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欧洲人以咖啡提神醒脑由来已久，对咖啡的热气和黑色外观早就习以为常。但人们大都不会想到咖啡豆本是苍黄色，在烘烤后才拥有标志性的黑褐色。至于咖啡豆从何而来就更无人问津了。雅各布·斯彭（Jacob Spon，1645/47～1685）出生于一个古老的乌尔姆（Ulm）家族。他在1686年于鲍岑（Bautzen）发表了一篇关于咖啡、茶和可可的文章，其中介绍了咖啡植株。
咖啡是一种舶来的多层果实，形似菜豆而较大，一端圆润，一端宽平，内含两枚对称的种子。种子的颜色介于黄白之间，被两层膜 [1] 包裹。内膜极薄，颜色与种子接近；外膜较厚，颜色稍重。 [2]
斯彭清晰地指出一枚咖啡果中包含两粒黄白色的咖啡豆，每一粒均分别被薄薄的羊皮纸包裹，然后再共同被果肉包覆成一枚果实。他还详细描述了咖啡灌木的形态，虽然细节略有出入，但大体正确。
咖啡树不仅在形态上与我们熟知的樱桃树差不多，而且一样具有细长的枝条和小巧厚实的常绿叶片。所不同之处在于，咖啡树的叶片较易脱落，结出的果实也需要在树上生长较长的时间才能成熟。 [3]
虽然斯彭似乎并没有弄清楚咖啡植株究竟是乔木还是灌木——事实上此点至今依然没有盖棺定论——但他对其高矮大小和外观特征的描述相当精确，而且还明确指出咖啡属于常绿植物以及果实的成长周期较长。
斯彭以欧洲原生的樱桃树为参照来描述咖啡植株的外形与特征，希望读者能够据此建立对这种舶来陌生植物的初步印象。无独有偶，活动于17世纪末也门商埠摩卡的英格兰教士约翰·奥文顿（John Ovington）也使用了类似的方式来描述咖啡植株。
咖啡果实成熟于一年中的某个特定时期，同我们熟悉的一些粮食和水果一样，也常为歉收所苦。咖啡植株像冬青一样在近水处聚群丛生，一枚果壳中包裹两粒咖啡豆，果壳裂开时豆子会分别弹落在地。咖啡豆的形状与月桂果实相似；叶片则有些像月桂叶，但较之稍窄。咖啡植株并不高大，结果几次后就会枯败，需要以新树取而代之。 [4]
奥文顿和斯彭为了使读者对咖啡植株的性状有一个大致的印象，描述时都使用了欧洲本地植物作为咖啡的参照对象。但几乎可以肯定的是，奥文顿并不曾像斯彭一样亲历也门山中的咖啡园，他充其量只见过咖啡的叶片和果实。所以奥氏只提到咖啡植株生长在水边，而没有说清楚所谓水边究竟是指也门的滨海平原，还是也门内陆的河湖之畔。他还提到咖啡植株不能长年结果，需要不断种植新木，然而实际上这种作物通常可以充分收成至少三十年。这些谬误让人不禁认为：奥文顿的描述所依据的或许只是听到的风闻。
另一段可供我们参阅的叙述来自18世纪初游历也门的法兰西旅行家德·诺伊尔（de Noïers）。在他的叙述中，咖啡灌木的树枝向下弯曲，整体呈伞形，很像树龄8～10年的苹果树。其表皮苍白粗糙，叶片酷似柠檬树叶但稍尖稍宽，幼叶则较之更显强健。咖啡花朵形似茉莉花，闻起来像香脂一般沁人心脾，尝起来——显然这位法国朋友连花朵都要尝尝——却带有苦涩的怪味。花叶掉落后会结出果实，初为青绿色，成熟后转红，跟樱桃几乎一模一样。当然，他也品尝了咖啡果实，并认为这种果实清凉美味、营养丰富。最后，他在果实中发现了两枚分别由薄膜精心包裹的咖啡豆！对此他则明确表示：“味道相当糟糕，苦涩之极。” [5]
以上三例告诉我们，1700年前后的欧洲人对咖啡植株已经有了初步认识，但相关知识尚不全面。那些亲历也门目睹咖啡植株的旅行家往往不具备理解咖啡种植的专业知识。欧洲读者总是基于本地植物的形象对咖啡进行想象则是这一时期的最大问题。
随着时迁境移，欧洲人开始计划在亚洲和美洲殖民地种植咖啡。这就要求人们对咖啡进行深入而科学的分析研究，以便为其创建最佳的生长环境，进而使庄园式种植成为可能。为此，欧洲的植物园最迟在18世纪中叶就引进了咖啡植株。不久后，一些海外研究所进行了大量研究，大幅拓展了人们对咖啡植株的了解。瑞典的著名植物学家卡尔·冯·林奈（Carl von Linné，1707～1778）积极倡导瑞典人将咖啡作为新的嗜饮品，并在1753年将其纳入了自己的植物学分类体系。 [6] 然而直至咖啡具有世界性重大经济影响力的今日，人们对它的研究仍远远未臻完整。据植物学家推测，非洲原始森林深处仍存在不为人类所知的原生咖啡品种，但这些生物学瑰宝目前因非洲大陆日益加剧的过度砍伐现象正面临永远消失的危险。 [7]
咖啡的植物学名是“Coffea”，属于“茜草科（Rubiaceae）”，亲缘植物有栀子（Gardenie）、龙船花（Ixora）、茜草（Krapp）和奎宁树（Chinarindenbaum）。目前，已发现的咖啡植株约有70种，其中具有大规模种植经济价值的仅有“阿拉比卡咖啡（Coffea arabica）”和“中果咖啡突变罗布斯塔种（Coffea canephora var. robusta）”。一些种植园也会小规模地种植“利比利卡咖啡（Coffea liberica）”和“埃塞尔萨咖啡（Coffea excelsa）”，它们共占当今全世界咖啡总产量的1%～2%。 [8] [9]
