了解一下,咖啡研磨萃取的重要理論知識

咖啡研磨萃取的重要理論知識

研磨與萃取是咖啡製作的本源,同樣也是考驗咖啡師製作水平的精髓,大自然將數以萬計的美味可口的可溶物囚禁在咖啡豆組織裡,一個恆久的課題是希望美味可口的物質在我們的杯子裡。

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隨著時間的推移,我們了解到,將熱水倒入研磨的咖啡粉可將水變成咖啡。有時味道很好,有時味道不太好。這是為什麼?咖啡研究人員試圖通過縮小咖啡豆內部的微觀水平來回答這個問題,並期待咖啡粉和水相遇時會發生什麼。當我們從細胞水平上看咖啡時,很容易理解水與咖啡的比例。

萃取時間和研磨粗細如何影響萃取的整個過程。這將有助於我們為思考諸如提取和總溶解固體(TDS)等概念樹立直覺。

當開始學習研磨與萃取的課題時,沒有必要擔心這些抽象的概念,或期望一個充滿技術細節的手法。需要做到的是一個完整系統的理論架構。

1. 可溶物如何脫離咖啡?

今天,我們從一顆阿拉比卡咖啡豆開始來進行學習了解,如果將一顆咖啡豆進行深度剖析,它將擁有超過4,500,000個細胞,圖中切出一條水平切片,直到咖啡豆表的中間。

俯視已切成兩半的咖啡豆橫截面,注意豆中的所有小孔,當咖啡豆在咖啡樹上的櫻桃樹內生長時,這些孔都是過去所生長的活細胞。 

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用電子顯微鏡放大750倍,可以很容易地看到每個單獨的細胞,其中一個細胞的寬度約為頭部毛髮厚度的一半。

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咖啡豆烘焙時,細胞充滿CO2氣體並膨脹,被困在每個細胞的牆壁內是我們想要釋放到我們咖啡中的可溶物。

“可溶物”是用於咖啡豆中可被水溶解的物質的總稱。在最基本的層面上,沖泡咖啡使用水作為溶劑來溶解鎖定在咖啡豆細胞中的可溶物。

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可溶物有許多不同的形狀和大小。上面的圖片描述了咖啡豆中發現的四大類,並且每一種都有助於咖啡的味道。

水果酸和咖啡因是最容易溶解的,脂質是咖啡豆中的天然油脂。它們在技術層面上不易溶於水,但水仍可以作為乳液從咖啡細胞中釋放出來。

使用French Press和Espresso等金屬過濾器的沖泡方法可使脂質通過杯子,這些方法萃取產生得到所熟知的口感。

紙質過濾器中的孔隙非常小,以至於阻止大部分脂質通過。像傾倒的滴濾沖泡方法將僅包含使用金屬過濾器的比較方法的脂質含量的1/10。

當咖啡烘焙時,梅納反應會產生黑色素,這些黑素對豆子和液體形式的咖啡褐變顏色負責。碳水化合物佔幹咖啡豆總質量的50%,但只有一些碳水化合物是可溶的。他們的主要作用是添加甜味和泥土味道。當咖啡櫻桃在樹上發育時,大自然將這些無害的可溶物鎖定在每個咖啡豆的細胞內。

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回到咖啡豆的本身,發育後,被挑選,加工和烘焙後,可溶物被鎖在黑暗細胞內,至少它可能味道很好,但是往往萃取有一定的拿捏難度。

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請注意,彩球是用來表示可溶物的,並不是按比例繪製的。

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當水進入咖啡細胞時,它開始溶解可溶物,這種溶解於水中的可溶物的新解決方案被稱為咖啡,所以,水是咖啡的核心媒介。

2.並非所有可溶物都是平等的

 

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當精確稱量咖啡豆的總質量時,只有30%是由可溶物組成的。另外70%的是由不溶性纖維和碳水化合物製成的結構。

