就在剛剛過去的那一秒鐘里，全世界喝掉了 26000 杯咖啡；在你讀完上一句話后，人們又喝掉了大約 40000 杯。
沿著上海的淮海中路核心路段從頭走到尾，你能和近 50 家咖啡館擦肩而過，而這段距離只有不到 2 公里。在國內，咖啡消費已成熱潮。
咖啡愛好者們在意咖啡豆的產地、處理方法和風味傾向，但卻很少去究查它給環境造成的負擔。
從食品行業溫室氣體的排放情況來看，咖啡生產所帶來的溫室氣體排放僅次于牛羊肉、奶酪和巧克力，每一杯咖啡的生產需要消耗大約 140 升水，每公斤咖啡的生產會產生 17 公斤二氧化碳。從這個角度看，咖啡是一種“不道德”的作物。
咖啡果實丨Unplash
英國的一項研究警告稱：目前用于種植咖啡的土地中有 50% 到 2050 年將不再適合種植，加上一些傳統咖啡農正在轉行中放棄咖啡園，未來咖啡必將供不應求；全球氣候變暖也讓咖啡農不得不遷徙到海拔更高的地方種植，這導致了更多森林被砍伐，陷入了惡循環；咖啡的培育成本越來越高，優質咖啡豆種也會越來越稀少。
一些生物科創公司找到了補救和替代的方法，研發了無豆咖啡（beanless coffee）——通過“逆向”思路，拆解咖啡的風味，再借由生物工程和食品工程技術進行重組，“模擬”出一種喝起來“就是咖啡”的東西。
第一個問題：咖啡味兒是什么味兒？
但這很難回答。咖啡的迷人之處，在于酸、甜、苦，幾種味道按不同比例混合呈現出來的復雜滋味，以及從熱到涼都會不斷變化的誘人香氣。
“這款豆子味道明亮，帶有淡淡的柑橘和濃郁的巧克力味”，咖啡師或愛好者們會這樣形容一款咖啡，前半句描述的是咖啡的酸度，后半句指的是香氣。
生豆和經過不同烘焙程度的咖啡豆丨Unsplash
新鮮的咖啡果實首先會經過水洗、日曬等處理法，這個過程會因發酵作用生成花香和水果風味。
進入烘豆機后，生豆的大量新物質會被高溫烘烤“喚醒”。淺黃色的豆子慢慢轉變成棕色，美拉德反應在此時開始——蛋白質和糖類在 150 攝氏度以上開始出現焦香。這個過程中，二氧化碳、水蒸氣和揮發性氣體產生，豆子內部壓力大到足以撐破細胞壁，這時，豆子第一次爆裂。
“一爆”泄壓后，美拉德反應、焦糖化反應、高溫熱解反應等還會繼續相互作用，咖啡生豆中的糖分、酸、脂肪等成分會在復雜的反應下產生大量揮發性化合物和非揮發性化合物。前者就是散逸開來的香氣，比如帶來果香的醛類，帶來焦糖氣味的呋喃等；后者有蔗糖、油脂和咖啡因，共同組成了咖啡的口感和功效。
光是揮發性化合物，在出爐的熟豆中就包含 1000 種以上——就連最精密的實驗室也難以精確模擬。
位于西雅圖的一家創業公司 Atomo，認為與其針對 1000 多種化合物鉚勁兒，不如就先“抓重點”，找到那些起決定作用的化合物。一番研究后，Atomo 得出結論，只要人們感受到其中 28 種咖啡成分，就會認為自己是在喝咖啡——這樣的方法更像一種“分子料理”（將食物原有的形狀打破，利用物理或化學的方法，將食物組合成另一種形狀）。
咖啡因的多寡也可以自定義，相比傳統咖啡做脫因處理的繁瑣，“無豆咖啡”可以選擇直接不添加咖啡因，或是做成多加猛料的“強因咖啡”。
他們選擇從天然植物中提取可利用成分，比如棗、菊苣根、葡萄皮這種“廚余垃圾”，再轉化為那 28 種關鍵成分。其中大部分原料都是回收來的可持續植物，Atomo 還考慮未來和當地農民合作，直接回收他們在勞作中棄置的植物廢料。
“一顆豆都不用嗎？”“咱是分子咖啡！”丨Atomo
至于口味，CNBC 曾策劃過街邊盲測，70% 的試喝者認為 Atomo 的“廢料咖啡”比星巴克更順滑更甘甜。雖然打敗星巴克似乎說明不了什么。目前，Atomo 已經推出了“經典”和“低苦順滑”兩款罐裝咖啡液，定價 6 美元。他們還會推出粉末形態的“咖啡”，以滿足更注重咖啡沖煮儀式感的消費者。