咖啡植株是一种常绿灌木（或乔木），早期赴也门的欧洲旅行家对这一点的判断基本正确。培育咖啡可以使用压条或种子，也即咖啡豆种植的方式。咖啡豆越干燥就越乏力，破土发芽的机会也就越小。所以用于种植的咖啡豆越新鲜越好，一般来说应选用含水量超过50%的豆子，这样可以保证90%左右的发芽率。直至今日，要在种子银行里储存这种具备发芽能力的新鲜咖啡豆依旧非常困难，所以人们只能利用野外保护设施长期性地维持咖啡遗传因子（即基因）的多样性。现在，埃塞俄比亚、哥斯达黎加、巴西、哥伦比亚、坦桑尼亚、肯尼亚、喀麦隆、多哥、马达加斯加、科特迪瓦、印度等国以及东南亚地区都建有这样的原生品种栽培园。 [10]
咖啡豆种下后过了差不多十周，幼苗才能撑破薄薄的羊皮纸破土发芽，再过一个月左右幼芽将展开第一片嫩叶，树根、树干与枝条亦会随之渐次生成。人工种植的成年咖啡植株树干的直径在8～13厘米之间，不经修剪时树高可达8米，人为看护下树龄长达八十年。但商用咖啡植株在树龄三十年左右时产量便会明显下降，此时一般会人为进行更植。
成年咖啡植株具有强壮的主根，通常可以扎至地下0.5～1米处，由主根分出的次生根会再向下或向侧生长3米。当水分充足时，这些根会在土下较浅处浓密地紧贴地表蔓延生长；而在长期干旱的环境下，它们则相对孱弱，更倾向于往土地深处生长以获取水分。总之，咖啡植株的根系异常灵活，会根据土质和水分条件调整长势，选择横向或纵向发展。 [11]
咖啡植株的叶片呈椭圆形，总是两两对称，生长于主干、支干和枝杈上。叶片颜色为深绿色，表面似蜡，略具光泽。幼株一般在栽种后的第二或第三年初次开花，并在第三年初次结果。咖啡花为白色，野生种咖啡植株的花瓣一般仅有2～3片，人工种则有8～16片。人工种的花朵也更多，通常会在当年生出的新枝条上簇拥成白色的花团。这些花朝开暮落，花期极为短暂，受精迅速。一般来说是由位置较高的花朵落下花粉，然后供同一株上位置较低的花朵受粉。一株成年人工种咖啡植株可产花粉250万粒，野外种则更多。这些花粉可供两三万朵咖啡花受粉。
花朵受粉之后会迅速开始结果。果实头两个月生长缓慢，在第三至第五个月期间会突然加速生长，进而在第六至第八个月进入成熟期。成熟期的最后几周，大部分品种的咖啡果实会由绿变红，少数品种则会由绿变黄。在这一过程中，咖啡植株依品种不同从开花到结果短则需要九个月，长则超过一年。咖啡果实常被叫作“咖啡樱桃”，如前所述，内含两粒包裹着薄薄的羊皮纸的种子，这就是我们通常所说的“咖啡豆”。咖啡豆长6～10毫米，脱水后重0.37～0.5克，具体情况依品种不同而略有差异。所以不难想象的是，摆放于超市货架上的一磅装咖啡粉背后隐藏的其实是漫长的种植过程和鲜为人知的大量劳动。
咖啡豆的商业价值取决于香气及兴奋效果的强弱。香气由构成咖啡豆的复杂化学成分共同决定，兴奋效果则源自“咖啡因（Koffein）”。咖啡因因受到研究机构和公众的关注而得到了比较广泛且全面的研究，但人们还远未能全面了解这一物质对人类身体的作用和影响。近代早期的人们就已经意识到咖啡和茶具有兴奋效果，但对引起该效果的物质尚缺乏认识。直到19世纪上半叶化学分析法发展得较为先进后，人们才发现了咖啡因。多位学者如皮埃尔·约瑟夫·佩尔蒂埃（Pierre Joseph Pelletier，1788～1842）和约瑟夫·比埃奈默·卡旺图（Joseph Bienaimé Caventou，1795～1877）于1820年前后几乎同时确认了这种物质的存在。德意志的弗里德利布·费迪南德·龙格（Friedlieb Ferdinand Runge，1794～1867）是成功提取咖啡因的第一人，他在约翰·沃尔夫冈·冯·歌德（Johann Wolfgang von Goethe）的鼓励下完成了这项创举。1819年，这位25岁的化学新秀与古稀之年的大师在耶拿大学（Universität Jena）会面。此前，耶拿大学的著名化学家约翰·沃尔夫冈·德贝赖纳（Johann Wolfgang Döbereiner）曾向歌德谈及此人。龙格来自汉堡的比尔韦德区（Billwerder），从小就开始进行植物物质提取方面的试验，年少时就自颠茄中提取出了剧毒物质。那发生在他进入耶拿大学学习化学之前，一滴颠茄试剂在一次试验中意外溅进了他的眼睛。龙格立即发觉自己瞳孔扩大、视野模糊，便进一步拿家里的猫做了试验，最后终于提取出了“颠茄素（Tollkirsche-Extrakt）”。
歌德在进入老年后开始涉猎自然科学，与龙格会面时他正迫切地渴望获知学界的最新研究成果。此外他还是一位重度的咖啡爱好者，早就意识到了自己嗜饮咖啡，30岁时就曾认真考虑过缩减在咖啡上的花销。龙格带着他的猫——应该不是年少时用于试验的那只——应诗人之邀前来见面。他先是现场演示了提取颠茄素的过程，然后向歌德就咖啡豆作了讲解。歌德很想知道究竟是什么物质致使咖啡拥有兴奋效果，以及咖啡是否和颠茄一样会在人和动物身上都产生相似的作用。龙格在《家务记述》（ Hauswirthschaftlichen Briefen ）中写道：
歌德向我表达了强烈的赞许之情……又递给我一盒咖啡豆，并表示这是一位希腊朋友寄给他的好东西。他说：“您的研究也许用得上这个”，并把咖啡豆借给了我。事实证明他完全正确，不久之后我就从中发现了“咖啡因”，一种含有大量氮的著名物质。会面结束时我不知道自己怎么出的门，又是怎么上的楼梯，只听见歌德在我身后喊道：“您忘了您的研究助手！”随后仆人赶了上来，将小猫放进我的怀里。这时我才想起，我们会谈时它一直蜷在沙发里打盹。 [12]
