其實手沖三要素,對所有沖泡器具都是有意義的,但我並沒有提前講,主要是覺得浸泡萃取非常簡單,只要掌握好幾個簡單的條件關係,互相平衡即可做出穩定、好喝的咖啡。
但是到了滴濾類型的沖泡,三要素就更重要一些,因為加入了人為操作的因素,導致變量增多,而其更關鍵的還是看人如何配合三要素。所以在滴濾開講前,把三要素徹底講明白。
這是一個沖煮最基本的理論體系,你可以不 Care 它,但它確實存在,如果你不會調整,可以根據這篇文章去重新嘗試,看是否可以得到一個你理想中的結果。
烘焙及烘焙度
如果去細說烘焙這件事,那可以單獨成書的一個學科。這裡我只從用戶的角度去講一下,烘焙及烘焙度之中需要理解的相關知識。
這從選購咖啡豆,到拿到任意品牌的咖啡豆都可以基於此進行判斷,幫助我們在沖煮時儘可能選擇「對」的方案。
咖啡烘焙
所謂咖啡烘焙(Coffee Roasting)是指通過對生豆的加熱,促使咖啡豆內外部發生一系列物理和化學反應,並在此過程中生成咖啡的酸,苦,甘等多種味道,形成醇度和色調,將生豆轉化為深褐色原豆的過程。
咖啡生豆在烘焙時,體積會膨脹 1~2 倍,重量會減輕 12%~25%(視烘焙度而定,越深失重越多),並釋放大量二氧化碳。更重要的是咖啡所含的糖類、油脂類和有機酸,在烘焙前後互有消長。
在咖啡烘焙前後,主要化學成分及重量變化如下圖:
數據參考(Parliment,T.Chemtech.Aug 1995) 從上表可以看出,咖啡烘焙其實絕大部分都是化學性質的變化,而這其中最重要的就是由蔗糖參與的焦糖化反應,以及胺基酸與糖的梅納反應,另外有機酸、胡蘆巴鹼、磷酸、咖啡因和脂類在烘焙中扮演的增香提味角色。
焦糖化反應:咖啡豆的碳水化合物或糖分,在 170℃~205℃ 進行焦糖化(很巧合正好是烘焙進程的一爆階段)——蔗糖脫水後,釋放水汽與二氧化碳,蔗糖顏色由無色結晶轉變為褐色,並產生芳香物質二乙醯(奶油的主要成分之一)進而具有奶油糖的香味。此外,焦糖化還衍生出上百種重要芳香物質,包括呋喃類(具有焦糖香味)的 HMF(5- 羥甲基糠醛)以及麥芽醇(俗稱糖味香料)。呋喃化合物是構成咖啡香味最重要成分,其中的 HMF 也是蜂蜜、果汁和香煙的芳香成分。焦糖約占咖啡熟豆重量的 17%,味道苦中帶甘,是咖啡重要的滋味。
咖啡的焦糖化過度或不足都不對。爐溫太低或失溫,造成焦糖化不完整,使咖啡喝來呆板乏香沒深度;焦糖化過度則成碳化,大幅增加燥苦味,得不償失。
梅納反應:梅納反應並非單一的化學反應,而是胺基酸與葡萄糖、果糖、乳糖、麥芽糖等還原糖,在持續加熱過程中,相互進行的一連串複雜的降解與聚合作用。生成的芳香物與化合物,又在持續加熱與水分變化下,再度降解、聚合,產生更多芳香化合物,並使顏色更深。梅納反應是調味工業中最常用的「造香與提味」反應,因為各種蛋白質里不同形態的胺基酸與糖分作用,即可創造出不同的滋味。
酸質:科學家目前已從生豆和熟豆中分離出 100 多種酸性化合物,其中對咖啡風味影響最大的有機酸包括綠原酸、奎寧酸、醋酸、檸檬酸、蘋果酸、乳酸。咖啡豆的有機酸在烘焙前後的增減情況,以下表數據來呈現:
這些酸各自賦予咖啡不同的風味特性:
• 檸檬酸:更具柑橘類的酸質,試著與檸檬、柳橙與橘子的酸連結。
• 蘋果酸:與青蘋果是相同類型的酸,試著將咖啡與果汁感和清爽酸甜的青蘋果聯想。
• 酒石酸:類似於葡萄般的酸,也會大量出現在香蕉中的酸。
• 醋酸:換句話說就是如醋般刺激且讓人不愉悅的酸。
• 綠原酸:通常會在烘焙過程中分解成奎寧酸與咖啡酸,奎寧酸嘗起無法讓人愉悅.
