溫度影響萃取的科學解釋，看懂的都是學霸

為了解溫度對咖啡萃取的影響，我們逐步認識一些相關知識。

水的可溶性

可以將一種物質是否可以溶於水及其溶於水的速度理解為此種物質的溶解度。不鏽鋼不容易溶於水，但是在合適的時間及情況下是可以溶於水的。有些物質則完全不溶於水。

當我們討論咖啡時，可溶性指咖啡中所含物質溶入水的能力，這些物質包括咖啡中存在的可溶性固性物，液體，氣體。水是個較好的溶劑（溶媒），水是極性分子且介電常數較高，可以很好的溶解其它極性分子，如食鹽（Na+,C1-離子組合）可以輕易的溶於水，但是在汽油或酒精等非極性溶劑中難以溶解。

準確的了解物質的可溶性我們要考慮3個要素：溶液（solution)溫度.溶劑（solvent),溶質（solute),如果組成溶液的物質有不同的狀態，通常將液態物質稱為溶劑，氣態或固體物質稱為溶質。如果都是液態，則把含量多的一種稱為溶劑，含量少的稱為溶質。

不同物質根據其特質在不同溫度下有不同的溶解速度。一些溶質除非到達最高溫度否則不會溶解，其它一些溶質在低溫情況下卻可以迅速溶解。溶解的速度表明當物質接觸溶液時開始的溶解過程（dissolving process)的快慢。咖啡的研磨度（細研磨），攪拌，加熱等因素多會加速溶解過程。

沖煮咖啡的藝術就在於如何控制這個溶解過程。水的品質是整個控制過程中重要的因素。

水的極性

一個水分子由兩個氫原子和一個氧原子構成，氧原子通過分別與兩個氫原子各形成一對共用電子對的方式結合成穩定的分子。但是由於共用電子對明顯靠近氫原子一側，導致氧原子附近形成負電荷中心，氫原子附近形成正電荷中心，這種現象稱為水分子的極性。分子的極性會影響溶質的溶解性。有極性的物質容易溶解到有極性的溶劑中，反之亦然。

水的極性

水的特殊性

水有其特殊性，它的沸點（從液態到氣態100°）以及它的熔點(從固態到液態0°）都相對高。水的密度隨加熱升高，容量（volume)隨融化減少。這些特點由水分子之間的吸引造成，這個過程稱之為氫鍵結合。

如之前所講，水分子由2個氫原子加一個氧原子組成。這是一種原子層面的結合。

水分子也可以在分子層面結合。一個水分子中的氫原子能夠與附近另一個水分子中的氧原子發生正負電荷相吸現象，從而在附近水分子之間形成一種相互聯接的作用力，在化學上，將這一作用力稱之為氫鍵。

根據元素周期律，同族元素的同系物，其熔點和沸點隨分子量的增大而增高，因為存在氫鍵，水分子間的作用力大大增強，可以設想如果水分子中沒有氫鍵，那麼水的熔點會低於-85°，沸點會低於-60度。

水的結構性

我們很少想到水也有結構，自然界的水不是以單一水分子（H2O)的形式存在的，而是由若干水分子通過氫鍵作用而聚合在一起，形成水分子簇，俗稱「水分子團」，又稱水團簇、水簇。水分子簇是一種不連續的氫鍵結構形成的水分子簇合物。

大分子團

4-分子團

想得到小分子團水，最省事的一個方法就是加熱。分子運動越快，越不利於氫鍵的形成，所以加熱之後可以將超分子打散，到了100℃時，液態水和氣態水準衡，此時的水分子團簇接近單分子，通常不超過4個分子。

當水被加熱時水分子團的結構減小，數量增多，有利於水合其它化學物質,這也是為何溫度對咖啡沖煮及萃取的重要性。

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