咖啡沖煮與風味——中篇
撰文／張芳玉 Carrie Chang 照片提供／張芳玉 Carrie Chang、pixabay
上一期聊過萃取率和濃度的概念，知道我們可以透過風味，連結起咖啡的濃度和萃取狀態。在下一個階段，我們將因應濃度和萃取狀態的推論來挑選合適的變因修正及調整幅度，並逐一對各個變因與其對風味的影響更進一步加以討論。
沖煮方式與濾材的選擇
此項常在一開始引領了萃取的大方向。我們將萃取方式簡單區分為過濾式及浸泡式，並搭配壓力的使用與否，在萃取上產生不同的特質。
過濾式萃取，簡單來說，就是水經過粉層，提取風味物質，讓液體過濾而出。其中若沒有壓力的加入，則水在粉層中行走的速度，和重力與粉層的抗阻性很有關係，像是手沖、濃縮咖啡、摩卡壺和冰滴。在過濾式萃取中，不斷加入的新鮮水，能維持與咖啡粉顆粒內部的濃度差，讓整個萃取變得較有效率，代表了更為豐富的風味層次與複雜度；然而，粉層在結構上的穩定及抗阻性其實一直在變動，這也間接影響了杯與杯之間萃取的一致性。像濃縮咖啡及摩卡壺，當壓力加入，使溫度與壓力更成了萃取的利器、粉層的抗阻性也明顯地變低，因此極細的粉通常是搭配選項之一，在短時間內將香氣、風味和不可溶的油脂及巨大蛋白質分子、半纖維質都釋放而出，讓杯中的口感變得極為黏稠、豐富並帶有飽滿的油脂感。
浸泡式萃取，則是穩定地將粉在定量或多次分量注入的水中浸泡，沒有不穩定的過濾層來影響粉和水接觸的時間，穩定可控的浸泡時間讓萃取的一致變得容易達成，但一次性的注水讓萃取集中在前段，風味容易變得較為單一而沒有效率，因此通常會搭配多次分量的注水及攪拌來達到風味層次與複雜度的建立，也達成增加萃取的目的。
不同的濾材，透過材質孔洞的大小，決定過濾過程中攔下的顆粒、分子大小及油脂的多寡，金屬、布、又或者棉、麻、不織布等不同纖維密度的紙，決定了進到杯中的咖啡，含有多少口感物質。大孔洞的金屬濾網，留給杯中咖啡最多的口感物質，極細粉、半纖維質、巨大的蛋白質分子及油脂，讓口感變得豐富黏稠又包覆，但或許也讓極細粉帶來了粉粉的觸感；相反地，多層纖維壓制的厚濾紙，則發揮了極佳的過濾效果。乾淨無瑕又清爽的口中觸感，亦有迷人之處，但若咖啡中存在任何澀感物質，沒有了豐富的口感來修飾，乾澀粗糙等不佳的負面觸感，也就一覽無遺了。此外，在過濾系統中，濾材的孔洞大小亦會影響過濾速度，越小而密的孔洞通常代表著越慢的流速，也因此有著過萃的風險，需要在研磨粗細度上多些思量。
水質
水中所含有的物質成分及總量，除了會讓咖啡萃取時物質的提取產生差異外，更會對整個風味結構的平衡有著莫大的影響。我們的飲用水來自於大自然各處，在自來水廠淨化後來到我們的手上。水中充滿了各式各樣的礦物質離子，像陽離子有鈣、鎂、鈉、鉀、鐵、錳等，陰離子有碳酸氫根、碳酸根、硝酸根、硫酸根等，不同的離子對咖啡風味造成的影響並不相同，我們簡單梳理歸類出以下的重點：
1、陽離子：鈣、鎂、鈉、鉀等陽離子，在咖啡萃取時，對不同風味物質的提取，功效並不相同。相較於鈣離子及鎂離子，鈉離子及鉀離子在萃取上對於吸引風味物質的助益較小，鈣離子次之、鎂離子的效益最佳。鈣離子較容易吸引細微奔放的香氣物質，鎂離子則在吸引微小的酸甜化合物上有良好的功效。此外，鈣離子與鎂離子因其與之後的碳酸根及碳酸氫根離子相結合，超過飽合溶度後會形成沉澱而結垢，所以我們將鈣離子與鎂離子統稱為水中的硬度(GH)。