舊金山的 Compound Foods 也想“復合”咖啡，創始人表示他們通過食品科學和發酵技術，使用可持續生長的微生物“生產出比現在商店貨架上的咖啡有更強的甜感、更明亮的酸度和更復雜的香氣”。Compound Foods 認為發酵是咖啡制作流程中的關鍵，也是咖啡復雜風味的來源之一，所以只要尋找那些參與發酵的微生物，并優化它們，就能模擬并創造風味。
Compound Foods 還想建立一個咖啡風味數據庫。因為不同地區、海拔的咖啡豆有機質不同，生豆密度和物理結構也不相同，在烘焙階段什么時間點釋放什么香氣各有特點，產地距離越遠，口味差異就越大——比如巴西咖啡酸苦均衡，印尼咖啡濃郁甜感足。Compound Foods 認為只要調整其中風味的比例，就能模擬得盡可能逼真。
芬蘭國的一家非盈利性公司 VTT 也想在實驗室里建起一個“咖啡種植場”。簡單來說，就是從咖啡植物中提取出細胞，進行培養，再將培養物放入營養豐富的生物反應器。最終培育出來的是一種漂浮物，再經過干燥、烘焙，成為類似“凍干粉”的樣子，用水沖開后便可得到一杯實驗室培育咖啡——你不需要整株咖啡，只需要能喝到嘴里的那些植物細胞。
這款粉末經過淺烘焙后，沖開之后“口感介于紅茶和咖啡之間”丨VTT
VTT 的科學家指出，植物細胞可以自由生長，懸浮在培養基中，因此擴大生產規模也更容易。芬蘭是世界上最大的人均咖啡消費國，人們每年平均消耗 26.45 磅咖啡，相比之下，美國人才 9.26 磅。但是芬蘭并不生產咖啡，一直依賴進口。現在，他們終于將擁有屬于自己的本土咖啡了。
“定向生產”思想指導下的“無豆咖啡”生產過程，不會消耗太多的能源和水。Compound Foods 稱，相比傳統咖啡種植業，無豆咖啡的生產可以減少 90% 的溫室氣體排放和水消耗，Atomo 的“廢料”咖啡則可以將消耗減少 94%。另外，這樣的方法也可以最大程度地抵御季節和氣候變化帶來的負面影響。
只要技術和衛生環境有保障，這種“不占地方”的農場可以在全世界的各個地方“種植”咖啡，又能極大降低運輸成本。
傳統的食品制作大多屬于“減材”，比如谷物或者動物在被做成食物的過程中，一些無法食用的廢棄物如麥麩、骨頭、內臟等都會被丟棄，而以食物分子為原料單位的方式則是一種“增材”，可以極大減少浪費。
但這些“新咖啡”目前依然有“身份問題”需要解決，首先是監管。
除了已經有上市產品的 Atomo 之外，Compound Foods 計劃在明年底推出產品，價格和精品咖啡定價相當，創始人表示官方監管部門對咖啡暫無明確的定義，所以即便產品不含咖啡，也能叫“咖啡”。但芬蘭 VTT 在歐洲會面對較為嚴苛的監管要求，實驗培育咖啡需要先被批準為新型食品，才能流入市場。VTT 表示這至少還需要四年。
第二個問題是，咖啡是植物意義上的咖啡，還是文化意義上的咖啡？
圍繞著這些小豆子，咖啡愛好者圍聚在一起，發明出了多種多樣的沖泡方式，他們樂此不疲地研究咖啡的烘焙曲線和風味呈現，甚至為其辦起了沖煮大賽。SCA 精品咖啡協會（世界上最有影響力的咖啡協會之一，制定咖啡評鑒標準，也是被認為是目前咖啡行業認證機構的首選。）在幾十位科研人員和咖啡從業者的合作下，完成了長達 54 頁的咖啡感官詞典，收錄了人們能想象到的幾乎所有能用來描述咖啡味道的詞，一共 110 個，為描述一款咖啡建立依據。
2016 年，他們在咖啡感官詞典的基礎上重制了咖啡風味輪，最里層有 9 種味道，其中水果香又能被繼續細化成漿果味和果干味等等｜Unsplash
