咖啡知識(shí)|關(guān)于咖啡萃取的詳解

什么是咖啡萃取?萃取過程中究竟發(fā)生了什么?關(guān)于咖啡萃取,仍有很多是我們尚未完全弄懂的。今天,我將把自己在過去幾周的實(shí)驗(yàn)心得和體會(huì)與大家作一分享,希望能夠幫助大家加深對(duì)咖啡萃取的理解。

關(guān)于萃取,我們已知的那些事

我們都知道,水是一種很強(qiáng)的溶液,甚至可以被稱為"通用溶液",因?yàn)樗梢匀芙夂芏嗥渌后w所無法溶解的物質(zhì)。水的分子結(jié)構(gòu)想必大家都知道,由氫原子和氧原子構(gòu)成,同時(shí)帶有正負(fù)極性,正是因此,其他物質(zhì)分子在進(jìn)入水中之后很容易就會(huì)發(fā)生分解,并與水分子結(jié)合。在此基礎(chǔ)上,額外的熱使分子運(yùn)動(dòng)更加劇烈,這使得熱水溶解其他物質(zhì)的能力更強(qiáng)。

同時(shí),我們還知道,咖啡中的很多物質(zhì)都是可溶的,例如水果酸、咖啡因、油脂、類黑素、碳水化合物和植物纖維。每種物質(zhì)被溶解的時(shí)間和速率是不同的,且?guī)в胁煌谖?。其?僅有30%的物質(zhì)是可溶于水的,只有不到20%的物質(zhì)是帶有正面口味的,剩余的只會(huì)給咖啡帶有多余的苦味、紙味或其他負(fù)面口味。幸運(yùn)的是,這些正面口味物質(zhì)是首先被溶解的,負(fù)面口味物質(zhì)需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能萃取出來。


此外,我們也知道不同物質(zhì)會(huì)在沖泡的不同階段被溶解出來。水果酸和咖啡因溶解的最快,因此若沖泡時(shí)間較短,咖啡的口味會(huì)偏明亮,口感偏單薄。其次被萃取出的是脂肪和油脂,這些物質(zhì)決定了咖啡的口感,但濾紙會(huì)阻礙油脂進(jìn)入咖啡,因此手沖咖啡的口感會(huì)比用金屬濾網(wǎng)沖泡的咖啡更加單薄。最后溶解的是類黑素、碳水化合物和植物纖維。類黑素是美拉德反應(yīng)的副產(chǎn)品,咖啡的棕色正是由于它而產(chǎn)生的。碳水化合物和植物纖維在咖啡成分中的占比超過一半,這些物質(zhì)是不可溶于水的。最后這兩種物質(zhì)通常帶有負(fù)面口味,會(huì)給咖啡帶來多余苦味、紙味或是土味,但它們同樣對(duì)咖啡整體的口味平衡無比重要。

我們可以通過一個(gè)非常簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來了解在沖泡的不同階段究竟哪些物質(zhì)被萃取出來。如果你還沒有嘗試過,請(qǐng)參考以下實(shí)驗(yàn)步驟:

準(zhǔn)備制作一杯意式濃縮咖啡,同時(shí)準(zhǔn)備6個(gè)小杯子。當(dāng)咖啡開始濾出時(shí),先讓咖啡流進(jìn)第一個(gè)杯子,過5-10秒之后,再讓咖啡流入下一個(gè)杯子,如此往復(fù),直到咖啡按照沖泡配方制作完成。

按先后順序?yàn)楸优判?你會(huì)發(fā)現(xiàn)單從顏色上,每杯咖啡就存在巨大差異,口味想必也大相徑庭。由于咖啡的量有限,我僅做滿了3杯咖啡,但即便是這樣,我還是從每杯咖啡的TDS讀數(shù)中得到了非常有意思的結(jié)果。


從上圖中我們可以看出,在咖啡制作的開始階段,萃取率非常非常高（第一杯咖啡為從開始萃取到總重達(dá)到5g時(shí)停止）,此后下降得非常明顯。

我開始思考:如果用其他沖泡方式,結(jié)果會(huì)怎樣呢?意式濃縮咖啡的萃取過程非常短。如果用其他萃取時(shí)間更長(zhǎng)的沖泡方式,它們的TDS讀數(shù)會(huì)是怎樣的呢?

由此我又產(chǎn)生了另外一個(gè)問題:

每一種物質(zhì)被萃取的速率究竟是怎樣的呢?