• 檸檬酸:更具柑橘類的酸質,試著與檸檬、柳橙與橘子的酸連結。
• 蘋果酸:與青蘋果是相同類型的酸,試著將咖啡與果汁感和清爽酸甜的青蘋果聯想。
• 酒石酸:類似於葡萄般的酸,也會大量出現在香蕉中的酸。
• 醋酸:換句話說就是如醋般刺激且讓人不愉悅的酸。
• 綠原酸:通常會在烘焙過程中分解成奎寧酸與咖啡酸,奎寧酸嘗起無法讓人愉悅.
酸會隨著烘焙程度的加深,逐漸分解,這也是深烘咖啡豆普遍比較苦的原因。
烘焙度
咖啡通過烘焙,會從黃綠色逐漸加深,變為黃褐色甚至深棕色,這就是不同烘焙度帶來的顏色變化,一般將咖啡烘焙度分為幾個階段,不同階段對應不同的顏色,如下圖:
在烘焙中,也會出現一些烘焙技術上的瑕疵。如果脫水時間不夠,咖啡會呈現青草、泥土的風味。如果排煙不暢,會導致咖啡豆會有煙燻感,入口以後會出現嗓子乾澀等情況。
烘焙度鑑定標準 早些時候,一直是用上文中的那張烘焙表的烘焙程度來區分,但只有一個名字,比如城市烘焙、深城市烘焙、法式烘焙等。雖然定義了一個名詞,但是並沒有一個標準的東西來界定這個烘焙度就是城市烘焙。
鑒於此,美國精品咖啡協會與美國食品科技先鋒艾格壯公司(Agtron Inc.),於 1996 年制定了一套放諸四海而皆準的烘焙度數據,試圖統一咖啡烘焙深淺度的標準。
AGTRON-E30FP
這套烘焙度分析儀是以近紅外線照射烘焙好的咖啡豆表或咖啡粉。
原理很簡單:烘焙度越深,焦糖化(或碳化)就越深,豆表越黑則反射的光線就越弱,所測得數據就越低;反之,烘焙度越淺則表示碳化越低,豆表越不黑,反射的光線就越強,測得的數值就越高。換句話說,艾格壯數值(Agtron Number)與烘焙度成反比;數值越高代表烘焙度越淺,數值越低表示烘焙度越深。
根據 Agtron 值,也就將咖啡烘焙度的範圍進行了劃分,上圖就是整個烘焙度對應的 Agtron 值。我們在購買咖啡時,也可以根據這個數值確定咖啡烘焙度。
通過烘焙度,可以知道酸、苦的偏向,可以給你選購咖啡提供必要的指導。
烘焙瑕疵 生豆瑕疵,在特大批量烘焙時,很難全部被挑出,因此在烘焙完成後,還要進行一次篩選,這個步驟稱之為「熟瑕」篩選。
一般熟瑕常見的有兩種:
未熟豆
未熟豆另一個名字是烘焙後的咖啡熟豆中的 Quaker(奎克豆),原因是咖啡生豆沒有完全成熟,導致糖分也吸收不充分所以在烘焙過程中的焦糖化(上色)不充分,導致最終的顏色比正常的豆子要淺很多。
這就是比較典型的未熟豆,你可以在買到的咖啡豆子中注意尋找一下,把它挑出來。
貝殼豆
在生豆篩選中,貝殼豆是應該被選出來的。但有時候貝殼豆在生豆狀態下看著挺正常,但是烘熟了以後就顯露原形了。因此會把它再選出來。
貝殼豆有兩部分,外部的是通常說的「貝殼」形,內部的一部分或者是錐形或者是柱形。大部分貝殼豆在烘焙後都會分離成兩部分,而且外邊質地較輕的那部分「貝殼」更容易被烤焦。
如果數量不多(1 - 2 顆)你可以無視。如果太多了,還是挑出來比較好。這種豆子在烘焙時容易被烤焦,帶有燒焦的味道。
研磨度
研磨度對於咖啡沖煮者來說,是除了豆子以外最重要的一步。因為豆子烘成什麼樣你控制不了,但是研磨你可以控制,因此理解研磨還是很重要的。這裡我們主要講解精品咖啡製作時涉及到的研磨度,意式咖啡的研磨度,不在此討論範圍。