龙格发现了咖啡因，并通过进一步的研究将它应用到了制造人工色素的过程中。尽管如此，他的职业生涯并不顺利。他游学欧洲各国，一度在布雷斯劳［Breslau，今波兰弗罗茨瓦夫（Wrocfaw）］任兼职教授；1831年他再度失业，后任职于一家私营企业；1867年，龙格死于贫困。 [13]
现在，人们对咖啡因的化学特性有了较为深入的了解。咖啡因是一种“生物碱（Alkaloid）”，由碳、氢、氮和氧四种化学元素构成，化学表达为C 8 H 10 N 4 O 2 。咖啡因纯净物在室温下为白色絮状粉末，由细长的晶状物质构成，除了人们熟知的“咖啡因”，它尚有数种化学命名。纯咖啡因或来自制造“脱因咖啡（entkoffeinierter Kaffee）”后的剩余物质，或从生产过剩的茶叶中提取，或由人工合成，常被用于医疗目的和制造含咖啡因软饮料。 [14]
学者们一直在研究茶树、咖啡植株、马黛树（Mate） [15] 和恰特草［Qat，即阿拉伯茶（Kathstrauch）］等植物产生咖啡因的原因。目前，学界一般认为这是植物的一种自我保护机制，咖啡因可以帮助它们抑制有害细菌和真菌，或使植物害虫无害化。对某些动物而言，咖啡因的麻醉效果比大麻强得多。比如有试验证明咖啡因可以麻醉蜘蛛，使其无法正常结网。罗布斯塔咖啡的咖啡因含量约为阿拉比卡的2倍，所以在面对有害生物或其他外界因素影响时，其韧性也明显强于后者。
然而对人类而言，富含咖啡因的咖啡饮品反而是一种兴奋剂，不仅能振奋情绪，提高集中力和工作能力，还能缓解哮喘，改善低血压状况。除了上述积极影响，咖啡因也会对我们的身体造成一些消极影响，这在初次或不常饮用咖啡的人身上尤为明显。而长期适度饮用咖啡的人似乎不必担心它会损害健康。最新研究成果表明，适度饮用咖啡既不会提高心肌梗死的概率，也不会提高罹患癌症的风险。当然，随着人类医学认识水平的不断进步，现有结论随时可能会被新的研究成果推翻。
咖啡因溶于油脂，并且能够轻易透过细胞膜，因此该物质由消化系统进入血液乃至中枢神经系统，进而发挥兴奋效用的速度是大部分物质所无法比拟的，最终，咖啡因会充斥人体内的每个细胞乃至广泛存于母乳内。咖啡因在进入人体一个小时内兴奋效果就能达到最高峰，如果饮用某些含咖啡因的软饮，生效可能会慢些。大体而言，兴奋效果的强弱由摄入者的体重决定，体重越轻，咖啡因的效果就越明显。该物质被人体代谢的速度和进入人体时一样快，它会迅速在肝脏中完成化学转化，然后随尿液排出体外。 [16]
那么，一杯咖啡里究竟含有多少咖啡因呢？决定因素大致有三：咖啡杯的大小、咖啡的品种以及烹制的方式。加拿大1988年的一项研究指出，在检测了70个地点的咖啡后，结果显示一标准杯咖啡中的咖啡因含量为20～150毫克，不同样本间的差异很大。1995年，美国的一项研究则调查了数种无因咖啡，结果显示这些无因咖啡中的咖啡因含量的个体差异同样很大，一些所谓的无因咖啡的咖啡因含量与普通咖啡相差无几。比如星巴克无因咖啡的咖啡因含量为25毫克，而“山咖（Sanka）”的咖啡因含量则仅为1.5毫克。
植物学家曾长期认为咖啡植株只有一个品种，即栽培于阿拉伯半岛南部的阿拉比卡咖啡。直到18世纪的后几十年，欧洲的学者和旅行家逐渐深入非洲沿海的原始森林，开始探索非洲东岸的印度洋岛屿后，人们才知道还有其他品种的咖啡存在。1783年于波旁岛［Insel Bourbon，今称“留尼汪岛（Insel La Réunion）”］，1790年于莫桑比克，1792年于塞拉利昂以及多年后于刚果都有野生的咖啡品种被人发现。 [17] 人们在刚果找到的中果咖啡突变罗布斯塔种，即所谓的“罗布斯塔咖啡（Robusta-Kaffee）”是这一时期发现的最为重要的品种。这种成本低廉且富含咖啡因的品种是目前全世界工业化生产速溶咖啡的重要原料。19世纪末，植物学家间展开了一场名副其实的“发现竞赛”，争相探索未知的野生咖啡品种。现在，人们在世界各地的植物园中仍可找到于那一时期被发现的咖啡植株的后代，而联合国粮食及农业组织（Ernährungs-und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen）的《全球咖啡收藏目录》（Verzeichnis der weltweiten Kaffeesammlungen）也仍处于不断更新的状态中。
咖啡植株可被分为“高地种（Hochlandgewächse）”和“低地种（Tieflandgewächse）”两大类，二者除了地理分布上的差异，生长过程和果实品质也有所不同。前已多次述及的阿拉比卡咖啡原产于埃塞俄比亚高原海拔1300～2000米处，是目前最主要的高地种咖啡。（见第3章）阿拉比卡咖啡与一些低地种相比，叶片更加细长精巧，咖啡豆的芳香也更浓厚，因此在消费者心中拥有较高的品质。低地种的种类则要纷繁得多，其广泛分布于海拔1000米以下的原始森林中。从散布于非洲东岸的印度洋岛屿到西非的刚果等地区都生长着原生的低地种咖啡，罗布斯塔咖啡和利比利卡咖啡都是其中的一员。不同品种的咖啡果实产量差异极大，这使得人们生产种植的过程也大不相同。例如阿拉比卡咖啡的果实在逐渐成熟的过程中会自然脱落，而罗布斯塔种则会在成熟后的数周内牢挂于枝头。