面對這些咖啡文化的“原教旨主義者”，連全自動手沖設備都會被其吐槽“沒靈魂”，無豆咖啡恐怕將成為一種更加“大逆不道”或“違背祖訓”的存在。分析化學專家 Chahan Yeretzian 博士提到，“Atomo 這種解構咖啡的做法，其實能讓人們更好地了解咖啡。人們的焦點從一些‘繁文縟節’慢慢轉移到真實體驗上。這其實擴大了咖啡的意涵。”
另一個問題是，如果無豆咖啡在未來得到普及，那么依賴咖啡種植的農民如何解決生計問題？根據一項統計，全世界大約有 2500 萬咖啡農，供應鏈中大約有 850 萬人的生計完全依賴于咖啡的種植生產。
對于可能引發的“技術性失業”危機，VTT 的科學家表示，這種實驗室咖啡最終替代掉一部分低檔次的咖啡，而精品咖啡由于很難模擬還是能在市場占據重要位置。大規模的咖啡種植收縮，農民也可以精耕細作，并最終拿到對他們來說更加公平的經濟回報。
“之所以會發展出咖啡加奶加糖的做法，就是人們受不了苦味，那咖啡為什么不能一開始就‘去苦’呢？”Atomo 激進的想法體現了個性化風味（營養）的概念。
把要培育的目標物分解成樂高一樣的元件，再定向拼裝丨Unplash
無豆咖啡的發展體現了人類利用資源方式的改變。我們想喝咖啡，并不一定要先從種出一顆樹開始，只要把我們的目標物分解成樂高積木一樣的元件，定向拼裝、生產就可以。這種生產的過程，更為生態友好。
Atomo 現在每天可以生產 1000 罐咖啡，到 2022 年他們想把這個數字提到 10000 罐。在 Atomo 的老家西雅圖，也是商業咖啡巨頭星巴克的發源地。1971 年，全世界第一家星巴克在西雅圖派克市場開業。
“我們可以拿起石子，去砸第一家星巴克。”Atomo 的創始人開玩笑說。在未來，他們生產的無豆咖啡也許真會成為沖擊咖啡市場的“石子”。
[1]Your Next Cup of Coffee Could be Grown in a Lab.https://www.wired.co.uk/article/lab-grown-coffee
[2]Inside the Seattle Company Plotting Lab-Made ‘Coffee’ Without Beans.https://seattle.eater.com/2019/10/17/20916019/atomo-coffee-without-the-beans-seattle-startup
[3]All coffee, no beans - brewing a new kind of coffee.https://medium.com/@info_90401/all-coffee-no-beans-brewing-a-new-kind-of-coffee-f7434fb2b82
[4]Eco-friendly, lab-grown coffee is on the way, but it comes with a catch.https://www.theguardian.com/environment/2021/oct/16/lab-grown-coffee-eco-friendly
[5]The fight to save coffee from climate change heats up.https://sustainablefoodtrust.org/articles/the-fight-to-save-coffee-from-climate-change-heats-up/
本文來自微信公眾號 “果殼”（ID：Guokr42），作者：biu，編輯：臥蟲，36氪經授權發布。