一般來說,我們研磨其實是為了在最短的時間內,將咖啡中可溶性物質萃取出來。研磨的顆粒度越細,越容易萃取出咖啡里的物質,反之越難萃取。
其實研磨度是需要配合萃取器具決定的,如果非要具象化,那麼可以通過下圖了解大體的研磨度劃分,僅供參考:
Coarse(粗):這個粗度的咖啡粉,適合長時間浸泡萃取。比如冷萃咖啡
Medium Coarse(中粗):適合 Chemex、法壓壺。這個細度與粗沙類似。
8Medium(中等粗細):適合美式滴濾壺、虹吸壺。這個細度與海鹽類似。
Medium Fine(中細):適合手沖、虹吸壺。這個細度與沙子類似。
Fine(細):適合摩卡壺、意式咖啡機。這個細度與食鹽粒差不多。
Extra Fine(極細):適合土耳其咖啡,這個細度更像粉末或麵粉。
這是一個對咖啡研磨度大體的一個區分。也不是說略粗或略細不能用來手沖。如果選擇粗一些的粉進行手沖,那就要拉長注水時間,讓水有足夠的時間穿過粉粒,確保萃取足夠,不會出現萃取不足的情況。
如果選擇略細的研磨,就可以加快注水速度,縮短水流穿過粉粒的時間,確保不會出現過度萃取的情況。沖煮過程中,在時間相同的情況下,較細的研磨度可以萃取出更多的咖啡物質,所以咖啡味道會更濃;而較粗的咖啡研磨程度則只能萃取有限的咖啡物質,味道容易寡淡。
但是對於「標準」的手沖咖啡來說,一般研磨度被描述為「細砂糖粒~粗砂糖粒」之間,根據具體情況進行調節即可。如果把上一章內容中對磨豆機粒徑分布的概念放在這裡數據化,那麼手沖的研磨度範圍在 400 - 800μm 之間。這是大部分單品磨豆機咖啡粉分布最集中的一個範圍。
沖煮用水
沖煮用水,其實很多人沒有過多關注,大部分的精力都投入到了設備、研磨度、沖泡手法當中了。但是當你做的都大差不差的時候,還覺得喝起來不是味兒的時候,你就可以回過頭來考慮一下水質的問題了。
水的一些概念
我們應該都聽說過「軟水」、「硬水」。這裡的「軟」、「硬」描述的是水的「硬度」。硬度有不同的種類如:總硬度、碳酸鹽硬度及其它硬度。
硬度鹽類一般包括 Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、Mn2+、Sr2+、Te3+、Al3+ 等容易形成難溶鹽類的金屬陽離子,在一般天然水中,主要是 Ca²⁺、Mg²⁺,其它離子含量較少。因此,一般常以水中的 Ca²⁺、Mg²⁺ 總量作為硬度的定義。
具體地講,Ca²⁺、Mg²⁺ 總量稱為總硬度,根據假想化合物的原理,考慮到水中陰離子的組成,又可把硬度區分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。
如果水的硬度是由碳酸氫鈣或碳酸氫鎂所引起的,這種硬度叫暫時硬度,因為這種硬度在煮沸時很容易成為沉澱析出。如:
Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2O
Mg(HCO3)2MgCO3+CO2+H2O
Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2O
