到底什麼是可溶性物質、萃取率和TDS?也許這篇文章是最直觀的指南!

大自然會把咖啡的成千上萬種水溶性物質囚禁在咖啡豆內部, 我們所要做的是,設法把它們萃取到杯子裡來。
當水遇上咖啡,水將會變成咖啡。可咖啡的味道,時好時壞,原因到底是什麼呢?現代科技允許我們通過顯微鏡將咖啡粉和水的相遇放大,對此過程進行觀察,從而解決此疑問。

當我們從細胞的層級來看咖啡,更容易理解水粉比、萃取時間、研磨度對整個萃取過程的影響。這將有助於我們對萃取及TDS的概念有更直觀的理解。

觀察咖啡豆內部

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我們將從一粒阿拉比卡咖啡豆開始。如果把咖啡豆想像成監獄,則裡面關押著超過450萬個細胞!

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將咖啡豆從中間橫向對切後的成像如上圖所示,仔細觀察剖面的小孔洞,當咖啡豆仍以咖啡櫻桃的形式生長於樹時,每個孔洞中都住著一個活體細胞。

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上圖是通過電子顯微鏡放大750倍之後的圖像,不難看到,每個細胞的寬度大概有一根頭髮的一半厚度(約50-70微米)。

烘焙咖啡豆的過程中,這些細胞將充斥CO2進而膨脹,咖啡中的水溶性物質處在每一個細胞壁中。水溶性物質是指咖啡豆中所存在的、且可以溶解於水中的物質。簡單來說,咖啡萃取就是用水將咖啡中的水溶性物質溶解於水中成為我們飲用的咖啡液。

咖啡中的水溶性物質

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水溶性物質的大小和形狀各不相同,上圖顯示咖啡豆中四種主要的水溶性物質以及每一種類型所對應的咖啡風味。

紅色部分:水果酸質(包括檸檬酸、蘋果酸等)和咖啡因是最容易溶解於水中的物質,它們給咖啡帶來輕快的水果風味。

黃色部分:脂質是咖啡豆中脂肪和油類的總和,技術上來說,它們很難溶解於水中,但仍舊能夠以乳狀物的形式被釋放出來。相對大孔徑的金屬濾網(如法壓壺、意式粉碗等)能夠保留住這部分脂質,帶來更為順滑的口感;但像孔徑很小的紙質濾器(濾紙)將阻隔掉大部分脂質,僅有1/10的脂質留存於咖啡液中。

藍色部分:咖啡烘焙時發生的美拉德反應會產生類黑素物質,為咖啡豆和咖啡液帶來迷人的棕褐色。脂質和類黑素物質為咖啡帶來堅果、香草、巧克力等風味。

綠色部分:碳水化合物佔咖啡豆總物質的50%,但只有一小部分是可以溶於水的,主要為咖啡豆增加甜感和泥土氣息。

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我們回看咖啡豆的內部結構,會發現,這些水溶性物質所處的狀態並不利於萃取。經過生長、採收、處理、烘焙等過程後,水溶性物質更像是被鎖進了小黑屋。

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此時,水是解決這一切的關鍵!當水進入細胞,水解過程便開始了,得到的就是我們所熟悉的“咖啡”。

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水對水溶性物質的萃取是不均等的

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咖啡豆總物質中只含有30%的水溶性物質,餘下的70%是由不溶性纖維和碳水化物組成的。其中20%的水溶性物質能夠為咖啡帶來良好的風味,而10%的可溶性物質則有令人敬而遠之的可怕味道。衝煮一杯好咖啡,就是盡可能多地水解出好的水溶性物質,避免壞的可溶性物質的析出。幸運的是,不良風味要比優異風味需要更長的萃取時間,因而,我們可以通過控制萃取時間來規避掉不良風味。

咖啡粉與水接觸的時間越長,水溶性物質的萃取率越高。

萃取率被用來衡量咖啡中有多少水溶性物質被水解出來。SCAA建議的最佳萃取率為18-22%。

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水只能從可接觸的部位中萃取出可溶性物質

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現在,我們知道水是如何單獨與每個細胞相互作用的。接下來讓我們來看看水是如何與整個咖啡豆進行作用的。為了簡化,我們將咖啡豆的2D橫截圖提供給大家。

在上面的圖中,我們可以想像一下將整個豆體放入水中。水只能接觸到豆體的表面細胞(藍色高亮部分)。所以我們要找到一種方式讓水進入豆體內部的細胞,並釋放出其可溶性物質。

通過研磨來增加水與細胞的接觸面積

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我們可以通過將豆破碎成小塊來增加水可以獲取的細胞數量。隨著碎片越來越小,水可以接觸的細胞總數也呈指數增長。

時間可讓水逐漸滲入到每個咖啡顆粒中

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上圖表示水進入細胞中的過程。假設圖1中水已經和咖啡粉接觸了30秒,這時水進入咖啡粉的邊緣和少部分細胞接觸進行可溶性物質的萃取。

120秒後,水已經通過更多的細胞。如果現在停止衝煮,那麼剩餘的可溶性物質將被困在裡面,有可能造成咖啡飲品的整體萃取不足。

240秒後,水進入了所有的細胞,這時咖啡粉中的可溶性物質被全部萃取出來。

研磨度對萃取速度的影響

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在萃取時間相同,細胞數量相同的情況下,我們試想,當我們改變研磨度會發生什麼。有可能在研磨度改變後,我們能分別在240秒和30秒的時間裡萃取出等量的可溶性物質。研磨度的改變並不能改變萃取出來的可溶性物質,而是決定了萃取速度。

萃取是研磨度和時間之間的平衡

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如果我們對不同的研磨度都用120秒進行萃取將會發生什麼呢?

之前我們提到過,如果水與其接觸太久,可以過度提取細胞並釋放一些不好的可溶性物質(左側框中的橙色部分) 。

中間的圖,我們代表最佳的萃取率20%。那麼我們就要掌握好萃取時間和研磨度的平衡,以此將好的可溶性物質萃取出來,避免過度萃取,帶來不好的風味。

所以,當我們將咖啡豆研磨時,一致性是很重要的,否則會導致萃取不均勻。

濃度

之前的部分,我們一直在討論關於萃取的問題。現在來看看濃度,即總溶解固體(TDS)。

TDS可以簡單地定義為杯中可溶性物質與水的比例。雖說不同人的偏好不同,但通常來說,1.15%至1.35%是最佳比例。

如果說,萃取出的可溶性物質確定了風味,那麼TDS則決定了這些風味的強度。TDS的增加可以使風味更佳強烈,但也會導致一些風味被其他更強烈的風味所掩蓋。

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原文來自HANDGROUND

編譯| Charlie&Sandy

文章轉載自 吃喝情報局 CafeCulture啡言食語
版權說明:感謝原作者的辛苦創作!轉載目的在於信息傳遞,並不代表贊同其觀點和對其真實性負責。如有文字和圖片作品的內容有誤,以及轉載涉及版權等問題,請與我們聯繫。

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