想做好咖啡,要先從化學和物理開始!

咖啡與其他飲品的不同之處在於,咖啡師的現場製作在咖啡的品質當中扮演著重要角色。相比之下,紅酒和精釀啤酒在到達調酒師手中前就已經是成品,他們只需要控制飲品的溫度。

為什麼咖啡師在咖啡廳做的咖啡味道就是和我們在家裡做的不一樣呢?

一方面是多年的艱苦訓練,另一方面是他們掌控咖啡沖泡化學和物理原理的能力。身為一名材料化學家,我經常會從化學和物理學的角度去分析和探索咖啡的沖泡過程,其中所包含的變量,包括溫度、水質、咖啡粉顆粒大小均勻程度、水粉比例、時間和生豆質量都會影響一杯咖啡的品質,只有精準操控以上變量,我們才能沖泡出品質穩定的咖啡。

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關於咖啡的濃度

除了心理和環境因素之外,咖啡師沖泡咖啡的方法也是咖啡廳咖啡為何如此好喝的主要原因之一。

我們常在家中喝咖啡中的可溶物質(有機酸、美拉德反應產物、酯類和雜環化合物等)在咖啡中的佔比通常為1.2-1.5%,意式濃縮咖啡則為8- 10%。想要達到8-10%,我們只有意式濃縮咖啡這一種選擇。

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但得到1.2-1.5%,我們卻有很多選擇,例如手沖、土耳其咖啡、阿拉伯咖啡、愛樂壓、法壓、虹吸、自動滴濾等等,每一種都能做出非常美味的咖啡,而且相比意式濃縮咖啡,製作這些咖啡的成本更加低廉。雖然意式濃縮咖啡機也能做出濃度較低的咖啡,即美式咖啡,但這其實使用意式濃縮咖啡兌水做出來的。

說實話,除了意式濃縮咖啡以外,無論是哪種咖啡,一杯咖啡的量都大同小異,但為什麼味道都不盡相同呢?

當咖啡遇到水

沖泡低濃度咖啡的方法大致可分為兩種:浸泡式和滴濾式。

從物理學的角度來講,二者最主要的區別在於,浸泡式咖啡在沖泡時的溫度更高。

咖啡萃取速度最慢的並不是咖啡粉顆粒表面的物質,而是水穿透顆粒,從顆粒內部萃取出來的物質,而這些內部物質萃取的速度快慢取決於溫度。溫度更高,說明有更多顆粒內部的精華物質被萃取出來,但高溫度同樣會導致一些帶有負面口味的物質被萃取出來。精品咖啡協會(SCA)所指定的“風味輪”能夠幫助我們分辨咖啡中的不同口味,從青澀/蔬菜、紙/泥土到棕糖/乾果等。

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手沖等滴濾式咖啡的沖泡過程更加複雜。浸泡式咖啡的沖泡時間相對固定,而滴濾式咖啡的沖泡時間則要視咖啡粉顆粒大小(即研磨程度)而定,因為咖啡粉顆粒大小決定了流速。

此外,水粉比例也會影響沖泡時間。例如,將咖啡粉研磨得更細,水流過粉床的速度越慢,這會使沖泡時間變得更長。再例如,如果我們調整水粉比例,使用更少的咖啡粉,沖泡時間就會變得更短。正是因此,滴濾咖啡的沖泡過程更加複雜,需要將多種因素通盤考慮在內。

其他需要控制的變量

即便你優化了沖泡方法,盡量模仿咖啡師的技巧,但你的咖啡仍會和咖啡廳的咖啡有一定差距,這主要是另外三種變量所限:水質、咖啡粉顆粒均勻度和新鮮度。

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首先關於水質,咖啡本身是一種酸性飲料,因此沖泡咖啡的水的酸性極為重要。鈣離子和碳酸氫鹽含量較低的水(即水質較軟)通常會沖泡出酸度較高的咖啡,味道偏酸;碳酸氫鹽含量較高的水(即水質較硬)則會做出帶有滑石粉味道的咖啡,因為碳酸氫鹽中和了咖啡中的大部分風味酸。

理想狀況下我們應當用硬度適中的水沖泡咖啡。或許你並不知道自己使用的自來水水質怎樣,為了了解水質對咖啡品質的影響,你可以用依雲等碳酸氫鹽含量最高的瓶裝水(通常為360mg/L)沖泡咖啡,然後品嚐區別。

其次咖啡粉顆粒的均勻程度也很重要。大部分咖啡愛好者都知道刀片磨豆機會產生大小隨機的咖啡粉,其中有可能有極細的粉,同時有可能有未切碎的整粒咖啡豆。相比之下,齒輪磨豆機則能夠將咖啡研磨成大小相對均勻的顆粒。

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關於研磨程度,業內說法不同。有些人認為咖啡粉應當磨得越細越好,以盡可能增加咖啡粉與水的接觸面積,從而盡可能多地萃取出咖啡中的風味。還有人認為咖啡粉應當磨得越粗越好,以避免萃取出咖啡中的負面口味。在我看來,咖啡粉是粗是細,完全視個人喜好而定。

最後咖啡的新鮮程度非常重要。烘焙後的咖啡含有大量二氧化碳和其他被困在豆體結構內的易揮發物質。隨著時間的推移,其中的有機分子會以氣態的形式逃離咖啡豆。易揮發物質越少,咖啡的味道就越平淡。大部分咖啡館不會使用烘焙時間超過4週的咖啡,以最大程度保證咖啡的新鮮度。

作者:Christopher H. Hendon

英文原文地址:

https://www.rawstory.com/2018/10/brewing-great-cup-coffee-depends-chemistry-physics/

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