就在刚刚过去的那一秒钟里，全世界喝掉了 26000 杯咖啡；在你读完上一句话后，人们又喝掉了大约 40000 杯。沿着上海的淮海中路核心路段从头走到尾，你能和近 50 家咖啡馆擦肩而过，而这段距离只有不到 2 公里。在国内，咖啡消费已成热潮。
咖啡爱好者们在意咖啡豆的产地、处理方法和风味倾向，但却很少去究查它给环境造成的负担。从食品行业温室气体的排放情况来看，咖啡生产所带来的温室气体排放仅次于牛肉、奶酪和巧克力，每一杯咖啡的生产需要消耗大约 140 升水，每公斤咖啡的生产会产生 17 公斤二氧化碳。从这个角度看，咖啡是一种“不道德”的作物。
英国的一项研究警告称：目前用于种植咖啡的土地中有 50% 到 2050 年将不再适合种植，加上一些传统咖啡农正在转行中放弃咖啡园，未来咖啡必将供不应求；全球气候变暖也让咖啡农不得不迁徙到海拔更高的地方种植，这导致了更多森林被砍伐，陷入了恶循环；咖啡的培育成本越来越高，优质咖啡豆种也会越来越稀少。
一些生物科创公司找到了补救和替代的方法，研发了无豆咖啡（beanless coffee）——通过“逆向”思路，拆解咖啡的风味，再借由生物工程和食品工程技术进行重组，“模拟”出一种喝起来“就是咖啡”的东西。
如何模拟一杯咖啡？第一个问题：咖啡味儿是什么味儿？但这很难回答。咖啡的迷人之处，在于酸、甜、苦，几种味道按不同比例混合呈现出来的复杂滋味，以及从热到凉都会不断变化的诱人香气。
新鲜的咖啡果实首先会经过水洗、日晒等处理法，这个过程会因发酵作用生成花香和水果风味。进入烘豆机后，生豆的大量新物质会被高温烘烤“唤醒”。浅黄色的豆子慢慢转变成棕色，美拉德反应在此时开始——蛋白质和糖类在 150 摄氏度以上开始出现焦香。这个过程中，二氧化碳、水蒸气和挥发性气体产生，豆子内部压力大到足以撑破细胞壁，这时，豆子第一次爆裂。
“一爆”泄压后，美拉德反应、焦糖化反应、高温热解反应等还会继续相互作用，咖啡生豆中的糖分、酸、脂肪等成分会在复杂的反应下产生大量挥发性化合物和非挥发性化合物。前者就是散逸开来的香气，比如带来果香的醛类，带来焦糖气味的呋喃等；后者有蔗糖、油脂和咖啡因，共同组成了咖啡的口感和功效。
光是挥发性化合物，在出炉的熟豆中就包含 1000 种以上——就连最精密的实验室也难以精确模拟。位于西雅图的一家创业公司 Atomo，认为与其针对 1000 多种化合物铆劲儿，不如就先“抓重点”，找到那些起决定作用的化合物。
一番研究后，Atomo 得出结论，只要人们感受到其中 28 种咖啡成分，就会认为自己是在喝咖啡——这样的方法更像一种“分子料理”（将食物原有的形状打破，利用物理或化学的方法，将食物组合成另一种形状）。
咖啡因的多寡也可以自定义，相比传统咖啡做脱因处理的繁琐，“无豆咖啡”可以选择直接不添加咖啡因，或是做成多加猛料的“强因咖啡”。他们选择从天然植物中提取可利用成分，比如枣、菊苣根、葡萄皮这种“厨余垃圾”，再转化为那 28 种关键成分。
至于口味，CNBC 曾策划过街边盲测，70% 的试喝者认为 Atomo 的“废料咖啡”比星巴克更顺滑更甘甜。目前，Atomo 已经推出了“经典”和“低苦顺滑”两款罐装咖啡液，定价 6 美元。他们还会推出粉末形态的“咖啡”，以满足更注重咖啡冲煮仪式感的消费者。
旧金山的 Compound Foods 也想“复合”咖啡，创始人表示他们通过食品科学和发酵技术，使用可持续生长的微生物“生产出比现在商店货架上的咖啡有更强的甜感、更明亮的酸度和更复杂的香气”。
芬兰国的一家非盈利性公司 VTT 也想在实验室里建起一个“咖啡种植场”。简单来说，就是从咖啡植物中提取出细胞，进行培养，再将培养物放入营养丰富的生物反应器。最终培育出来的是一种漂浮物，再经过干燥、烘焙，成为类似“冻干粉”的样子，用水冲开后便可得到一杯实验室培育咖啡——你不需要整株咖啡，只需要能喝到嘴里的那些植物细胞。
“定向生产”思想指导下的“无豆咖啡”生产过程，不会消耗太多的能源和水。Compound Foods 称，相比传统咖啡种植业，无豆咖啡的生产可以减少 90% 的温室气体排放和水消耗，Atomo 的“废料”咖啡则可以将消耗减少 94%。另外，这样的方法也可以最大程度地抵御季节和气候变化带来的负面影响。
但这些“新咖啡”目前依然有“身份问题”需要解决，首先是监管。除了已经有上市产品的 Atomo 之外，compound food 也在今年推出了无豆咖啡产品，价格和精品咖啡定价相当，创始人表示官方监管部门对咖啡暂无明确的定义，所以即便产品不含咖啡，也能叫“咖啡”。但芬兰 VTT 在欧洲会面对较为严苛的监管要求，实验培育咖啡需要先被批准为新型食品，才能流入市场。
第二个问题是，咖啡是植物意义上的咖啡，还是文化意义上的咖啡？围绕着这些小豆子，咖啡爱好者围聚在一起，发明出了多种多样的冲泡方式，他们乐此不疲地研究咖啡的烘焙曲线和风味呈现，甚至为其办起了冲煮大赛。
面对这些咖啡文化的“原教旨主义者”，连全自动手冲设备都会被其吐槽“没灵魂”，无豆咖啡恐怕将成为一种更加“大逆不道”或“违背祖训”的存在。分析化学专家 Chahan Yeretzian 博士提到，“Atomo 这种解构咖啡的做法，其实能让人们更好地了解咖啡。人们的焦点从一些‘繁文缛节’慢慢转移到真实体验上。这其实扩大了咖啡的意涵。”
另一个问题是，如果无豆咖啡在未来得到普及，那么依赖咖啡种植的农民如何解决生计问题？根据一项统计，全世界大约有 2500 万咖啡农，供应链中大约有 850 万人的生计完全依赖于咖啡的种植生产。对于可能引发的“技术性失业”危机，VTT 的科学家表示，这种实验室咖啡最终替代掉一部分低档次的咖啡，而精品咖啡由于很难模拟还是能在市场占据重要位置。
大规模的咖啡种植收缩，农民也可以精耕细作，并最终拿到对他们来说更加公平的经济回报。
无豆咖啡的发展体现了人类利用资源方式的改变。我们想喝咖啡，并不一定要先从种出一颗树开始，只要把我们的目标物分解成乐高积木一样的元件，定向拼装、生产就可以。这种生产的过程，更为生态友好。Atomo 的老家西雅图，也是商业咖啡巨头星巴克的发源地。1971 年，全世界第一家星巴克在西雅图派克市场开业。
“我们可以拿起石子，去砸第一家星巴克。”Atomo 的创始人开玩笑说。在未来，他们生产的无豆咖啡也许真会成为冲击咖啡市场的“石子”。