為此,首先我必須弄清咖啡的萃取速率、全過程中的總萃取量和沖泡過程中每種物質(zhì)被萃取出的總量與咖啡總重之間的比例。

為此,我必須收集更多數(shù)據(jù)。我開始嘗試V60手沖咖啡,并記錄下感官分析數(shù)據(jù)和TDS讀數(shù)。我使用的配方是:用22。22g咖啡和400g水在5分鐘時(shí)間內(nèi)進(jìn)行沖泡,預(yù)沖泡時(shí)間30秒。我選擇了時(shí)間較長(zhǎng)的配方,以便收集更多數(shù)據(jù)。

每過30秒,我會(huì)將濾碗移至新的咖啡杯上,每30秒的倒水量均為50g。最后,我得到了8杯每隔30秒萃取出的手沖咖啡。

這種做法可能會(huì)產(chǎn)生一定誤差,我已經(jīng)盡量用各種手段進(jìn)行避免。例如將濾碗移至新的咖啡杯會(huì)導(dǎo)致咖啡粉發(fā)生額外震動(dòng),再比如我只能控制每個(gè)階段的倒水量,卻無法精準(zhǔn)控制滴入咖啡杯中的咖啡總量,這導(dǎo)致每個(gè)杯子中的咖啡的量可能是不均勻的,尤其是當(dāng)我最后一次倒水時(shí),剩余的全部水全部進(jìn)入了最后一個(gè)杯子,致使最后一杯的咖啡量最多。


但實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人振奮,無論是從感官分析還是從屈光折射儀讀數(shù)上面。從上圖中我們可以發(fā)現(xiàn),在開始萃取的頭30秒,即預(yù)沖泡過程中,咖啡的萃取率極高。此后萃取率會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)至1分鐘,隨后便會(huì)快速下滑。

從咖啡的口味,我們也能看出每杯咖啡的區(qū)別。和預(yù)想的一樣,頭1分鐘的2杯咖啡滿滿是明亮的酸味,這是因?yàn)樗崛芙獾米羁?。在之后的幾杯咖啡?我們分別品嘗到了棕糖、糖蜜和太妃糖味。在2分鐘過后,咖啡開始變?yōu)橄悴菸?味道偏苦,略帶澀味。最后一分鐘的咖啡則口味平淡,口感單薄,水味足。

我還發(fā)現(xiàn),每個(gè)階段的口味描述詞匯的多少與TDS讀數(shù)的趨勢(shì)非常吻合,在1分鐘左右達(dá)到巔峰,此時(shí)的詞匯也是最多的；隨后快速下降,詞匯也相應(yīng)減少。

在此基礎(chǔ)上,我還需要收集每30秒萃取出咖啡的總重,以推算出每種物質(zhì)的萃取速率。為此,我又做了2次實(shí)驗(yàn),并對(duì)每個(gè)階段的咖啡進(jìn)行稱重,并收集TDS讀數(shù),以計(jì)算出每個(gè)階段咖啡在咖啡總重中的占比。


上圖顯示了TDS讀數(shù)在整個(gè)萃取中的變化。我們可以發(fā)現(xiàn),咖啡的萃取率在頭90秒之后發(fā)生了快速下降,但TDS讀數(shù)整體仍在穩(wěn)定增長(zhǎng)。雖然第一階段的TDS讀數(shù)很高,但頭90秒所萃取出的咖啡的量?jī)H占咖啡總量的一小部分,這部分咖啡會(huì)隨后稀釋到整杯咖啡當(dāng)中。

因此我們可以得出結(jié)論:超過一般的可溶物質(zhì)是在沖泡頭90秒中被萃取出來的,雖然這部分咖啡僅占咖啡總量的20%。

這一試驗(yàn)結(jié)果非常振奮人心,但我仍想知道更多。如果一開始將水全部倒入,咖啡的萃取率會(huì)發(fā)生怎樣的變化呢?為此,我對(duì)浸泡式咖啡進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)


一開始我選擇的是法壓咖啡。為方便實(shí)驗(yàn)操作,我將濾網(wǎng)置于了咖啡粉層之下,而非傳統(tǒng)意義上在浸泡之后再進(jìn)行下壓。結(jié)果這一方法非常具有挑戰(zhàn)性,且實(shí)驗(yàn)結(jié)果意義并不大,與手沖咖啡非常類似,TDS讀數(shù)在30秒-1分鐘內(nèi)快速上升,之后迅速下降,而且讀數(shù)在1分鐘-4分鐘這一區(qū)間內(nèi)完全沒有變化。

但我們還是品嘗了每30秒萃取出的咖啡,我們發(fā)現(xiàn)結(jié)果差異非常大。1分鐘左右萃取出的咖啡味道偏酸,口感單??；處于中段的咖啡花香味極濃,略帶一點(diǎn)酒精味。如果TDS讀數(shù)在1分鐘后沒有發(fā)生變化,那么口味上的變化是從何而來的呢?