截至目前，世界上仍有新的野生咖啡品种被不断发现，这些新品种与历史资料——比如植物标本室、旅行手记和植物园中早期植株的后裔——一样，对咖啡的系统性分类至关重要。现在，很多植物园都会集中收藏特定地区的咖啡植株标本，比如英国的王家植物园邱园（The Royal Bolanic Gardens，Kew）就拥有来自非洲东部和南部以及西非旧不列颠殖民地的出色收藏；巴黎植物园（Jardin des Plantes）专注于收集中非的植株，而巴黎国家历史博物馆（Museum National d’Histoire Naturelle）则收集了西非、中非及马达加斯加的植株；荷兰主要收集印度尼西亚和喀麦隆的植株。在德国，柏林大莱植物园（Berlin-Dahlem）也曾收藏大量具有宝贵历史价值的标本，可惜其中的绝大部分皆毁于1943年。一些非洲和亚洲国家则会收集本国的植物标本，其中常有意料之外的学术瑰宝，例如加尔各答植物园（Calcutta Botanic Garden）的印度国家植物标本室。
除了这些在任何时代都令植物学家心驰神往的野生咖啡新品种，自18世纪起人们还培育了无数的人工品种。它们大都是阿拉比卡种的后裔，而且无疑仍与当年栽种于也门的阿拉比卡种祖先，即所谓的“铁皮卡变种（Typica-Varietät）”极度相似。18世纪时，尼德兰人将该品种运出也门并迁往印度尼西亚种植，随后又传播到了非洲中部和南部，这些地方至今仍有该品种的直系后代繁衍。以现在的标准来看，铁皮卡种咖啡的收获量较低且对某些病害的抵抗力较差，但因其品质饱受赞誉，当今世界上一些较昂贵的咖啡仍然常常使用这种豆子烘制。另一种栽种历史悠久的咖啡是“波旁变种（Bourbon-Varietät）”，18世纪的法国人将阿拉比卡种带到波旁岛，进而培育出了这一变种。该品种的产量明显优于铁皮卡种，随即借助波旁岛的地理优势传播到了非洲和拉丁美洲——哥伦比亚的某些地区至今仍在种植这种咖啡。
当然，这些传统品种目前已较少种植，现在流行的大都是通过定向培育得到的较新品种。一些新品种的命名令消费者尚能联想到该品种的发源地，比如20世纪四五十年代的“新世界（Mundo Novo）”和1980年的“爪哇（Java）”。而其他一些新品种则仅以编号命名，比如1940年代以来常见于印度的“S 795”。另一个值得关注的趋势是，人们愈发重视培育“矮株种（Zwergpflanze）”咖啡。这些品种的植株矮小，利于密集种植，因此产量极高。“卡杜拉（Caturra）”和“卡杜艾（Catuai）”都是矮株种的一员。现在仅在巴西就有约一半的咖啡种植面积栽种着卡杜艾。所以，虽然很多咖啡加工制造商会在广告中宣称自己仅使用纯正的阿拉比卡咖啡豆，然而实际上阿拉比卡种绝没有那么多样的衍生品种。
咖啡植株的谱系在未来还将通过育种继续扩大。今天的人们已不再像从前那样仅仅关注咖啡的产量，那些对常见病害——特别是“咖啡锈病（Kaffeerost）” [18] 或“咖啡果小蠹（Kaffeebeerenbohrer）” [19] 等毁灭性病害——具有抵抗力的品种已愈发受到重视。培育新品种的过程漫长且艰辛，咖啡幼株通常成长三年才能初次结果，而培育者往往到这时才能获知新品种的特性。近年来，国际咖啡价格出现了暂时性下降，因而投资于该领域的资源常常无法满足培育所需。 [20]
与此同时，一些地区会规模性地种植单一品种的咖啡植株，这不但对本地物种的多样性产生了不利影响，也增加了咖啡病害带来的损失。而另一些地区会将多个品种的咖啡植株混杂种植在一个相对孤立的区域以确保遗传因子的多样性能被留存下来，比如埃塞俄比亚的卡法和墨西哥的恰帕斯（Chiapas）就分别种有近80种咖啡植株。 [21]
咖啡植株可以适应多种土壤环境，总体要求是土质松散、隔水层较深和利于水分渗透。这种植物偏爱火山灰土，土层至少要有两米深以便根系能够充分发育；黏土土壤和地表经常浸水的土地则不适宜咖啡生长。不论土壤起初有多肥沃，长期种植咖啡也会使肥力逐步降低，因此必须定期为土壤添肥。 [22]
咖啡植株对温度有着更严格的要求。阿拉比卡种的最佳生长温度为白天22摄氏度，夜晚约18摄氏度；低地种需要的全天平均气温高达28摄氏度，连夜晚也要接近这个温度；罗布斯塔种极度畏寒，在4～5摄氏度以下就会枯萎。 [23]
和茶一样，品质最高、香味最浓郁的咖啡也往往产自海拔较高处。高海拔地区的紫外线照射强烈，咖啡植株因此生长缓慢，果实故而也成熟得较晚且较丰满。但是由于几乎所有咖啡品种都不耐寒，对种植海拔的要求也就存在天然限制。此外，热带及亚热带地区也有可能发生霜冻灾害，这将不可避免地破坏咖啡植株娇嫩柔弱的花和叶。咖啡种植园总在夜晚蒙霜，最先受害的总是那些生长在海拔较高处的植株。每当天空晴朗、无云遮蔽，白天被太阳烤暖的地面就会在夜晚因释放长波辐射而冷却。紧贴地面的空气也会随之降温形成冷空气层，从而给咖啡植株蒙上一袭无形的面纱。这一点在无风的夜晚尤为明显，下层的冷空气无法与上层的热空气对流，温度平衡难以实现，霜冻也就更为严重。 [24]
轻度霜冻在亚热带种植区并不鲜见，它们往往仅在空气难以流通的小型洼地中发生，形成所谓的“霜洞效应（Frostmulde）”。由于气流或风的作用，“霜洞”外的空气分布得更为均匀，不易达到足以产生霜冻的低温。中度霜冻则较为少见，暴露其中的幼芽和嫩枝会受到破坏，进而引发严重的灾害。极为罕见的是重度霜冻，只有当上层空气温度彻夜处于冰点以下，下层空气因之连续降温数小时后才会发生。这种灾害害一旦出现，将对咖啡种植园造成毁灭性的破坏：成熟的粗壮枝条也无法挺过这样的寒冷，随之而来的不仅是次年的颗粒无收，往往还有其后两三年的歉收。 [25] 如果巴西等主要咖啡生产国发生了强霜冻，则很可能会出现大规模歉收，进而导致咖啡的全球性供应不足而促使价格飞涨。在拉美地区，1887、1902、1904、1912、1918、1942、1953、1955、1957、1966、1975、1981、1985和1994年都曾发生过这样的悲剧性咖啡减产。 [26] 特别是20世纪的几次歉收在战后脆弱的经济条件下给咖啡市场带来了灾难性的冲击。
