萃取,理想咖啡的原點|萃取速率與萃取量

萃取,理想咖啡的原點|萃取速率與萃取量

方言文化2020-11-05 10:52

「咖啡萃取」會在兩個階段發生。第一階段為熱水接觸咖啡粉、氣體溢散、迅速沖散咖啡顆粒並接觸到咖啡粉表面的那一刻。第二階段則是咖啡豆纖維吸收水分並膨脹的時刻,此時的熱水會帶出蘊藏在咖啡粉中的二氧化碳及揮發性香氣分子,咖啡顆粒也會跟著溶解,並以擴散(diffusion)方式進入周遭液體。萃取最初會迅速展開,並在咖啡粉的固體物質被帶進液體的過程中漸漸變慢。

咖啡的萃取速率會受到以下幾個因素影響,包括咖啡粉顆粒大小、咖啡漿(slurry,又譯咖啡水粉混合物)溫度、咖啡漿的濃度梯度(concentration gradient)、咖啡漿的攪拌(agitation)及沖煮水粉比例(brewing ratio)。若是咖啡粉顆粒細緻、水溫高、擾動(turbulence)多或是水粉比例較低,都會增加萃取速率。萃取總量則是萃取速率與水粉接觸時間(contact time)的加乘作用。

 

▍萃取品質

上述幾個因素會影響咖啡粉的固體萃取速率,不過,萃取風味的品質與平衡,則取決於萃取時的溫度、咖啡粉粒徑分布(particle size distribution)、沖煮用水的化學成分,以及水粉接觸時間。此外,咖啡粉層各部位的萃取比例是否一致(意即是否均勻萃取),對於咖啡風味也會有劇烈的影響。

整體而言,以下為影響萃取速率的幾項因素:

►咖啡漿溫度
►咖啡粉粒徑
►咖啡漿的濃度梯度
►攪拌與否
►沖煮水粉比例

在一定的萃取百分比(extraction percentage,即萃取率)之下,以下則是影響萃取品質的幾項因素:

►咖啡漿溫度
►咖啡粉粒徑分布
►沖煮用水的化學成分
►水粉接觸時間
►萃取的均勻度

 

▍萃取溫度

萃取時的溫度越高,萃取的速率也就越快,因為咖啡粉中絕大多數的化合物,會在溫度較高的狀態下,呈現較高的可溶(soluble)性。除了萃取速率之外,咖啡的風味也會受到萃取溫度的影響,因為各種化合物的相對溶解度會隨著溫度高低而有不同的變化。建議各位準備溫度足夠的熱水,讓咖啡漿溫度**維持在攝氏91~94度。

咖啡漿的溫度測量相當重要,並非只要掌握接觸咖啡粉之前的水溫就夠,有太多因素會導致萃取過程中的真正溫度遠低於初始測量的水溫。例如,使用手沖(manual drip/ pourover)錐型濾杯與Chemex品牌濾壺,就會在沖煮過程中溢散許多熱能。

另外,咖啡粉與咖啡壺也會如同散熱器(heat sink)一般,從熱水汲取許多熱能,並降低咖啡漿溫度;除非兩者都能先預熱至沖煮水溫。當咖啡漿溫度低於攝氏91∼94度範圍時,可能會使咖啡出現酸味,而高於此範圍時,則會有較多的苦味、澀味(astringent)、尖酸或口感太過銳利。

 

▍擾動:攪拌與排氣

擾動發生在沖煮時,指咖啡粉、氣體與熱水三者之間混沌的混合過程。擾動的產生有兩個明顯的來源,其一是由外力造成的攪拌,會直接影響咖啡漿內的粉粒與水;另一則是來自咖啡粉溢散的氣體。攪拌造成的擾動會加速萃取,通常也會同時增進萃取的一致性。相較於此,由排氣(outgassing)或脫氣(degassing)形成的擾動,對於萃取速率與萃取均勻度則有更複雜的影響。

攪拌

不論咖啡粉或茶葉,加入攪拌因素都能增加其可溶物質四周的濃度梯度,並加速萃取過程。建議各位在沖煮時,固定於同一階段使用一致且容易重複的攪拌動作,如此便能確保每次沖煮都能呈現出穩定的結果。例如,比起隨機且迅速攪拌三圈,固定於某一階段緩慢攪拌一圈,更容易協助你重現上一次的沖煮成果;若攪拌的時間與強度都不穩定,就可能對萃取造成無法預期的影響。

攪拌時若控制得宜,便能增進萃取的均勻度。

排氣

咖啡豆內部結構多孔如同蜂巢,由許多不規則的腔室組成。其腔室壁由內含固體物質與油類的纖維(cellulose fiber)構成,裡頭包裹著處於加壓狀態的二氧化碳與揮發性香氣分子。

咖啡豆經研磨後將破壞部分腔體,並釋放出許多包裹其中的二氧化碳與香氣分子。據研究表示,藏在咖啡豆裡的二氧化碳,約有50%會在磨豆後的分鐘內釋出。而當熱水與咖啡粉接觸時,又會接著釋出咖啡粉中剩餘的二氧化碳,但因為二氧化碳在1大氣壓(標準大氣壓)的狀態下,無法溶解於高溫的熱水中,而這些溶不掉的二氧化碳氣體,便會與沖煮液體及咖啡粉混和,進一步產生擾動,並形成咖啡漿頂部膨脹隆起的泡發。

---本文摘自方言文化《咖啡沖煮的科學:掌握「四大沖煮原則」,打造個人化萃取曲線;選對器具與手法,在家煮出大師級美味

 

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全書分為以下三部分:

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同場放送:

《咖啡沖煮的科學》-作者給臺灣讀者的話

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LIFE生活網記者-郭懿慧

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