為了一探究竟,我選用了另外一種靈活性更強(qiáng)的浸泡沖泡設(shè)備——Clever咖啡壺。這一次,我并沒有頻繁更換杯子,而是在每30秒暫停沖泡,以此法沖泡出8杯咖啡。此外,用Clever咖啡壺可一次性沖泡出大量咖啡,以便我進(jìn)行感官分析。

但實(shí)驗(yàn)結(jié)果有時(shí)與我們的想法存在很大差距。即便使用了Clever咖啡壺,TDS讀數(shù)仍在非常早的階段停止增長(zhǎng),沖泡第30秒和第4分鐘的TDS讀數(shù)差距僅有0。29,咖啡TDS讀數(shù)在頭30秒已經(jīng)達(dá)到了1。06。同樣的,每一杯咖啡的口味依舊差別極大。

以上實(shí)驗(yàn)究竟說明了什么?

1、大部分萃取發(fā)生在萃取的開始階段,在1分鐘時(shí)達(dá)到頂峰

這或許不是什么新發(fā)現(xiàn),我們已經(jīng)知道在萃取的開始階段,正面口味物質(zhì)會(huì)被率先萃取出來,隨后萃取出的類黑素、植物纖維和碳水化合物會(huì)帶來苦味和負(fù)面味道,影響咖啡的整體口味。但苦味其實(shí)也是咖啡口味平衡中重要的組成部分,不可或缺。

其中,我為咖啡沖泡開始頭30秒所萃取出的物質(zhì)總量之大感到震驚。在感官分析中,我的一位同事驚訝地看著我,問道:"你知道我們這是在萃取咖啡濃縮液,然后再對(duì)它進(jìn)行稀釋嗎?"雖然有些夸張,但他說的不無道理?？Х鹊拇蟛糠终婵谖稁缀跏窃谝凰查g被萃取出的,且濃度極高,非常不平衡,過于出挑。而此后的咖啡則是在努力平衡這些口味,讓咖啡的結(jié)構(gòu)感更強(qiáng)。

2、TDS不能說明咖啡是否美味

在浸泡式咖啡實(shí)驗(yàn)中,我們發(fā)現(xiàn)咖啡萃取率在沖泡1分鐘后達(dá)到瓶頸。在手沖咖啡中,由于持續(xù)向咖啡中倒入熱水,萃取率則在1分鐘后快速下降。對(duì)于兩種方法的實(shí)驗(yàn)均顯示,在沖泡達(dá)到1分鐘左右,咖啡中的大部分可溶物質(zhì)已經(jīng)被萃取出來。

但即便TDS讀數(shù)沒有改變,咖啡口味仍發(fā)生了巨大變化。

是什么造成了不同階段咖啡口味的差異?一種解釋是易揮發(fā)的芳香物質(zhì),我們可以通過核磁共振光譜對(duì)其進(jìn)行檢測(cè),但咖啡中含有至少800中芳香物質(zhì),想要精確計(jì)算幾乎是不可能的。


從中我們學(xué)到了另外一點(diǎn):數(shù)字并不能告訴我們有關(guān)咖啡的一切。如今很多人會(huì)依賴屈光折射儀和讀數(shù)來判斷咖啡的好壞。但我們的結(jié)果顯示,即便是最尖端的技術(shù),也不能取代人們的感官感受。如果我們僅憑數(shù)字說話,我們將永遠(yuǎn)無法對(duì)每一杯咖啡的品質(zhì)公平評(píng)測(cè)?？Х仁且粯訋в腥涡缘乃囆g(shù)品,是由用我們的全身心去感受,我們才能得知咖啡隱藏最深的真諦。

即便你有再高端的設(shè)備,也無法取代你的舌頭。因此下一次再遇到一種沖泡設(shè)備,想要設(shè)定沖泡配方時(shí),一定要記得,數(shù)據(jù)只是依據(jù),最終作出判斷的仍是你自己,要相信你的感官,跟隨自己的心去探索。