Rao式沖煮法– 旋轉咖啡漿的科學原理

在歐美手沖界,許多知名咖啡師都推崇”Rao式旋轉(Rao Spin )”的手沖技法,至少三位世界咖啡沖煮冠軍使用這個手法。
這旋轉法傳說是由有著全球咖啡師靈魂導師美譽的Scott Rao發明,但他本人否認,表示另有其人。

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Scott Rao

到底何謂Rao式技法,為何它備受精品咖啡界推崇?

今天咖啡公社將透過三位國際手沖大師的Rao式旋轉法教學影片,仔細跟小伙伴聊一聊Rao式旋轉法的訣竅,它背後的科學原理,以及該如何正確操作,以避免畫虎不成反變犬的誤區。

希望感興趣的人可以就此放心去練習Rao式技法,讓手沖風味更上一層樓!

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誰是發明人?Who is the inventor?
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大家都以為Rao發明了旋轉法

Scott Rao被稱為全球三大咖啡師導師之一,與他並列齊名的另外兩位是James Hoffmann(2007 WBC世界咖啡師大賽冠軍)及Matt Perger(2013 WBC世界咖啡師大賽冠軍)。

很巧的是,以上三位並列齊名的全球咖啡界靈魂導師,都拍攝影片教學這個“Rao Spin”旋轉沖煮法。

但因為Scott Rao 不想攬功,他特別寫了一篇博客叫做“為何要旋轉咖啡漿Why spin the slurry? ”文章一開頭他就鄭重宣布,他並不是旋轉法發明人,他相信最早使用這個手法的應該是James Hoffmann

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Scott Rao澄清他沒有發明旋轉法

但正如Scott Rao在這篇博客提到的,他示範了這個技法,大家照做了,發現還真管用。

因為這個旋轉法的進入門檻不高,一學就能上手,而旋轉後的風味也幾乎次次都成功改善,所以這技法就大紫特紅了。

到底R ao 式旋轉法有啥好處?為何讓初學者一學就入迷??

02.Rao式旋轉法特色
Rao’s Spin
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萃取不足呼喚Rao式技法來解套

R ao 式旋轉法幫助改善了萃取率,並同時解決手沖咖啡最頭痛的萃取不足與萃取不均雙問題。

所謂萃取率,是指咖啡粉接觸水之後風味物質的溶出率。手沖咖啡的金杯定律認為,好喝的咖啡,它的萃取率應該要落在18~22%這個黃金百分比區間。

下圖是精品咖啡協會SCA公佈的咖啡金杯定律表(Golden Cup Ratio),表中的橫軸代表萃取率,也就是咖啡物質溶出率。

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咖啡萃取金杯定律

儘管金杯定律,建議了一杯好喝咖啡應有的萃取率,但實際操作上我們常常顧此失彼。

或是顧及了萃取率達到18%~22%,卻因為萃取不均所以苦澀難喝。不然就是萃取率過低,因為萃不足所以咖啡淡如清茶,平淡,尖酸又無滋味。

如果咖啡總是萃不足或是萃不均,就算買了高價精品豆也不過是浪費一包好豆,因為聞的到,卻總是喝不到。

所以R ao 式技法能一次性解決了不足與不均這兩個手沖界的心頭大患,難怪它會廣受歡迎。

接下來我們先來聊聊R ao 式技法的執行面,再來說明它的科學原理。

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Rao式

技法的操作示範How does Rao’s Spin work?

圖:將濾杯順或逆時針旋轉

既然,Scott Rao已堅稱這不是他發明的,那我們就來看Rao式所稱這個旋轉法真正的提倡本尊的操作示範吧!

下面這段影片來自2007  WBC世界咖啡師大賽冠軍-詹姆士霍夫曼James Hoffmann,他在個人的Youtube頻道分享了這段V60旋轉沖煮法。

該影片有12分鐘長,詹姆士霍夫曼以V60濾杯為例,介紹他認為最佳的V60沖煮技能。

影片前段是使用器具說明,可以忽略,影片從第四分鐘起到九分鐘結束,是詹姆士霍夫曼對使用V60濾杯沖煮咖啡過程的操作示範。

詹姆士霍夫曼在整個咖啡的沖煮過程中,一共動用兩次旋轉法。

第一次是在悶蒸階段(5分50秒起),他先輕柔加入豆重兩倍的熱水,接著放下手沖壺,用雙手握住上座的濾杯與下座的分享杯,然後雙手一起”用力旋轉”,讓咖啡渣與水均勻混合成泥漿狀,確認混勻後就放下濾杯與分享壺,等待悶蒸結束。
到了注水階段,詹姆士霍夫曼共執行兩次注水。第一次先倒入總水量60%,剩餘的水則以緩慢的節奏,徐徐注入濾杯,維持濾杯中最高水平面,使之不超過也剛剛好及於第一次注水的最高位置。

