过去，人们在享用咖啡时并不怎么关注咖啡内含有哪些复杂的化学成分。人们感兴趣的主要是咖啡能提神，而不是经常喝咖啡对健康的影响。但如今，食品化学对我们的生活日趋重要，因为一系列严重的疾病都与我们的饮食有关，美国估计每年有3/4的死亡与此有关。这些疾病包括心脏病、高血压、中风、癌症和糖尿病等。每个人都有可能患上程度不同的与饮食相关的慢性病，并且这种危险随年龄增长而增加。增加这些疾病发病危险的可能因素包括蔬菜和水果摄入量不足，食用过量含饱和脂肪的食品（油炸食品，全脂类奶产品，脂肪含量高的肉）和缺乏锻炼等不良生活方式。一般这些生活方式是从童年时养成的，并一直持续到成年。
咖啡所富含的营养物质超过许多重要的食品。咖啡含有蛋白质（11%）和氨基酸（小于1%），脂质（10%-20%），如甘油三酯和游离脂肪酸，还有糖（35%-55%）和多糖。咖啡含有大量矿物质（3%-5%），如钾（K）、铁(Fe)、锌(Zn)，还含有大约0.5%的烟酸（预防糙皮病，又称为维生素pp或维生素B3），此外咖啡中的抗氧化剂--绿原酸的含量有7%-9%，大大超过咖啡因的含量。咖啡在经过200℃左右高温的烘焙后，蛋白质、氨基酸、糖和脂质发生分解，衍生出约1000种挥发性化合物。部分绿原酸转变成内酯。对咖啡豆里大多数挥发性物质的化学反应目前尚不清楚。咖啡因是咖啡里的重要成分，它不会被破坏，而其他物质容易在加工过程中被破坏掉。咖啡饮料含有上百种挥发性物质，这些可溶性化合物如咖啡因、绿原酸、烟酸、矿物质、咖啡豆醇等溶于水中形成芳香味。
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