除了适宜的土壤和温度，种植咖啡还需要合理的水分供应。阿拉比卡种需要年均1400～2000毫升的降水，低地种的要求则更高，降水量需求为2000～2500毫升。尽管咖啡植株非常偏爱多雨的环境，然而过多的降水一样会给种植园带来诸多不利的影响，其中最令人担忧的就是水土流失。 [27] 而且像赤道地区那样全年无休的降水环境也不甚理想，因为咖啡的花朵与果实需要数个月的干旱期来保证充分成长。此外，如果干旱期过长，植株又会因缺水受损导致歉收。阿拉比卡种在适宜的土壤中可以耐受4～6个月的干旱，低地种则仅能耐受3～4个月。
光照条件也是影响咖啡收成的因素之一。各种野生咖啡植株的故乡都位于茂密的原始森林深处：阿拉比卡种来自海拔较高的山地雨林；罗布斯塔种来自漫无边际的非洲平原原始森林。咖啡植株在自然环境中属于“下木（Unterholz）” [28] ，周围高大树木的荫蔽确保了全年日照条件的光影均衡。早在18世纪初，法国旅行家就发现也门本地人会在缺乏自然荫蔽的咖啡植株附近种植遮阴木，以避免原始森林中强烈的日光直射损害娇弱的咖啡花朵。
……咖啡树被种在另一种树下，那也许是某种杨树。这些高大的树木会保护咖啡树不受炽热阳光的烧灼。没有这些可靠邻居保护的咖啡花过不了多久就会被烤焦，永远不会结出果实。 [29]
随着咖啡种植园在欧洲各国殖民地的扩张蔓延，人们逐渐意识到在单一作物种植环境下使用遮阴木的重要性。但直到20世纪，它才真正跃升成为专门的科学。人们开始进行试验，运用香蕉、石榴等树木为咖啡植株遮阴。开始时为了尽可能模拟真实的自然环境，一般建议每7米栽种一棵香蕉树，或每三株咖啡植株依傍一棵遮阴木。
但1940年代以来，一些研究机构，尤其是新兴拉美国家的国家级研究机构在培育新品种的过程中同时研究了“遮阴”对收成的影响。总体而言，他们的结论是：还是不种植遮阴木时的收获更多。因此，尔后很长一段时间里人们一直认为最好完全放弃遮阴木以谋求产量最大化。截至目前，人们的想法才开始转变。现在的一般建议是：在平均气温较高或旱季较长的种植条件下应使用遮阴木。这种种植方式在生物多样性和经济可持续发展方面也具有显著的优势。 [30]
从经营角度来看，选址是投资咖啡种植园的关键。土壤是否适宜，气候是否恰当，都决定着事业的成败。比如充满传奇色彩的布里克森男爵夫人（即卡琳·布里克森）于1913年与丈夫满怀希望地在肯尼亚购置了一片广阔的咖啡种植园。但是很快他们就发现此地不但降水不足、海拔过高，更致命的是土壤酸性太强。最终，他们的事业一败涂地。 [31]
咖啡采摘传统上依赖人工劳作，一种方式是人工逐颗果实选摘，另一种是将挂满果实的枝条整枝摘下，即所谓的“搓枝法”。此外，在咖啡栽种历史悠久的也门还存在第三种收获方式：将布铺满咖啡植株附近的地面，然后摇动树木，再用布收集掉落的果实。即便与现代化“振动式收获机（Vibrations-Erntemaschine）”相比，这种方式也颇具前瞻性。在人工逐颗选摘时，采摘者会挑选枝头完全熟透的红色或黄色果实，然后将它们收集到挂在腰间的篮子或袋子中，并且在每个收获季内都要反复选摘，有时多达十次。由于所有未熟或过熟果实都会被留在枝头，收获质量因此得到了最大限度的保障。但相应的代价是大量的人力和时间成本投入，以及对工作人员经验水平的较高要求。搓枝法采收往往选在干燥无雨的日子，采收者先将挂满果实的枝条取下，然后掷于裸露的地面或帆布上，再统一收集。 [32] 使用这种方法每个收获季仅需采收一次，但是次品率较高，因而最终的品质也会受到影响。
约三十年前，振动式收获机开始投入使用。这种机器由一台“牵引机（Zugmaschine）”与一台“振动器（Schüttelvorrichtung）”组成，它通过晃动咖啡植株从而使果实掉落来完成采收。“自走式收获机（selbstfahrende Erntemaschine）”也具有类似的功能。同一原理的最新机型是可供单人装备和操作的“便携式手动收获机（leichte Hand-Erntemaschine）”。除此之外，新科技设备还能不加分捡地机械拾取掉落地面的果实。那么，是应该人工选摘熟透的果实，还是机械化一举处理所有的果实呢？从现状来看，商业利润决定了人们的选择。与低廉的售价相比，采摘工人的工资显得过于高昂。拣选高品质的成熟咖啡豆确实可以令出产的品质更优异，但这也意味着经营者需要担负更高的生产成本，所以他们宁愿选择使用机械一举处理所有的果实。
采收而来的果实需要先在产地去除果皮和轻薄的羊皮纸，即所谓的“脱皮（Entpulpen）”，然后才能加工成生咖啡豆，进而运往全球消费国的烘焙工厂。现在的加工方式主要有三：干法（trockene Methode）、湿法（nasse Methode）和介于二者间的半干法（Naß-Trocken-Verfahren）。 [33] 这些加工法是依加工过程中咖啡果实含水量的不同而命名的。所谓“干法”是指先将整颗咖啡果实晒干，再使用机器将果皮和羊皮纸从咖啡豆上剥离。干法使用甚广，巴西、埃塞俄比亚和也门收获的阿拉比卡种咖啡果实中的80%，再加上世界上几乎所有的罗布斯塔种咖啡果实都是用这种方法处理的。它的优势在于可以一并处理未成熟的咖啡果实，进而节约生产成本；劣势则在于最终出产的品质较差。 [34]
