深度解读：咖啡萃取原理

深度解读：咖啡萃取原理

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我们对萃取的了解

我们知道水是一种非常好的溶剂。水有时被称为“万能溶剂”，因为它能溶解的物质比任何其他液体溶剂都要多。它的分子结构（两个氢原子附着在一个氧原子上 H2O）导致电荷分布不均匀、不对称，使其成为极性分子/电荷显示分子（注：打开水龙头，用很小的力，用塑料尺在头发上摩擦，当带电的塑料尺靠近水时，水会向尺子倾斜，这证明水是极性分子）。

这种极性使其他分子很容易分解并溶解在水中。H2O 分子两侧的正电荷和负电荷意味着它很容易被各种分子吸引，并且可以轻松溶解其他分子。热水是一种更有效的溶剂，因为热量产生的额外能量使极化分子振动得更快，从而使它们更具吸引力。

图片/由Roast杂志提供

这些可溶性化合物包括果酸、咖啡因、脂质、类黑素、碳水化合物和植物纤维。这些物质在不同时间被萃取到咖啡液中，导致咖啡的不同风味。咖啡豆中有 30% 的水溶性物质，其中 20% 对咖啡的风味有积极影响 - 其余的会给咖啡增加苦味或果肉味等负面影响。幸运的是，理想的积极溶质首先被提取出来，然后是令人不快的溶质。

图片/由Roast杂志提供

果酸和咖啡因溶解性最强，最先被萃取到咖啡中。这些物质口感鲜亮（酸度高），清淡（醇度低）。接下来被萃取的是脂质和脂肪，它们以乳状液的形式从咖啡细胞中释放出来，然后进入咖啡中。这些物质对口感影响很大，过滤器会阻止/减少这些物质进入咖啡。最后被溶解/萃取的是类黑素（）和碳水化合物或植物纤维。类黑素是美拉德反应的产物，是咖啡豆和咖啡液颜色（棕色）的主要原因。碳水化合物和植物纤维占咖啡豆总化合物的一半以上，但并非全部都是水溶性的。最后这两种物质的味道并不总是美味的，会给咖啡增添苦味、果肉味或泥土味，但它们对咖啡的整体感官平衡至关重要。

简单的实验有助于说明不同化合物何时溶解在咖啡液体中

比如分阶段萃取（每阶段 5-10 秒）和 30 秒萃取，并按顺序品尝每个阶段。浓缩咖啡在不同的萃取阶段看起来非常不同，颜色从深到浅深度解读：咖啡萃取原理，口感从柔和醇厚到清淡稀薄，口感差异也相当大。我做了一个快速简便的实验版本，只采取了 3 个萃取阶段——我发现了一些有趣的读数。

图片/皇室提供

从图中可以看出，萃取物的浓度（TDS）一开始很高，然后在浓缩咖啡萃取的第二和第三阶段急剧下降。

我开始想知道：如果我们用其他酿造方法（例如手冲咖啡）做类似的实验，浓度（TDS）和风味特征会发生什么变化？

为此，我需要知道提取率（速率）、整个冲泡时间内提取的总量（总量），以及提取量与总液体质量的比例随着冲泡过程如何变化。

这意味着数据收集。我使用 V60 做了一个实验，从基线冲泡 (Dial/) 开始记录感官分析、测量 TDS 等。基线冲泡在 5 分钟内冲泡了 22.2 克咖啡，总咖啡量为 400 克。冲泡时间越长，我收集的数据就越多。

分阶段提取（每 30 秒一次），每阶段提取 50 克提取物（每 30 秒应加入 50 克冲泡水）。这样，我得到了 8 种不同的提取物（50*8=400 克）。

这种类型的实验确实存在稳定性和一致性问题，尽管有些麻烦，但我还是尽力解决了它们。

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结果非常吸引人。通过感官测试和浓度分析，在上图中，我们可以看到在前 30 秒内发生了大量萃取。然后萃取量继续增加，直到 1 分钟，然后在冲泡过程中萃取量急剧下降。

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分段萃取让我们注意到每一步的风味变化。正如人们所预料的那样，咖啡在大约一分钟内充满了明亮的酸度，这是一种很容易从咖啡中溶解/提取的果酸。随着萃取的继续，我们开始尝到红糖、糖浆和太妃糖的味道。萃取两分钟后，咖啡开始呈现草本、苦涩和涩味，在萃取的最后一分钟咖啡变得非常稀薄。

我觉得最有意思的是，实验中品鉴者对咖啡的感官风味描述与分段萃取的 TDS 值相对应，风味在一分钟时最明显（此时 TDS 值也是最高），随后品鉴者对咖啡风味的感官描述随着 TDS 值的降低而降低。

显然，我需要每 30 秒称量一次我冲泡的液体量，以便充分了解整个冲泡过程中萃取的变化。我又做了两个分阶段的冲泡实验，并在每个阶段称量咖啡液体，测量每个阶段的 TDS 读数。通过整理信息来确定整个冲泡的总重量，我甚至能够根据这些数字计算出整个冲泡的 TDS。

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上图显示了最终整体冲泡的 TDS 随时间的变化。很明显，虽然萃取率在冲泡 90 秒后显著下降，但整体 TDS 在整个冲泡过程中一直在稳步增加。

超过一半的风味物质在90秒之前就已经存在/萃取到咖啡液中了。（即使此时咖啡液的量只占最终总液量的20%，质量的20%）

本文来自皇家