注完全部的水量之後,詹姆士霍夫曼就再一次使用旋轉法。

R ao 式旋轉可以逆時鐘,可以順時鐘,沒有限定,但是旋轉需要同時握住分享壺與濾杯。抓牢後用手腕的力量旋轉咖啡漿液,旋轉的力道可以輕柔也可以大力。

詹姆士霍夫曼在註水後的旋轉前,先使用湯匙攪拌一下,然後才使用旋轉技法(請看8分55秒處),轉數下後就停止,等候濾杯中的水全部瀝乾。

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Rao式旋轉法特別合適用於V60的沖煮

到底這個旋轉法有何魔力,讓大家都這樣推崇呢?

原來,讓咖啡漿旋轉後會形成離心力作用,而離心力恰好能解決手沖咖啡經常發生的” 通道效應(the channeling of water)”問題。

接下來,我們就先解釋一下R ao 式旋轉法背後的科學原理。

04.旋轉法的科學原理
The technical theory of Rao’s Spin
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乾燥的咖啡牆導致萃取不足

咖啡會萃取不均,通常是因為濾杯牆側形成了高聳的干燥咖啡壁,或是在濾杯底部形成不平整的咖啡床。

為何咖啡會容易堆在牆上,或是不均勻沉積在底部呢?主要是因為註水太快或註水不穩定造成的。

注水是一種需要鍛煉的技能,穩定與輕柔的注水,需要長久練習,還需要心平氣和的沖煮。在尚未熟能生巧前,不良的注水很容易造成萃取的不均勻問題。

剛開始學習手沖的咖啡小白,在肌肉沒有被訓練出一種正確的施力與記憶時,水流的控制往往是忽大忽小、忽快忽慢、忽強忽弱、忽高忽低。

不穩定的水流,製造了密度不一致的咖啡粉層堆積問題,以及高聳乾燥的咖啡牆,自然導致萃取的不均與不足。

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咖啡床的堆積不均形成通道效應

不平整的床面,使底部的咖啡粉堆積密度不一致,有些地方寬鬆,有些地方緊密。厚度或密度不一,都會影響水通過時的流速。

密度低的地方(或是厚度薄的地方)流速較快,密度高的地方(或是厚度高的地方)水流速慢。

流速快的咖啡粉床容易萃取不足,流速慢的咖啡粉床容易萃取過頭,所以只要床面不一致,就會導致不均勻的萃取。

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水在不平坦床面穿透速度不一

要如何避免這種堆積在牆面或降沉不勻產生的萃取不均問題? 透過旋轉咖啡製造的離心力,能夠解套。

當旋轉咖啡時,旋轉的咖啡漿會受到離心力影響,每一滴水和每一粒咖啡顆粒,都會受到將其向外推的力,這是增加一個水平向的作用力。

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離心力幫助咖啡粉均勻受水

在沒有離心力的作用下,當水注入咖啡粉床後,如果注水力道不均,咖啡粉床各區受水速度不均。

旋轉咖啡漿液,離心力強度隨著物體重量增加。這時由於水比咖啡粉重,所以水的橫向水平遷移力,在離心力幫助下增加了。

旋轉法的離心力運作得當,我們可以讓水快速水平橫向穿透每顆咖啡粉,讓所有的咖啡都均勻受水(吸飽水),避免了咖啡粉的干濕不均。

通常乾咖啡粉,更容易形成通道問題(因為水會傾向過門不入)。所以旋轉有助於提升咖啡粉的均勻受水,減少通道效應產生。

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離心力幫助形成平坦咖啡床

除此以外,離心力也幫助在咖啡粉向下落定前,彼此間的分佈更加均勻,所以降沉到地面時,就比較容易形成平坦的咖啡床。

平坦且排列均勻的咖啡床,避免了信道產生,造成更平均的萃取率,咖啡粉如果可以更均勻的萃取,就不至於發生酸甜失衡,甚至苦澀的過萃問題。

不過離心力並非萬靈丹,操作不當有可能發生反效果。

05.離心力過大有反效果
The minus effect of centrifugal Force

離心力這樣好用,所以我注水後儘情搖晃久一點,讓咖啡液轉快一點? 這樣就可以愈晃愈勻嗎?

