多糖中的阿拉伯糖和半乳糖均被分解，碱性含硫和羟基氨基酸被分解。碳水化合物既聚合又降解，释放出热不稳定的单糖，分解20-30％的多糖，具体取决于烘焙程度。
蔗糖：由 d-葡萄糖基和 d-果糖基部分组成的二糖
蔗糖是咖啡中的主要糖分。纯结晶蔗糖的熔点为 320-392 华氏度，最普遍接受的是 370 华氏度。干蔗糖的降解温度可低至 194 华氏度，首先是糖苷键断裂，然后缩合并形成水。在 338 至 392 华氏度之间，焦糖化开始。此时，水和二氧化碳开始断裂，开始放气，导致第一次机械裂纹。这些化学反应发生在约 356 华氏度，是放热的。一旦焦糖化开始，咖啡团块不放热（失热）就非常重要，否则咖啡在杯中会尝起来有“烤”的味道。一种可能的解释是，装料团块的放热会中断长链聚合并允许与其他成分交联。蔗糖的实际熔点和随后的转化或焦糖化反应都受到水、氨和蛋白质物质的影响。深度烘焙的糖焦糖化程度高于轻度烘焙。焦糖化程度是一种出色的高分辨率烘焙分类方法。
纤维素：无水葡萄糖单元的长线性聚合物
纤维素是咖啡细胞壁的主要纤维。它部分有序（结晶），部分无序（无定形）。无定形区域高度可及且反应迅速，但紧密堆积和氢键结合的结晶区域可能完全不可及。天然纤维素或纤维素 1 在受热时会转化为多晶型纤维素 III 和纤维素 IV。咖啡的结构是一种发育良好的基质，可增强质量均匀性并有助于烘焙过程中热量的均匀传播。咖啡中的纤维素嵌入木质纤维素（一种含有纤维素的半纤维素和木质素的无定形基质），构成基质细胞壁。半纤维素是支链糖和糖醛酸的多糖。木质素特别值得注意，因为它是一种高度聚合的芳香族。当分布温度超过 446 华氏度且豆子表面温度超过 536 华氏度时，基质的细胞壁会受到严重损坏。实际温度值会因其他成分的水平不同而发生变化。第二次裂纹与较深的烘焙有关，是该基质的破裂，可能与木质素和其他芳香剂的挥发有关。在受控的烘焙条件下，咖啡豆环境温度不得超过 536 华氏度。将最高环境温度限制在 520 华氏度可实现更大的安全裕度。这些温度限制可最大限度地减少对细胞基质的损害，并提高杯测的复杂性、烘焙产量和产品保质期。
葫芦巴碱：咖啡中发现的含氮碱
葫芦巴碱 100% 可溶于水，因此会进入杯中。葫芦巴碱可能是导致咖啡苦味的主要成分。在 445 华氏度的咖啡豆温度下，大约 85% 的葫芦巴碱会降解。这个咖啡豆温度代表中度深度烘焙。浅度烘焙的咖啡中葫芦巴碱含量较多，因此会有苦味，但糖焦糖化程度也会较低。焦糖在杯中的甜度低于非焦糖，因此烘焙得当时，这两种成分会形成有趣的互补。葫芦巴碱在 424 华氏度时会以纯晶体形式融化，葫芦巴碱的降解开始于大约 378 华氏度。葫芦巴碱的降解是确定最佳反应比的关键成分控制标志之一。
奎宁酸：羧酸类化合物
奎宁酸在 325 华氏度时会以纯晶体形式融化，远低于烘焙环境的温度。奎宁酸可溶于水，并赋予咖啡微酸的口感（不像发酵豆那样令人不快）和强烈的口感，这增加了咖啡的特色和复杂性。令人惊讶的是，它还增加了咖啡的清爽感。它是一种在烘焙温度下稳定的化合物。
烟酸：羧酸组的成员
烟酸在 457 华氏度时会以纯晶体形式融化。天然存在的烟酸与多糖纤维素结构结合。烟酸在烘焙过程中也会以可溶形式衍生。对于任何给定程度的烘焙，烟酸含量越高，咖啡品质就越好。由于烟酸的溶解度为 100%，因此最终会进入杯中。烟酸有助于产生良好的酸度和干净的余味。其衍生率是确定最佳反应比温度和化学传播率的关键成分控制标志之一。此外，融化的烟酸与其他成分的相互作用对深度烘焙的强度有显著影响。
环境温度
烘焙环境的温度决定了发生的具体化学反应类型。存在一个温度窗口，可以产生有利于咖啡杯特征的反应。超出此窗口的温度值会对典型的咖啡杯品质产生负面影响。即使在窗口值内，不同的温度也会改变咖啡杯的特性，使烘焙师能够自由地开发所需的个性或风格，或者驯服某些咖啡的粗糙特征，同时仍优化相对质量。系统能量：在任何给定的环境温度下，能量（BTU）的数量和烘焙系统的传输效率将决定特定化学反应发生的速率。能量和传输效率越高，反应进展越快。存在一个反应??速率窗口，可以优化咖啡杯品质。这称为最佳反应比率或 BRR。
最佳反应比率 (BRR)
当葫芦巴碱降解与烟酸衍生的比率保持线性时，可产生最佳的杯测特性。此反应比率的控制模型是时间/温度/能量关系。环境温度 (ET) 为所需化学反应确定了热解区域，而能量值 (BTU) 和系统传输效率 (STE) 决定了烟酸衍生与葫芦巴碱降解的反应传播速率和线性。由于生豆密度变化很大，因此在任何给定的 ET / BTU / STE 格式下，反应分布都会有所不同。对于密度较高的豆子，需要更长的时间才能获得可比的均匀性。监测豆子温度是一种很好的方法来近似烘焙阶段的反应分布。最佳反应比率 BRR 的理想环境温度 ET 为 -401-424 华氏度，默认值为 405 华氏度。所需的 BTU 由系统传输效率或将能量传递给装料质量的能力决定。
最高环境温度（MET）
为理想的烘焙建立热环境协议是一种平衡行为。虽然最好保持 BRR 温度和能量水平直到实现目标反应，但 BRR 温度远高于蔗糖的焦糖化温度。由于许多烘焙系统使用简单的温度调节方案表现出热滞后现象，因此必须注意不要让咖啡块放热。此外，限制最高环境温度 MET 也很重要。如前所述，保持纤维素基质的结构完整性非常重要。较低的温度将减少成分的表面蒸发，从而最大限度地减少将成分吸引到表面并挥发的毛细作用。液压作用是与豆温直接相关的内部压力的函数，它已经在起作用。通过限制最高温度，损失将降到最低，并保留咖啡的精华。因此，MET 不应超过 520 华氏度。该烘焙系统根据实际的最终咖啡豆温度或滴落温度来确定 MET 值，该温度与烘焙程度相关。
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