O café torrado é uma matriz química complexa. Seus principais grupos de ácidos orgânicos incluem ácidos alifáticos, clorogênicos, fenólicos e alicíclicos, além do ácido fosfórico inorgânico. A proporção e concentração variam conforme a variedade do grão, altitude, processamento e grau de torra.
O ácido tânico (ou galotânico) é um polifenol adstringente cuja função biológica nas plantas ainda é debatida; teorias sugerem que confere sabor desagradável para dissuadir herbívoros e protege contra patógenos. O termo "taninos" abrange diversos compostos com grupos hidroxiácidos, ácidos fenólicos e glicosídeos, responsáveis pela sensação de secura na boca.
Representam cerca de 7% do peso seco do grão e são grandes contribuintes para a acidez percebida e o "corpo" da bebida. Mais de 17 variantes já foram isoladas; a maioria degrada-se durante a torrefação. Um estudo de 2007 no Journal of International Medical Research indicou que podem melhorar a absorção e utilização da glicose, sugerindo efeito coadjuvante no controle de peso.
Presentes principalmente como aminoácidos e ácidos orgânicos livres (acético, cítrico, lático, málico, pirúvico), são insignificantes no grão verde, mas multiplicam-se exponencialmente com o calor. Juntos aos clorogênicos, dominam o perfil ácido do café torrado.
O café é rico em ácidos cafeico, ferúlico e quínico – polifenóis com ação antioxidante. Pesquisa de 2009 em Carcinogenesis associou o ácido cafeico a propriedades anticancerígenas. No óleo de café, encontram-se ácidos graxos (palmítico, esteárico, oleico, linoleico, linolênico) em perfil semelhante a óleos comestíveis; estudo de 2006 no Journal of the Science of Food and Agriculture validou-o como fonte de ácidos graxos essenciais.
Compreender essa química permite ao consumidor escolher cafés alinhados ao seu paladar e necessidades fisiológicas.