恐怕不行,離心力的運用必須”恰到好處”,不然可能還是重新發生萃不足與過萃,而這次反而是離心力造成的。

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離心力過強大顆咖啡粒貼壁

上圖是大型咖啡顆粒累積在咖啡壁的照片,離心力使用如果過當,反而會發生大顆粒咖啡粉黏壁問題。

因為大顆粒的咖啡較重,在離心力的加速作用下,大顆粒的咖啡可以突破水阻力,而被甩到濾杯的壁上。至於細粉,則因為水阻力的減速作用,保持在靠中心的位置就開始降沉。

所以過度使用離心力,反而是用離心力把咖啡按照重量粒徑進行分級,重的往周邊靠攏,輕的往中間集中。

這樣把粒徑分級的結果,就是當水以平面的方式下降從咖啡粉層流出時,靠周邊的大顆粒因空隙多水穿透速度快,所以萃出物質少,靠中間的小顆粒密度高,水穿透慢,所以溶出更多物質。

細粉萃太多就容易溶出苦澀物質,大顆粒水過濾太快,風味物質萃出太少(且是酸先溶出,甜則來不及溶出)。可以想見,這樣的杯中的風味,就是又酸又苦又低甜度了。

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Rao式

旋轉不敗秘技The secret of Rao’s Spin

講了R ao 式旋轉法的科學原理,以及離心力使用上要留心的過與不及後,我們就來總結R ao 式旋轉的不敗操作秘技吧。

首先,我們來看一下Scott Rao自己拍攝的影片,他也是使用V60濾杯,我們來看他本人是怎麼使用旋轉法沖煮咖啡的?

這個影片,Scott Rao很清楚地說明了每一個沖煮步驟的應注意事項,他同時使用湯匙與旋轉法來幫助改善高幹(dry-high)咖啡壁的形成,同時幫助製造出平坦的咖啡床。

Scott Rao的沖煮手法是在悶蒸45秒之後,一次性注入所有的水。然後他先用湯匙轉一圈,防止咖啡粉沾在壁邊,接著等水位下降約30秒至一半位置時,再使用旋轉法防止粉沾黏於濾杯邊緣。

看完Scott Rao的示範後,我們再來看看2013 WBC世界咖啡師大賽冠軍- Matt Perger的旋轉法示範,同樣是使用V60濾杯,也同樣採用一刀流注水法。

 

看完以上兩大師的旋轉示範影片,大家有什麼心得呢?

最後我們提供關於旋轉法的重點整理,提供大家思考。

關於悶蒸

可以用湯匙攪拌作為輔助加快排氣,James Hoffmann在悶蒸階段就動用旋轉而且力道頗大,目的是儘速讓乾燥咖啡粉床均勻受水。

關於注水

Matt Perger與Scott Rao都選擇一次性倒入所有水(一刀流),James Hoffmann則是先大水倒入60%,然後剩下40%繼續增加以維持水位在高度。
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關於旋轉

悶蒸與沖煮時都可以旋轉,旋轉要注意不要大力過度,特別是一刀流,如果轉太多導致粉層貼壁,沒有第二次注水可以沖刷壁牆粉層了,所以力道要適量就好。

關於水溫

James Hoffmann支持滾水(請參考影片5:10處),Scott Rao影片裡沒有提到,但他的博客也是水溫高於95度的高溫擁護者。

關於研磨度

James Hoffmann建議偏細的中研磨(請參考影片4:13處),Scott Rao也提到盡可能用偏細研磨度(請參考影片6:17處),但仍要以不塞住底部影響水流為限。簡單說,如果沒有細粉,整體研磨度偏細較好。
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一般來說,Rao式旋轉法,合適流速快錐形設計的濾杯,也合適一刀流不斷水的沖煮法。

因為錐形濾杯的特色是杯口窄,中心粉層特厚。如果注水技巧不足,很容易把粉推到壁邊吃不到水。

再來錐形濾杯因為中心粉層堆疊特厚,若粉層深度沒有浸潤足夠,通道效應很容易發生。所以需要倚靠旋轉法,來提升咖啡粉層的平均受水力。

至於合適一刀流,是因為有足夠的水量才能帶動旋轉力道,若是分成多段注水且粗研磨,可能還沒有拿起來轉,水已經濾乾了。

你使用的是錐形濾杯嗎?你正遇到萃取不均或是不足的問題嗎?你的咖啡壁厚而咖啡床起伏不均嗎?

如果你符合以上條件,我想,R ao 式旋轉法應該是蠻合適你的手沖技法,要不要嘗試看看呢?祝福你沖煮不敗,我們下次再會。

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