咖啡攻略| 為什麼有些咖啡豆子比較難磨?

沖煮者在研磨咖啡豆時應該考慮的因素有很多,產區、烘焙、處理法以及沖煮方式等等,每個因素都會影響咖啡豆的研磨粗細,決定咖啡能否到達最佳萃取效果。

出於多種原因,每一種咖啡豆在研磨階段的狀態都會略有不同。例如,有些豆子用手磨就很難磨碎,有些豆子在電動磨豆機裡需要磨更長的時間。那麼,這究竟是什麼原因呢?為什麼有些豆子會特別難磨?

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談一談咖啡豆的“脆度”
首先,在研究某些豆子的研磨難度之前,我們需要區分一下豆子的“密度(density)”和“脆度(brittleness)”。這兩個概念是截然不同,但經常會被混淆的。
單顆咖啡豆的重量除以體積,就是咖啡豆的密度。當然實際操作時,我們會測量容積來計算密度,用一個桶裝滿咖啡豆,用桶內咖啡豆的重量除以桶的容積,得到密度。
密度高的咖啡豆往往會有更高的含糖量,通過延長咖啡豆的發育階段可以達到提高密度的效果。在較高海拔和較低氣溫的條件下,咖啡樹的細胞活性會降低,從而為種子提供更多吸收果肉糖分的時間。普遍觀點認為,提高咖啡豆的密度有利於品質的提升。
但是,單純的“密度”並不是咖啡豆研磨難易程度的決定性因素。因為還有“脆度”這個概念。
咖啡豆經過烘焙這個階段,脆度會發生變化。例如,用普通的咖啡磨豆機幾乎是不可能磨碎咖啡生豆的,但是磨深烘咖啡豆卻毫不費力。
咖啡生豆具有非常緊湊的細胞結構,細胞壁非常堅固強硬。然而,在烘焙過程中,細胞內的水分蒸發,會令細胞體積膨脹,並在細胞結構中留下孔洞,令豆子的結構變疏鬆,從而變得更脆。
當然,從物理學來說,密度與脆度並沒有必然的關係。例如,玻璃密度很高,但很易碎,海綿密度很低,但幾乎不會破碎。
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研磨咖啡豆時會怎樣?
想要把咖啡豆分解成較細的顆粒碎片,磨豆機的刀盤要先讓咖啡豆結構產生斷裂。在這個研磨過程中,刀盤對咖啡豆施加了兩種力:壓縮力將豆子壓碎,拉力、剪切力和扭力將咖啡豆撕碎。通常磨豆機的刀盤會同時使用這四個力,將烘焙後的咖啡熟豆研磨成各種大小的顆粒。
當受到作用力時,咖啡豆就會伸展或收縮,就像彈簧一樣發生形變,直至無法承受應力,就會破裂。而若然在斷裂發生之前撤走作用力,豆子就會恢復其原始形狀,這就是彈性。雖然聽起來很矛盾,但實際上材料可以同時擁有脆性和彈性。
脆性強的材料彈性就弱,受力形變時很容易斷裂,例如,玻璃也可以輕微彎曲,但如果用力壓一下,很容易就會破碎,形變幅度還很小,就已經破裂了。
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烘焙如何影響咖啡豆的脆度?
烘焙過程對咖啡豆的脆度影響最大,這主要歸功於烘焙過程中咖啡豆的細胞結構發生了巨大的變化。
烘焙會使得咖啡豆細胞壁變脆,一部分原因是脫水。烘焙機利用熱量和氣流來減少豆子的水含量,使其變乾燥。隨著水分流失,豆子就會變得更脆。
另外,在一爆時,水蒸汽、二氧化碳及其他細胞內的揮發物,會積聚壓力,導致細胞壁彼此壓縮,最終破裂。打破細胞壁是必不可少的步驟,只有打破細胞壁,水才可以進入並溶解其中的成分,這些成分就是構成咖啡獨特風味的主要物質。
此外,不同的烘焙程度對咖啡豆脆度的影響也不同。