大約20%的含有很好的可溶物,而另外10%的則不會很好,味道很糟糕。

為了沖泡最好的一杯咖啡,我們必須嘗試釋放好的可溶物,同時將壞的物質留在細胞中。

幸運的是,不好的可溶物相比好的可溶物移動得慢而且需要較長時間才能溶解,所以我們可以通過限制水與咖啡粉接觸運動的工作時間來協調。

3.水與粉接觸時間越長提取物就越多

在咖啡世界中,提取率是用來量化咖啡細胞中有多少可溶物應鎖定的術語,以及我們想要釋放多少可溶物。水在細胞中的時間越長,可溶物越多。

SCA設定的最佳指導方針是18 -22%。所以這意味著當我們拿出咖啡豆的總重量時,18 -22%的質量會被水溶解並最終進入我們的杯子。

 

 

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4.水只能從它可能接觸的細胞中提取可溶物

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了解水與每個細胞的相互作用以後,為了簡化,看看這些單元格,就好像它們處於2D或平坦的環境中一樣。

實際上,這個豆子是一個3D結構,但這些概念很容易轉移。在上面的圖片中,想像到整個豆子都被放入了水中。水將只能夠進入豆外表面上的細胞,由藍色突出顯示。我們的目標是在整個豆中釋放可溶物,因此需要找到一種方式讓水進入內部細胞。

5.研磨咖啡豆會增加水可以進入的細胞數量

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通過將咖啡豆分成較小的顆粒來增加水可以進入的細胞數量。隨著顆粒越來越小,水可以接觸的細胞總數持續進行增長。

6.萃取時間導致水與咖啡粉的深入接觸

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把上面的盒子想像成30X30單元格。在第一個箱子中,水已經與咖啡粉接觸了30秒。在這段時間裡,水能夠進入咖啡粉外邊緣的前兩個單元格,並在其內部實現可溶物。

120秒後,水通過15個單元格。如果此時要停止萃取過程,那麼位於單元格中心的可溶物仍然會被困在那裡。這將被認為萃取不太充分。

240秒後,水已經進入所有的細胞並且咖啡顆粒被充分提取,當然也會有不太理想的可溶物被提取。

7.研磨刻度決定了提取發生的速度

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當改變研磨刻度參數時會發生什麼?30秒、120秒和240秒的時間標準是相同的,並且單元格的總數是相同的。 

然而可以在30秒內完全提取相同數量的細胞240個。研磨粗細度並不能夠決定咖啡萃取的到什麼,它決定了水需要多長時間才能到達所有可溶物細胞。希望在學習中能夠清楚研磨時間和研磨刻度是如何反向相關的。當增加一個變因時,必須減少另一個變因。

8.提取是研磨刻度和時間之間的平衡

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如果使用不同的研磨刻度,但所有刻度都保持120秒的時間?回想一下,如果水與其接觸時間過長,就有可能過度提取細胞並釋放一些不好的可溶物。左側框中的橙色細胞表示過度提取的細胞。中間代表我們的20%的最佳提取。時間和研磨刻度處於適當的平衡狀態,水有足夠的時間來溶解好可溶物並將不好的可溶物鎖定。沒有足夠的時間讓水進入右側的單元格,因此好的和不好的可溶物都被鎖在單元格中心的內部。現在可以看到清晰的知道將咖啡豆研磨成具有均勻一致的粒度是很重要的。如果研磨顆粒不一致,則會導致一些理由被過度萃取,而另一些則未被萃取。

9.強度是杯中可溶物與水的比例

一切關於咖啡的萃取,每個細胞釋放好壞可溶物的平衡。現在來了解並掌握強度,也就是總溶解固體(TDS)。TDS可以簡單地定義為杯子中可溶物與水的比例。

這主要是個人喜好的問題,但通常認為1.15%至1.35%是最佳比例。這意味著每1個可溶物就有99份的水。提取過程中釋放的可溶物決定了風味,TDS決定了這些風味的強度。這與音樂類似,如果您將可溶物視為音樂本身,而TDS是音量設定得有多大。增加TDS會產生更強的味道,

但將其提取過高可能會導致某些味道完全超過其他味道,導致失衡,甚至放大了不好的溶解物。

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提取和TDS是定義咖啡萃取的兩個概念。希望這篇文章能夠幫助您直觀地了解咖啡粉在水經過時發生了什麼,以及為什麼咖啡粉的比例發生微小變化會導致風味上的巨大差異。現在可以使用工具來調整萃取咖啡的參數,從咖啡豆中獲得最佳風味。並認真地做好每一次的數據記錄,從而提升專業的咖啡技能!

咖啡大濕

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