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主にメラノイジンが褐色を示すようですね、これが多いと赤褐色を示すのだと思われます!
一方黒く変化すると炭素が多いことが示されます。炭素が多いということはメラノイジンだけでなく、他の香りや味を示す成分も過度な加熱により分解を繰り返して失われ、最終的に炭素へと分解されているためだと思われます。
簡易的に、大雑把に反応式を予想したものがこちら⬇です。
アミノ酸+糖△→メラノイジン+水+CO2
メラノイジン(や糖,アミノ酸, 揮発性成分などコーヒーに含まれる有機化合物全て)→炭化水素→→…→炭素+水+CO2
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