在同樣的研磨刻度下,一爆後出爐的咖啡豆(即淺焙豆),研磨成粉之後的粒徑尺寸中位數為305微米,而經歷二爆的咖啡豆(即深焙豆),研磨成粉後的粒徑尺寸中位數為120微米。這說明了烘焙程度的加深會增加咖啡豆的脆度。
有趣的是,雖然前面說過密度與脆度並沒有必然的關係,但烘焙過程會同時影響密度和脆度。由於水分以及有機物質的流失,咖啡豆會在烘焙過程減輕重量,而體積反而會膨脹,這就意味著咖啡豆在烘焙過程中,密度是逐漸降低的,脆度是逐漸增加的。如果深入研究,說不定能在某個批次豆子的脆度與密度之間找到某種關聯呢。
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所以!研究上面這些東西有什麼用處?
隨著烘焙程度的加深,咖啡豆在不斷減重並失水,細胞壁變得越來越脆弱。這意味著,在相同的研磨條件下,深烘焙的豆子會比淺烘焙的豆子,研磨得更細。深焙豆比淺焙豆更脆,因而更加容易破裂。
這也影響了我們的實際沖煮。因為深焙豆相對淺焙豆研磨得更細(相同研磨條件下),因此萃取速度也會更快。加上深焙豆的細胞結構更疏鬆,風味物質如芳香分子、糖和酸更加容易溶於水中,傳統觀點認為深焙豆更“容易萃取”,因此需要調至更粗的研磨刻度,是很有道理的。
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那麼,我們應該如何調整研磨度?
雖然粗細大小才是研磨時需要考慮的最重要因素,但留意咖啡豆的烘焙程度以及脆度,將有助於我們沖煮出理想的風味。
淺焙豆的溶解度和脆度較低,因此需要研磨得更細,以增加咖啡粉的表面積,萃取出更多的芳香化合物。
同時,由於淺焙豆通常更難磨碎,因此也需要更長的研磨時間,這一點在某些計時的意式磨豆機上表現得比較明顯。不過也不用過於擔心,雖然研磨時間會延長,但實際用時不會太長,並不會損失過多的芳香物質。一般而言,研磨後的咖啡粉,在五分鐘內還能保留絕大部分的芳香物質。如果研磨時間超過五分鐘,就有可能降低咖啡風味的活潑性和豐富度。
從磨豆機的維護角度來看,理論上脆性高的咖啡豆對刀盤更“友好”,因為可以降低刀盤的磨損速度。而淺焙豆則可能會令刀盤磨損得更快。可惜這對於絕大部分人來說沒有意義,因為根本感受不到其中的明顯差別。
不過,偏深烘焙的咖啡豆因為比較脆,通常會產生更多的細粉,然後細粉容易阻塞磨豆機,反過來又影響了咖啡粉的粒徑分佈,使得咖啡的萃取變得不均勻。所以,無論你用的是淺焙豆還是深焙豆,請定期清潔檢查刀盤,避免發生上述問題。
總而言之,豆子的脆度並不是沖煮者最應該關心的問題。合理的沖煮方案才是獲得穩定出品品質的最可靠指南。在決定任何研磨或者沖煮調整之前,用舌頭親自品嚐會更重要。
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最後,對於大部分的咖啡愛好者、沖煮者來說,豆子的脆度並不是一個大問題,但毫無疑問的是,脆性背後蘊含的科學原理很有趣,而且它的確是進行完美萃取的其中一個因素。
下次自己沖咖啡的時候,不妨考量一下咖啡豆的烘焙程度,稍稍調整研磨刻度。畢竟,越是優質的咖啡,越是能夠感受得到些微細節差異所造成的變化!
本文由Tasmin Grant撰寫,譯自Perfect Daily Grind。

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