“湿法”是指将刚收获的咖啡果实直接放入机器去除果皮，然后晒干，最后剥离羊皮纸。现在这种方法主要用于品质较高的阿拉比卡种咖啡豆。“半干法”则介于二者之间，在果实新鲜时先去除一部分果皮，待干燥后再去除剩下的果皮和羊皮纸。
目前，上述步骤会被用于各式各样的机械，基本可以实现咖啡果实的工业化处理。“脱浆机（Entpulper）”是去除咖啡果皮的主要设备，其工作原理是用“螺旋搅拌片（rotierende Scheibe）”或“辊筒（Walze）”将果皮打碎，以达到分离咖啡豆的效果。现在，工程师一方面致力于提升脱浆机的分离水平，另一方面则专注于尽可能降低分离过程中的水耗能耗。水耗极高的旧机型如今正在逐渐退出咖啡加工领域。
经半干法初步去除果皮的咖啡豆仍会包裹部分果肉和羊皮纸。人们会将这些咖啡豆置入专门的大罐储存约72小时，即通过罐内温度的自然升高来完成发酵。咖啡豆上的残留物在发酵后会充分软化，可被轻易洗掉。目前，上述工序已可借助专用的设备高效地完成。咖啡机械处理初期的技术困难和极高的水耗能耗已成为过去，机械化不利于最终品质的疑虑似乎也通过在产地进行的盲测给予了充分反驳。 [35]
脱浆并去除残留物后的咖啡豆还需要进行干燥处理，只有将含水量控制在较低的11%～12%才能确保运输安全以及在长期储存下保持品质。传统的干燥方法是将咖啡豆摊放在专门的筛网上自然晾晒，此法至今仍被广泛延用。有时人们也会使用大型“热风机（Heizgebläse）”对咖啡豆进行机械烘干，这样显然更为高效，可以节省时间成本。最后，去除掉成品生咖啡豆上的小石子和尘土，它们就可以开启通往消费国烘焙厂的遥远旅程了。
上述的诸多因素，如咖啡品种、土壤、天候、收成方式和加工过程，都会对成品生咖啡豆的品质产生显著影响。然而生咖啡豆的品质等级不一定来自其本身特性，它更大程度上是一种文化习俗的产物。早在17世纪末，咖啡刚刚开始从也门摩卡出口取道好望角直抵欧洲时，东印度公司的董事们即已意识到对咖啡豆进行品质分级的重要性。当时，英国东印度公司 [36] 总部曾屡次指示其阿拉伯半岛代理人，要求尽可能采购指定产区的高品质咖啡豆，并叮嘱要尽可能完好妥帖地将其贮藏于洲际航船的甲板上。那时，从也门返程欧洲通常情况下至少需要九个月。 [37]
在漫长的航行途中，要特别注意避免咖啡因附异味而导致品质下降。尤其是英国东印度公司的船只常常必须在归乡路上绕行印度西岸，并在那里装载一定数量的胡椒作为压舱物。 [38] 如果将咖啡和胡椒一起存放于船舱深处且距离较近，咖啡就会沾染上胡椒的气味以致无法在伦敦拍卖会上以理想的价格成交。在1720年代的一场拍卖会上，一批咖啡的总成交价就曾因此下跌了8%～10%。 [39] 即使已运抵地中海，咖啡仍有可能因掺兑和冒充致使品质受损。1868年，法兰西驻阿拉伯吉达的副领事表示：离开阿拉伯半岛时还是高品质的咖啡豆，到了苏伊士、开罗或亚历山大港就会被掺入劣等豆子。即便是在吉达，也会有个别商人在优质的也门咖啡豆中混入当时被认为品质低下的埃塞俄比亚咖啡豆。由于二者大小相差明显，这种掺兑很容易被识破。埃塞俄比亚咖啡豆“总的来说香气较淡，价格也较低廉。印度咖啡豆也是如此。这些豆子色泽黯淡、不通透，形状也不规则，一般来说不受欢迎”。 [40]
这样掺兑咖啡豆的行为在今天已经很难实现。人们现在评定咖啡豆的品质已愈发重视其尺寸、感官特性以及化学成分分析结果。尺寸评定不仅包括咖啡豆的平均直径，某出口批次个体大小的一致性也很重要。虽然大粒的咖啡豆不会比小粒的更香，反之亦然，但在咖啡市场中按尺寸筛选和分级仍是一种惯例。为此国际上还设定了统一标准的筛网作为咖啡豆尺寸的测定工具。按照尺寸，其可被分为七级：极大（sehr groß）、特大（extra-groß）、大（groß）、准大（ausgeprägt）、良好（gut）、中（mittel）和小（klein）。 [41] 分级完毕以后还要选取规定数量的样本，由人工分拣其中的瑕疵豆，再依比例推定整批咖啡豆的次品率。
但无论如何，感官特性都是咖啡豆最为重要的评定依据。首先是咖啡豆的外观，专家会凭借感觉评价未经烘焙的生咖啡豆的新鲜度、含水量以及均质性。其次是味道，味道是咖啡豆评定中最重要的品质标准。为了品评咖啡豆的味道，评测者会在产地选取少量样本进行烘焙研磨，并按照规定项目进行杯测。这一过程对评测者的经验和味觉记忆要求极高。国际咖啡组织（International Coffee Organization）规定了咖啡品鉴的五项标准：气味（Duft）、口味（Geschmack）、芳香（Aroma）、醇度（Körper）和酸度（Säure）。 [42] “气味”指仅凭鼻子嗅闻而得的感受。品鉴一种咖啡的气味特征需要试闻两次，一次针对新鲜的生咖啡豆，一次针对烘焙研磨并冲泡好的咖啡饮品。“口味”指通过舌头品尝而得的感受。“芳香”指在气味和口味的共同作用下所得的感官感受。“醇度”指咖啡的口感，即咖啡饮品进入人们口中所带来的顺滑感和厚重感的程度。“酸度”则指咖啡中隐隐的酸味，也是决定咖啡品质的重要因素，依其程度可被分为从微酸甜到柑橘味等数个类型。
