來自瑞士瓦登斯維爾的MARCO WELLINGER解釋了，為什麼水的鹼度比pH值更重要，以及為什麼要根據飲品的比例和萃取方法來調整水的配方。

那麼，當雨滴剛剛落在地球上的時候，各種氣體就開始擴散到其中了，最明顯的是二氧化碳。二氧化碳與水結合形成碳酸，使得雨水的酸性始終保持在pH值5.5左右。

雖然這使得雨水都是酸性的，但是對空氣和建築物構成威脅的，還有被硫和氧化亞氮污染pH低於4.5的空氣，所以我們不能把二者混為一談。

為什麼要談雨水和pH值呢?事實證明，酸性雨完美證明了，與pH值相比，鹼性的力量。平均一升150ppm CaCO3鹼度的美國自來水可以中和100L PH值為4.5的酸雨。

將同樣的邏輯延伸到水和咖啡，如果pH值接近中性(6-8)，並且鹼度相當高(高於20ppm CaCO3)，那麼，鹼度對飲品最終的酸的口感的影響是pH值影響的數百倍。

作為使用者，水的pH值測量真正能告訴你什麼?最常見的解釋——“pH值告訴你水的酸性有多強”——大體上是正確的，但隱藏了一個重要事實:  測量pH值並不能得出水的酸度總量。

它只提供了酸度和中性pH值的相對理解。為了更好地說明這個概念，我想讓你思考一下“溫度”和“物體中儲存熱量”之間的關係。

例如，在一個陽光充足的公園裡，一條木凳和一條石凳沿著同一條小路擺放著。即使太陽整天都照在木凳上，它也不會覺得太熱，相反，在同樣的太陽下曬了那麼久的石凳，會熱得讓人受不了。

用紅外線體溫計測量這兩張長凳，可能會顯示它們的溫度完全相同，但是石凳上儲存了大量的熱量(主要是由於它的質量)，一旦你做出不明智的決定打算坐在石凳上，它就會把熱量傳遞給你。

出於同樣的原因，石凳在太陽落山後的保溫時間要長得多。簡而言之，在一定的溫度下，石凳比木凳儲存了更多的熱量(熱容)。因此，石凳對溫度變化的阻力更大——它有很強的慣性。

讓我們回到水—— pH值是水噹前狀態的指標,但不包含當咖啡、氣體或者燒水壺這些因素牽扯進來後，pH值是如何作用的，就像溫度計和長凳，pH值不會告訴你所有細節。但有了這些長椅，在決定坐哪兒之前，了解一下熱容是很有幫助的。

在確定水的配方時，鹼度是你需要了解的額外信息——它概括了水的抗變化能力(或缺乏變化能力)。因此，pH與鹼度的關係就像溫度與儲存熱量的關係一樣。

pH值低意味著水是酸性的，但它不能告訴你有多少酸性，或者——換句話說——有多少酸性使pH值小於7。從感官角度看，這是非常重要的: 對酸度的感知與飲品中可定的酸度直接相關。

實際上，咖啡飲品的感知酸度=從咖啡中提取的酸的量-水的鹼度。這對咖啡專業人士意味著什麼? 在選擇咖啡萃取水時，將鹼度控制在一定範圍內比選擇pH值要重要得多。

事實證明，了解鹼度和pH值可以幫助你，了解水和咖啡是如何相互作用，形成咖啡中的酸度。在這個等式中，除了鹼度之外，最大的因素是咖啡萃取比例。

光譜分析咖啡萃取方法顯示，飲品比例的差異高達10倍(ristretto 1.5, 滴濾式為15)，這意味著，相同咖啡克數，濃度高的咖啡ristretto只有10%的水，而濃度低的滴濾咖啡含水量更多。

這也意味著，對於濃縮咖啡，只有10%的鹼度可用於緩衝咖啡的酸度，相比之下，鹼度可用於緩衝滴濾咖啡制中等量的咖啡酸。因此，在水對咖啡的酸度產生顯著影響之前，它的鹼度可能要高得多。

同樣的邏輯也適用於硬度，但不同之處在於，硬度對萃取的確切影響沒有明確的答案。來自不同來源的觀察表明，在水的硬度> 250ppm CaCO3情況下會有“過度萃取”的趨勢，相反，在水的硬度< 40ppm CaCO3下會有“未充分萃取”的趨勢。然而，實驗測量表明，當硬度水平20-250 CaCO3在合理變化範圍內，硬度對總萃取效率的影響不顯著。

