Dos familias de reacciones gobiernan el tueste, y son las de la corteza del pan y del caramelo. La reacción de Maillard, descrita por Louis-Camille Maillard a comienzos del siglo XX, hace reaccionar azúcares y compuestos nitrogenados y produce a la vez el color pardo y cientos de moléculas odorantes; la caramelización degrada los azúcares solos. Las dos fabrican las melanoidinas, polímeros pardos heterogéneos construidos sobre la sacarosa, los arabinogalactanos, los galactomananos, las proteínas y los ácidos clorogénicos, que representan hasta 25 % de la materia seca de una taza y aportan el color, una parte del cuerpo y de la astringencia.

La trigonelina se degrada en un 50 u 80 % según el grado de tueste, en ácido nicotínico (la vitamina B3, 1 a 2 % de lo que se degrada), en piridina y en metilpiridinas. La sacarosa desaparece casi por completo. El detalle del tueste está en la lámina tueste.

Moreira, Nunes, Domingues, Coimbra, Food & Function 3 (2012), p. 903-915; RSC 2019, cap. Trigonelline; Yang et al. 2026, p. 12; LC cap. 16b

El amargor lo fabrica sobre todo el tueste, no se hereda del grano. En 2007, Thomas Hofmann y Oliver Frank (Universidad de Münster, luego TU Munich) aíslan por fraccionamiento los compuestos amargos del café tostado: las lactonas de ácidos clorogénicos, formadas cuando los CGA pierden una molécula de agua, dan el amargor franco y agradable de los tuestes claros a medios; si el tueste continúa, estas lactonas se rompen en 4-vinilcatecol, que se oligomeriza en fenilindanos hidroxilados, responsables del amargor áspero y persistente de los cafés excesivamente tostados.

La cafeína, que el público considera la fuente del amargor, solo aporta una parte. En el mismo movimiento, la degradación de los CGA libera ácido quínico, cuyo contenido aumenta con el tueste oscuro, el envejecimiento y el enfriamiento de la taza.

Frank, Blumberg, Kunert, Zehentbauer, Hofmann, J. Agric. Food Chem. 55 (2007), resumido por la American Chemical Society, 21 de agosto de 2007; documento de formación profesional, la acidez en el café, p. 3

Los volátiles son el otro producto del tueste. En el café tostado se han identificado más de mil compuestos volátiles, pero solo una minoría pesa realmente en el olor. La razón está en el umbral de percepción: una molécula solo cuenta si su concentración supera la dosis a partir de la cual la nariz la detecta. Estar presente no basta.

Clasificar esos mil compuestos exigía, pues, un método. En 1992, Blank, Sen y Grosch (Deutsche Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie, Garching) ensayan uno con el polvo y la bebida de un arábica. Su herramienta es el análisis de dilución de extracto aromático, es decir, se diluye el extracto por etapas hasta que el olor deja de percibirse. Cuanto más resiste una molécula a la dilución, más pesa.

Así retienen 13 odorantes clave, entre ellos el 2-furfuriltiol (tostado, «café»), el metional (papa cocida), varias metoxipirazinas (vegetal, pimiento) y furanonas. Los trabajos posteriores de Grosch elevan la lista a 25 o 30 compuestos de gran impacto.

Estos compuestos se agrupan por familia química, y cada familia aporta su registro.

• Los furanosentre ellos el furaneol (4-hidroxi-2,5-dimetil-3(2H)-furanona), que huele a caramelo.
• Las pirazinasprovenientes de la degradación de Strecker. La 2-etil-3,5-dimetilpirazina tira hacia lo terroso y lo asado, la 2,5-dimetilpirazina porta el olor mismo de «café tostado».
• Los tioles azufradosel 2-furfuriltiol y el formiato de 3-mercapto-3-metilbutilo, cuya nota llamada «gato» recuerda a la grosella negra.
• Los aldehídosel acetaldehído y el metional, ya mencionado más arriba.
• Las dicetonascomo la 2,3-butanodiona, que huele a mantequilla.
• Los fenoles volátilesderivados de los ácidos ferúlicos: el guayacol y el 4-vinilguayacol, ahumado y clavo de olor.
• La β-damascenonacitada aparte, por la fruta cocida y la miel.

El grado de tueste desplaza el equilibrio entre estas familias. Un estudio de 2024 comparó cinco grados de tueste y contó 74 volátiles, de los cuales 25 activos: 8 furanos, 7 pirazinas, 2 cetonas. El tueste medio concentra lo dulce, la avellana y el caramelo; el tueste oscuro se inclina hacia lo quemado y lo azufrado. Un mismo lote, dos tuestes, dos olores.

Blank, Sen, Grosch, Z. Lebensm. Unters. Forsch. 195 (1992), p. 239-245; Grosch, Chemistry III: Volatile Compounds, en Coffee: Recent Developments, Wiley (2001); Sunarharum, Williams, Smyth, Food Research International 62 (2014); Effect of Roasting Level on the Development of Key Aroma-Active Compounds in Coffee (2024, PMC11477549)