感官感受无疑在相当程度上受限于主观且个人化的味觉经验。但日积月累所形成的一些或多或少可以阐明细微味觉差异的词汇在今天已通用于全球。“烟味（rauchig）”、“灰烬味（aschig）”、“药味（chemisch/medizinisch）”、“麦香（malzig）”、“花香（floral）”、“坚果味（nussig）”、“橡胶味（gummigleich）”以及“木材香（hölzern）” [43] ……尽管在非专业人士看来这些词汇云山雾罩，而且其中一些听起来并不是什么喜人的味道。但借助它们，人们可以为咖啡样本分门别类，并较为明确地评价咖啡品质的优劣。
[1] 这两层膜为咖啡果实的内果皮，里层称“银皮（Silberhäutchen）”，外层称“羊皮纸（Pergamenthaut）”。
[2] ［Jacob Spon］， Drey Neue Curieuse Tractätgen von dem Trancke Café，Sinesischen The，und der Chocolata ，Bautzen 1686（Neudruck，mit einem Nachwort von Ulla Heise，Leipzig，1986），S.3.
[3] Ebd.
[4] John Ovington， A Voyage to Suratt in the Year 1689 ，London 1696，S.466：“It is ripe at a proper Season of the Year，and is Subject to Blasts，as our Corn and Fruits are. It thrives near the Water，and grows in Clusters like our Holly-Berries；the Berry it self resembles a Bay-Berry；two of which are inclos’d in one Shell，which separates when it is broken. The Leaf of it is like a Laurel’s in bigness，but very thin. The tree it self neither shoots out in largeness，nor is very long productive of Fruit，but is still supplied by new planting of others.”
[5] A Voyage to Arabia Fœlix through the Eastern Ocean and the Streights of the Red-Sea，being the First made by the French in the Years 1708，1709，and 1710 ，London 1710，S.234-37.
[6] 林奈是现代生物分类学奠基人。他在1753年的《植物种志》（ Species Plantarum ）中延续了自己在《自然系统》（ Systema Naturæ ）中以植物的生殖器官进行分类的方法，将植物分为24纲（classis）、116目（ordo）、1000余属（genus）和10000余种（species），并使用新创立的“双名命名法（Nomenklatur）”进行命名。
[7] Wintgens， Coffee ，S.56.
[8] 一般而言，小果或小粒种咖啡即指“阿拉比卡咖啡”，而“利比利卡咖啡”亦称“大果咖啡”。而“Coffea dewevrei”、“Coffea dybowskii”和“Coffea excelsa”虽曾被认为是独立的物种，但三者已在2006年被重新分类，成了“Coffea liberica var. dewevrei”的同义词。
[9] Ebd.，S.3.
[10] Ebd.，S.51.
[11] Ebd.，S.174.
[12] Friedlieb Ferdinand Runge， Hauswirthschaftliche Briefe，Drittes Dutzend，Sechsunddreißigster Brief ，Weinheim 1988，S.165f.
[13] Bealer/Weinberg， World of Caffeine ，S.XVII-XX.
[14] Ebd.，S.216f.，233.
[15] 即巴拉圭冬青，是南美洲的传统嗜饮品，加工和饮用方式都与中国茶类似。
[16] Ebd.，S.219，221.
[17] Wintgens， Coffee ，S29f.
[18] 一种破坏性极大的咖啡植株疾病，会给咖啡产业带来巨大的损失。其病原菌有二：一为“咖啡驼孢锈菌（Hemileia vastatrix）”，可引起黄锈病；二为“咖啡锈菌（Hemileia coffeicola）”，可引发灰锈病。当咖啡植株感染这种绝对寄生菌后，果实产量将下降30%～80%，有时甚至会导致整株植物枯亡。
[19] 一种世界范围内影响最为普遍且危害极大的咖啡经济害虫，一般认为其原产地在西非安哥拉。该昆虫一年可繁衍数代，主要损害未成熟的咖啡果实：雌虫交配后会在果实端部钻孔产卵，直到下一代成虫羽化后方才钻出。
[20] Ebd.，S.39ff.，61.