Mg(HCO3)2MgCO3+CO2+H2O
這些析出的沉澱物,也就是我們常說的水垢。總硬度和鹼度的值越低,形成的水垢就越少。
如果水的硬度是鈣和鎂的硫酸鹽、氯化物等所引起的,稱為非碳酸鹽硬度。這種硬度用一般的煮沸方法不能從水中析出,故也稱為永久硬度。
通常以 Ca²⁺、Mg²⁺ 含量計算,單位有兩種,一種用毫克當量/升(meq/L)表示,一種用度表示。即 1 升水中相當 10mg Ca 為 1 度:
• 0 - 4度為很軟水
• 4 - 8 度為軟水
• 8 - 16 度為中度硬水
• 16 - 30 度為硬水
• 0 - 4度為很軟水
• 4 - 8 度為軟水
• 8 - 16 度為中度硬水
• 16 - 30 度為硬水
水是一種溶劑,可以將咖啡粉中的物質萃取出來。而主要參與反應的就是 鈣、鎂,有研究說鈉離子也參與反應了,但並不多,可以忽略不計那種。
適量的鎂及鈣有助於萃取咖啡中的風味,碳酸氫鹽則調節水的 pH 值。鈣離子可以帶出咖啡中圓潤厚重的奶油感風味,鎂離子則帶出果香風味的檸檬酸和蘋果酸;不同的礦物質離子影響咖啡的萃取能力,進而造成咖啡風味的改變。
碳酸鹽是咖啡沖煮水很重要的一部分,主要負責緩衝酸的刺激。這意味著保持 pH 值穩定的能力,因為咖啡整體呈弱酸性。由於碳酸鹽的緩衝能力,咖啡的酸度會根據碳酸鹽的硬度而改變。
如果水中有高鹼度,味道中正向的酸(即檸檬酸、果酸、酸酸等)會被中和掉一部分。酸度本身仍然存在,只是我們在味道中找不到它,只有土腥味和沉悶、平淡的味道。
在鹼度低的情況下,咖啡的味道更偏向發酵的酸味與醋的味道。所以鹼度不宜過低。
如果覺得抽象,可以根據下邊的公式總結一下邏輯:
鹼度:酸緩衝能力 = 水中和酸的能力 = 碳酸氫鹽的數量
碳酸鹽硬度 = 可沉澱的鈣 / 鎂的最大數量 = 可形成的水垢的最大數量
鹼度:酸緩衝能力 = 水中和酸的能力 = 碳酸氫鹽的數量
碳酸鹽硬度 = 可沉澱的鈣 / 鎂的最大數量 = 可形成的水垢的最大數量
這個值可以通過比較總硬度和鹼度來發現。兩者中哪一個更低,就可以得出碳酸鹽硬度的數值。
永久硬度,也稱為非碳酸鹽硬度:與鎂和鈣配對的硝酸鹽和硫酸鹽。永久硬度會導致軟白堊或泥濘的沉積物。例如,硫酸鹽和鈣會形成石膏。
其他溶解離子:除了形成水硬度的鎂、鈣和碳酸鹽之外,還有其他溶解離子也會影響水的味道。例如,鈉、鉀、硝酸鹽和氯化物。這些其他溶解離子含量過高會導致腐蝕的風險。
SCA 的沖煮水質標準任何事物一旦深究起來就可以變得很複雜。基於此,為了方便大家入門,精品咖啡協會(SCA)經過他們自己的實踐探索,提出了一個相對官方的推薦沖煮水質標準:
TDS,溶解性總固體
TDS 的全稱是 Total Dissolved Solids,測量單位為毫克/升(mg/L),它表明 1 升水中溶有多少毫克溶解性固體。TDS 值越高,表示水中含有的溶解物越多。總溶解固體指水中全部溶質的總量,包括無機物和有機物兩者的含量。一般可用電導率值大概了解溶液中的鹽份,一般情況下,電導率越高,鹽份越高,TDS 越高。
TDS 的局限是只能看到總數,但無法看到水中鈣、鎂、鈉、鉀等離子的各自的 ppm 值,也就無法知道對應的含量。
