸、柠檬酸、苹果酸、乳酸。咖啡豆的有机酸在烘焙前后的增减情况，以下表数据来呈现：
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咖啡酸味有两种：一为明亮活泼、令人愉悦的“香酸”（acidity）；二为尖锐呆板、酸而不香的“死酸”（sourness）。香酸入口会有开花的惊喜，让人想起埃塞俄比亚的耶加雪菲；但死酸入口就像喝醋一般难下咽。咖啡生豆含有香酸与死酸成分，如何将香酸极大化、死酸极小化，成了烘焙师慧眼选豆、妙手催香的绝活。
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绿原酸
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绿原酸（chlorogenic acids）是咖啡豆含量最丰富的有机酸，很遗憾，属于涩嘴苦口的死酸。阿拉比卡的绿原酸含量约占豆重5.5%～8%，罗巴斯塔则高占7%～10%。有机酸是植物光合作用与新陈代谢的重要产物，对植物细胞生长很重要，也储存在咖啡豆里。科学家认为绿原酸不讨好的味道是植物抗虫害的利器。
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罗巴斯塔生长在低海拔，虫害较严重，所以绿原酸含量多于阿拉比卡。这是粗壮豆风味远逊于阿拉比卡的原因之一。另外，植物生长环境恶劣也会增加绿原酸浓度，比方说波旁或铁比卡若种在低海拔或直接曝晒（无遮阴树）的话，绿原酸也会增加，致使咖啡不好喝。所以精品咖啡要挑选栽植环境优良的庄园豆，原因在此。
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咖啡豆的绿原酸含量虽高，却不耐火候，大半会在烘焙过程中分解。浅焙至中深焙（即烘焙的一爆至二爆之间）时，约50%的绿原酸会降解成奎宁酸和咖啡酸，如果继续烘下去，进入二爆后段的法式烘焙，80%绿原酸会降解，变化如下：
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绿原酸＋烘焙→奎宁酸＋咖啡酸
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绿原酸迟至1932年才被科学家发现，而咖啡是自然界中绿原酸含量最高的植物。有趣的是，咖啡的绿原酸经常与咖啡因成正相关，即绿原酸含量越高，咖啡因通常也会高，虽然有些情况并非如此。值得注意的是，绿原酸并非单一化合物，至少存有6种异构体（即分子相同，原子排列不同），与咖啡风味最有关系的绿原酸有两种，即“monocaffeoylquinic”以及“dicaffeoylquinic”，前者在烘焙中几乎全数降解，但后者多半会残留在熟豆里，是咖啡苦涩的重要来源。研究同时发现，粗壮豆所含的“dicaffeoylquinic”远高于阿拉比卡，难怪风味不优雅。另外，浅焙咖啡易有酸涩味，绿原酸是元凶之一。
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绿原酸虽不讨好味蕾，却是强效抗氧化物，有助人体抗癌，也是黑咖啡含量最丰的有机酸。1000毫升咖啡的绿原酸含量约1000毫克（即1克），亦有研究指出，6盎司（180毫升）咖啡所含的绿原酸高达200～550毫克（视粉量、品种和烘焙度而定），比绿茶高出一大截。咖啡是人类摄取绿原酸最主要的来源。
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奎宁酸
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奎宁酸（Quinic Acid）亦属酚酸的一种，无挥发性，嗅觉闻不到，但味觉能感受到苦滋味，只占生豆重量的0.3%～0.5%，但咖啡烘焙时绿原酸持续降解成奎宁酸而使之浓度渐增，最后奎宁酸约占熟豆重量的0.6%～1.2%，即烘焙后奎宁酸的浓度高于烘焙前两倍以上。奎宁酸浓度进入二爆后达到最大值[2]，进入二爆中后段持续烘下去，奎宁酸就会从高峰急速降解成芳香成分苯酚（又称石炭酸）、儿茶酚、对苯二酚和焦酚，使得深焙与浅焙的风味明显不同。可见奎宁酸在烘焙过程中相当稳定，除非进入不寻常的重焙，否则不会轻易崩解。
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另外，咖啡泡好放凉，酸味会增强，这也和奎宁酸有关，因为无酸味的奎宁内酯会水解成奎宁酸而增加酸味。一杯黑咖啡的有机酸含量，奎宁酸仅次于绿原酸，每1000毫升咖啡约含450毫克奎宁酸。
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奎宁酸到底是死酸还是活泼的香酸？这有两派说法，《咖啡的风味》（The Flavour of Coffee）作者克拉克（R.J.Clarke）认为，过多的奎宁酸会造成深焙豆涩苦味，而且奎宁酸也是咖啡煮好后久置保温瓶中会出现酸涩味的元凶。不过，美国精品咖啡协会（SCAA）的研究报告却持正面看法，认为奎宁酸属水溶性，会全数溶入杯中，除了增加醇厚度外，也会增加咖啡的复杂度与明亮感。
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另外，绿原酸降解的另一产物咖啡酸，亦属酚酸一族，略带涩味，也是抗氧化物。每200毫升咖啡约含35～175毫克咖啡酸，浓度不高。
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柠檬酸与苹果酸
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柠檬酸、苹果酸与前面所提的绿原酸和奎宁酸，同属咖啡树新陈代谢的产物，已储存在生豆里。但柠檬酸和苹果酸浓度会随着烘焙进程而递减，这与奎宁酸随着烘焙而递增有所不同。咖啡豆烘焙时，失重比达9%，即一爆阶段，柠檬酸和苹果酸就开始降解；继续烘至失重比达14%～15%，即一爆结束二爆前，柠檬酸和苹果酸已消失50%；进入二爆末段，即咖啡豆失重比达20%～22%，柠檬酸和苹果酸仅剩30%左右，这也是为何咖啡深焙后果酸味消失的原因。
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两者属于非挥发性的脂肪族羧酸，也就是说柠檬酸与苹果酸不具有挥发性，所以鼻子闻不到酸味，必须靠味觉才能感受到酸滋味。生豆烘焙后残余的柠檬酸和苹果酸悉数溶入咖啡液中，这对增加咖啡的明亮度与酸度非常重要。但两者浓度不宜过高，以免咖啡喝起来口感太尖锐。要注意的是，未成熟的绿色咖啡果的未熟咖啡豆含有高浓度绿原酸与柠檬酸，尖酸涩口，有损咖啡品质。反观红色咖啡果里熟透的咖啡豆，大部分柠檬酸转化成糖分与果香，成为香酸。这就是为何咖啡农必须挑选红果子并剔除青果子的原因。另外，食品加工业也常利用柠檬酸作为酸化剂，增加食品的酸味，甚至用来做防腐剂。
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