繼續遵循這一邏輯，基於滴濾咖啡或者杯測的水的數據，為濃縮咖啡適當提高水的鹼。然而，這種方法會導致與現實世界技術複雜性的衝突—— 提高鹼度可能會讓濃縮咖啡機結水垢。繼續遵循這一邏輯，基於滴濾咖啡或者杯測的水的數據，為濃縮咖啡適當提高水的鹼。然而，這種方法會導致與現實世界技術複雜性的衝突——提高鹼度可能​​會讓濃縮咖啡機結水垢。

SCA的標準委員會渴望建立一套統一的水標準，以協調SCAA的傳統標準和SCAE的核心區域，並為從滴濾咖啡到濃縮咖啡不同沖煮比例提供水酸鹼度建議。雖然這一討論目前仍在進行中，但這項研究提出了一種可能的方法(圖1)。

圖1: 濃縮咖啡飲品的水建議。左：簡單提高SCA標準鹼度將導致嚴重結垢。右：意式咖啡機安全區和燒水鍋爐。

為了擴大濃縮咖啡的準備標準，滴濾準備標準乘以7.3，等於濃縮咖啡(飲料比例2)與滴濾咖啡(飲料比例14.6)之間的係數。然而，這使得新的濃縮咖啡標准進入了一個高度結垢的狀態(每升水0.25-0.45克)，嚴重結垢或潛在腐蝕限制了有效使用。“技術安全”範圍內其他部分可以在圖1中看到。

與SCA滴濾咖啡出品標準相比，較低的硬度(低至20ppm CaCO3)和更高的鹼度(高達150ppm CaCO3)建議會得到推廣。但是請記住，總硬度下限只關乎感官，而不是技術層面。

因此，如果你有興趣探索水的提取配方，會發現標準非常有限的。但不妨在一個合理的區間去嘗試一下，用更高鹼度的水去軟化特定咖啡的酸度，你可能會有意外收穫～

如果不想通過加鹽調和水，那麼，最簡單的辦法是使用軟水機（降低總硬度）實現高鹼度低硬度的結果，從而避免鍋爐結垢。

MARCO WELLINGER博士是ZHAW Wadenswil化學與生物技術研究所化學、技術和感官分析領域的咖啡研究員。

“中性”水意味著把pH值高達7。這是如何實現的？

雨水的鹼度為零，所以在水中形成酸的少量氣體導致pH值大幅下降。當酸性雨形成時，這些氣體是二氧化碳、NO2和SO4——這些氣體溶解並形成酸:分別是碳酸、硝酸和硫酸。

美國自來水的碳酸鈣鹼度平均為150ppm，總硬度約為170ppm，因此屬於“中等硬度”。即使如此，這也比酸性雨中的酸多了一百倍的緩衝。這就是為什麼一公升的自來水就可以中和一百公升的酸雨!

飲品比例與沖泡比例

目前，“沖泡比例”或“沖泡使用比例”的概念是有區別的，我建議引入“飲品比例”這個說法來區分這兩個概念。

沖泡比例

· 適用於滴濾式和浸泡式咖啡的沖泡。沖泡水的量(體積或重量)根據咖啡粉而定。

· 常見的是咖啡粉和水比是：1:16.7

· 在比例的基礎上，根據不同份量的沖煮來準備具體數值。

飲品比例

· 主要用於濃縮咖啡，飲品重量和咖啡粉重量

· 例如，18克咖啡粉出品36克的咖啡

· 專注於萃取出來的液重，計算萃取率

pH值 

從科學上講，pH值是測量質子濃度(更具體地說，是水合氫離子濃度)的單位。此外，它是一個對數刻度或數量級，每減少1個單位(-1)相當於增加10倍的質子濃度。

碳酸鹽硬度

碳酸鹽硬度是總硬度和鹼度最小值的另一種說法。一個簡單的比喻是舞伴，舞伴的數量是有限的，無論你的舞伴有多少，想要“帶頭”的人數和堅持到底的人數都是有限的。

所以，如果你想確保在鍋爐裡每升水至少有40毫克的保護層，那麼總硬度和鹼度都不能低於每升水40毫克的CaCO3 (40 ppm CaCO3)。