上圖應該能說明白,TDS 的含義,所以我們更應該關注的是相同 TDS 下,不同金屬陽離子的含量,從而尋找到最適合沖煮的水的離子含量。
pH值
我們都知道,水溶液 pH=7 呈中性,pH<7 顯酸性,pH>7 顯鹼性。
酸性水:會使萃取率降低,如果水的 PH 值小至它們的 pKa(酸度係數)時會出現完全不溶解的情況。
鹼性水:會把咖啡中酸性物質拉扯出來,增加咖啡的酸味。
家庭沖煮用什麼水
雖然說了這麼多關於水的科學,但是作為家庭沖煮用水也不必那麼苛求。家庭用水只要滿足以下幾點就可以完全滿足日常需求了:
不用蒸餾水、純凈水:蒸餾水就不說了,應該沒什麼人在家喝這東西吧?純凈水是通過反滲透、離子交換、蒸餾等工藝製備出來的、去除了絕大多數雜質的水。因此礦物質含量非常低,可以說微乎其微。用這種水,無法充分的與咖啡中的物質發生反應,甚至是加快萃取的速度,導致萃取過度。
不直接使用自來水:各地的自來水、井水應該都無法達成推薦的 TDS 值。北京城區自來水的 TDS 在 250ppm,北京四環外農村的供水,TDS 在 350 - 450ppm。燒開後,也會有比較多的沉澱,有些氯化物經過高溫也無法揮發,單獨喝這種未過濾的開水,也能喝到一股生水味,而且 TDS 整體上無法降低太多,所以不推薦。
使用 RO 膜過濾的凈化水:家庭直接建議使用過濾後的水,我家凈水器凈化後,TDS 在 30ppm,但我家這個水就「太乾淨」了,沖咖啡的時候口感上的東西有些欠缺,不夠飽滿。
使用礦泉水:可以直接使用礦泉水,礦泉水有它相應的礦物質含量,我們可以看看瓶身上具體的說明,下圖是某品牌的數據:
礦泉水的產品特點是水源地不同,最後到手的 TDS 也不同,這個品牌的飲水機的大桶裝水,TDS 穩定在 45 - 70之間。是比較經濟、穩定的沖煮水,家用完全足夠。
下面這是市售礦泉水的一些數據,僅供參考,如果感興趣,可以買回來都試試看。
自己調製
其實很多人已經不滿足於使用礦泉水了,因為物質成分不穩定,會造成萃取上的不穩定,而且自由度不高。因此近幾年各大咖啡比賽,基本都是選手自己配置的水。
既然是有需求的,自然有人為我們市場化。AQUACODE 咖啡沖煮專用水,就是一款專業競賽及級別的沖煮專用濃縮水包。
目前很多專業選手打比賽、生豆賽的杯測都使用這種水包調水。它 1 盒 12 包,每包可以根據說明卡片,兌出你需要的 TDS 水,它詳細說明了這個水包里各個元素的含量,與水勾兌後的總 TDS 方便大家自行配置。
這種水包,需要純水進行勾兌,這時候上文說到的不能用的純凈水就派上了用場。一般國內使用的最多的是怡寶,有的用娃哈哈,而且都會按照 6 - 7L 這個勾兌比例進行調整。
感興趣的朋友們可以自己在家試試,兌一桶怡寶可以用很久。
最後
沖煮是最後的手段,但是前置條件要保證是「正確」我們在正確的路上開車,才不會走錯。因此烘焙度、研磨度、水這3個關係到沖煮的絕大部分結果,沖煮手法、器具加持也只是對它的錦上添花。
下一期開始進入手沖教學階段,大概是以 V60 為基礎,介紹一些基本的沖泡方式以及沖煮的調整策略,敬請期待。
團購繼續,剩餘不多嘍,預購從速
- END -
編輯:老林