[21] Ebd.，S.397.
[22] Steven Topik，The Integration of the World Coffee Market，in：William Gervease Clarence-Smith und Steven Topik（Hgg.）， The Global Coffee Economy in Africa，Asia，and Latin America，1500-1989 ，Cambridge 2003，S.35.
[23] Wintgens， Coffee ，S.168f.
[24] Ebd.，S.359f.
[25] Ebd.，S.636f.
[26] Topik， Integration ，S.35.
[27] Wintgens， Coffee ，S.169.
[28] 是森林中林冠层以下的灌木与在本地条件下生长达不到乔木层的低矮乔木的总称。其不仅可以庇护林地、抑制杂草生长，还可以改良土壤、保持水土，进而增强森林的防护作用；有些下木还具有较高的经济价值，人们可适当加以保护利用。
[29] A Voyage to Arabia Fœlix ，S.238f.：“... these Trees are found planted under other Trees，said to be a Kind of Poplar，which serve to shade and shelter them from the excessive Heat of the Sun.’Tis probable，that without this Shelter，which keeps it cool underneath，the Flower of the Coffee wou’d be quickly burnt，and never produce any Fruit，as appears by some situated in the same Place，which want those beneficial Neighbours.”
[30] Wintgens， Coffee ，S.403.
[31] Judith Thurman， Tania Blixen. Ihr Leben und Werk ，Reinbek 1991，S.168.
[32] Wintgens， Coffee ，S.611-16.
[33] 咖啡豆在采收后、烘焙前需要进行加工处理，使其从湿果变成“完全干燥”（含水量在9%～13%之间）的生豆。因产区间的水文、土壤、交通、人力资源、地形和气候等条件不尽相同，故各产区都拥有更适宜本地的处理方式，大致可被分为日晒法、水洗法、半日晒法、半水洗法、蜜处理法以及厌氧发酵等特殊处理法。
[34] Ebd.，S.610f.，616-21.
[35] Ebd.，S.634-62.
[36] “不列颠东印度公司（British East India Company）”是其正式称谓。
[37] Chaudhuri， Trading World of Asia ，S.360.
[38] 该航线的航行时间较长，需要储备大量的水和粮食，由于途中消耗的物资会导致船体过轻使航行不稳，所以必须在中途补充压舱物以维持船身的稳定。
[39] Ebd.，S.367.
[40] Übers. n.：Michel Tuchscherer，Coffee in the Red Sea Area from the Sixteenth to the Nineteenth Century，in：William Gervease Clarence-Smith und Steven Topik（Hgg.）， The Global Coffee Economy in Africa，Asia，and Latin America，1500-1989 ，Cambridge 2003，S.64.
[41] 肯尼亚、埃塞俄比亚、哥伦比亚、巴西等主要产地的咖啡豆分级标准各不相同，有的根据产地海拔，有的根据生豆尺寸，有的根据瑕疵率，有的还会参考杯测数据。因此，在按尺寸分级的各国间其实并不存在所谓“统一标准的筛网”。至于正文中所介绍的标准，则较接近于肯尼亚的七级分类制度，即依生豆在尺寸、形状和硬度上的不同而作出相应的区分。
[42] 除了国际咖啡组织规定的五项标准，美国精品咖啡协会（Specialty Coffee Association of America）和国际咖啡杯测赛（Cup of Excellence）均对杯测标准作出过规定。前者的标准有十：香气（Fragrance/Aroma）、风味（Flavor）、余韵（Aftertaste）、酸质（Acidity）、醇厚度（Body）、一致性（Uniformity）、均衡度（Balance）、干净度（Clean cup）、甜度（Sweetness）以及整体评价（Overall）；后者的标准有八：干净度（Clean cup）、甜度（Sweetness）、酸质（Acidity）、口腔触感（Mouth feel）、风味（Flavor）、余韵（Aftertaste）、均衡度（Balance）以及整体评价（Overall）。
[43] 1995年，美国精品咖啡协会发布了第一版“咖啡风味轮（Coffee Taster’s Flavor Wheel）”，以约束人们对咖啡品鉴味觉的主观表达，从而起到标准衡量的参考作用。首版风味轮［正面风味：味道（Tastes）、香气（Aromas）；负面风味：外部变化（External Changes）、内部变化（Internal Changes）、味道缺陷（Taste Faults）、香味污染（Aromas Taints）］基本囊括了咖啡豆各种可能的风味表现，并列明了出现各种风味因由的大体方向，进而针对不同咖啡树种，不同烘焙阶段所呈现的味道，以及各种瑕疵、烘焙不当所造成的风味等作了很好的归纳和总结。2014年，美国精品咖啡协会曾对“咖啡风味轮”进行过“反文化咖啡（Counter Culture Coffee）”修订。2016年，在美国精品咖啡协会的协调指导和世界咖啡研究会（World Coffee Research）的通力合作下，“咖啡风味轮”得到了更新，正负风味被整合到一张轮形图上，共分九大类：绿色/蔬菜（Green/Vegetative）、酸/发酵（Sour/Fermented）、水果（Fruity）、花香（Floral）、甜（Sweet）、坚果/可可（Nutty/Cocoa）、香料（Spices）、烘焙（Roasted）和其他（Other）。虽然美国精品咖啡协会的三版分类既科学又全面，但比利时烘焙公司“库佩豪斯（Cuperus）”所发布的“消费者咖啡风味轮”则将咖啡风味极简为六大类，即明亮水果味、坚果味、香甜水果味、花香味、巧克力味和香料香草味。