2、陰離子：陰離子中，我們將對萃取影響較大的碳酸根及碳酸氫根，合為鹼度(KH) 的概念來分析。碳酸根及碳酸氫根離子在水中極不穩定，在萃取過程中，搶走了由咖啡顆粒裡沖刷出酸性物質中的氫根離子(H)，而後向上還原出二氧化碳，並沒收了萃取出的酸，因此，我們可以這樣說：鹼度除了可以調節沖煮過程中的酸度高低外，應用在過濾系統中，其產生的二氧化碳可以使顆粒細胞膨脹，穩定粉層，減緩流速，創造出更穩定的過濾層。而較長的萃取，代表的除了後段水解的口感物質增加外，也可能是過萃的苦澀感。
然而，我們在一般咖啡館實務又或是居家咖啡沖煮，並無法精準地去區分或調配出個別礦物質離子含量的多寡，因此在一般居家可以操作的水質檢測及外部市售包裝水使用的系統觀下，我們可以大致歸納如下：
1、水中總礦物質建議設定含量在 50到200ppm過少的礦物質讓萃取較沒有效率，整體的酸甜及風味會相較單一而空洞；過多的礦物質則容易過萃，讓整杯咖啡變得過於複雜、厚重並帶出過多的苦澀感。在沒有限制咖啡烘焙度的狀態下，50到200ppm 的礦物質含量，能相對容易且安全地產出一杯風味結構良好的咖啡，而硬度和鹼度的比例約為2:1。
研磨
我們將一整顆的咖啡豆加以研磨，先破碎成小塊，然後切割成我們想要的大小。簡單來說，磨得越粗，萃取越慢，代表較少的萃取總量、較低的濃度，通常需要搭配較長的萃取時間；相反地，磨得越細，萃取越快，代表較多的萃取總量、較高的濃度，通常搭配較短的萃取時間。所以，在感受到咖啡中的萃取率明顯較低或較高時，研磨常會是很好的解決之道。
事實上，無論是再好的磨豆機，我們都不可能100%得到一致的顆粒粗細度，一定會有部分比例的偏粗顆粒、期待粗細度、偏細顆粒、以及極細細粉。極細細粉及顆粒外部的開口細胞，讓萃取在與水接觸的一瞬間就開始了；而內部的封閉細胞，則需要等待水的進入與二氧化碳排氣，在達成萃取後，又得藉由擴散作用才能向外傳遞到最後杯中的咖啡液體。因此，當萃取總時間不長時，整個萃取可能多數僅停留在表面的開口細胞及極細的細粉上，內部封閉細胞能夠萃取到的量值並不多，我們將這樣與水接觸就開始萃取顆粒表面的開口細胞及極細細粉，對應到研磨顆粒的表面積分布，比起單純顆粒大小的分布，表面積的分布及總量，更能成為與萃取時間搭配的依據。
於是我們重新檢視在第一段所提到的論述：磨得越粗，若時間不長，則萃取多數會留在表面的開口細胞及極細細粉上，這時濃度偏低，需要較多的咖啡豆來增加濃度，但容易達成萃取一致的目標，亦較好控制萃取率在剛好段落；另外一方面，則是不增加咖啡豆使用克數，而是透過延長時間來讓水進一步的進到顆粒內部，亦能讓濃度有所提升，但待內部物質有效萃取後，表面的開口細胞及極細細粉則易呈現過萃，整體風味呈現傾向於較為複雜多層次，但有時也會曝露出過萃的苦澀感，使整體萃取呈現較不一致的狀態。
而細研磨的部分，短時間內快速且大量的萃取來自於開口細胞及極細細粉，風味很容易往偏甜苦的方向移動，口感容易有稠厚感，整個萃取系統對時間的敏感度較高，需謹慎控制萃取時間，但整體呈現的萃取較為一致。
此外，在過濾系統的部分，濾杯、濾紙及研磨顆粒大小的主要峰值搭配，則成為決定整個過濾粉層流速的重要依據，確切掌握每個段落的流速，就能確實掌握整體的萃取時間，再與萃取表面積搭配，便能在沖煮中找到合適的酸甜苦及口感的平衡。
本篇我們希望能夠藉由萃取系統中的幾項大變因，先建立健康而完整的沖煮架構，下一期我們則會往下介紹在時間概念的微調、溫度變化的使用、以及不同攪拌為風味所帶來的效益與風險，最後就WBrC世界盃沖煮大賽上有趣的沖煮概念和手法來加以分享，我們下次見！
文章出處：Vol.42《台灣咖啡產業的10個關鍵字》
