研磨咖啡、手沖咖啡的過程中，到底發生了什麼事？

初初入坑的朋友們，在你們拿到精品咖啡豆之後，準備開始手沖咖啡的過程，是不是嘗嘗被各種手沖參數、注水理論給困惑了呢？那些東西很複雜，但是說穿了就是化學領域中的萃取這個類別。今天小編就以科學的角度來跟大家聊聊手沖咖啡的各個環節。

咖啡之所以好喝，是因為咖啡豆里含有上千種能刺激嗅覺與味覺的化學物質，進入空氣中，跑到你的鼻子裡；溶進水中衝撞你的味蕾。於是你感覺身處天堂，和天使接吻(咳咳~)。

以科學的角度來說，一杯咖啡沖煮的過程就是一種「萃取」的化學反應，這個化學反應有幾個要素會影響萃取的結果，也就是說，一杯咖啡好不好喝這件事，將會受到「原料」、「接觸面積(表面積)」、「溫度」、「時間」所影響。

手沖咖啡的原料

首先，我們來聊聊原料。萃取所需的原料部分，我們主要概括了「咖啡豆品種」、「烘焙程度」、「新鮮程度」以及「沖煮水質」。

咖啡的品種與烘焙很好理解，大部分的精品咖啡採用阿拉比卡豆（Arabica）是因為他有更多的芳香、味覺化學物質在裡面，烘焙是把咖啡生豆里的物質轉化，變成更多帶來芳香與口味的化學物質。烘好後的養豆階段也是同樣的意思，讓化學物質發生一些美味的變化。如果咖啡熟豆里沒有某種化學物質，當然也不可能萃取出來進到杯子裡。好的咖啡豆帶你上天堂講的就是這個意思。

而咖啡豆的新鮮程度也會影響到他所組成的物質，良好的保存條件、新鮮現烘之後在一定的時間內喝完，都有助於品嘗到一杯美味的咖啡。

既然沖煮咖啡是咖啡豆（粉末）和熱水的化學作用，當然水的品質也占有一席之地，一般的說法是水質含有一定量的礦物質，也就是所謂的硬水，沖煮出來的咖啡風味會比較豐富。

反應的接觸面積

粗鄙地說，宇宙萬物是由原子組成的，咖啡也不例外，而原子間的碰撞是各種化學反應的基礎。碰撞的機率越高，反應的機率越高。所以當我們把相同重量的咖啡磨成越細的粉末，反應的接觸面積就更多了！

相同的水溫和沖煮方式下，粉末越細萃取出越多的咖啡物質；粉末越粗萃取得越少。

另一件事情是，咖啡豆本身不是均勻的物質，從最外層到最內層的化學物質都不一樣，咖啡磨得越細，越內部的地方被萃取的機率越高，這也會影響到口感。

手沖咖啡主要受到磨豆、粉粒、粗細、萃取率、表面積等因素影響

咖啡豆的研磨就是表面積逐漸放大的過程

接觸的時間

在相同條件下，水和咖啡粉末接觸的時間越長，萃取出越多的咖啡物質。這部分很好理解，但把這觀念和其他環節一起討論就會開始變得複雜些。

咖啡粉末較粗的時候，水流比較容易通過，停留的時間較短，所以萃取也會較少；咖啡粉末越細，水流會越容易堵在咖啡粉末之間以及濾紙之上，接觸時間變長，萃取變多。

而手沖時的水流大小、注水的方式也會影響到水在濾紙上停留的時間。「斷水」會增加接觸時間，斷水越多次，萃取越高。

反應溫度

溫度會影響到原子、分子的震動程度，而震動程度會影響到反應的機率，以及反應的能量閥值。講得白話些，越熱的水可以發生更多的萃取反應。另一件事是不同溫度萃取到的物質可能不太一樣，綜合來說，溫度越高，萃取越多，較苦；溫度越低，萃取越少，較酸。

一般而言我們會建議使用85-95℃的水來沖煮咖啡，但沖煮的期間水溫一定會下降，所以有些人會買溫控壺，這就看每個人講究的程度到哪了。

沖煮咖啡的萃取率與濃度

當我們討論「萃取率」的時候，是在討論咖啡粉末被水帶走了多少物質。

假設乾的咖啡粉末原本是20公克，沖煮完之後，晾乾扣除掉濾紙的重量，剩下17克，那我們會說萃取率是(20-17)/20=15%

不管你用多少水去萃取，對咖啡粉來說它就是被拿走了那麼多的物質。

而當我們在講濃度的時候，指的是我們泡出一杯咖啡中，這個混合溶液里有多少的水以外的咖啡物質。例如我們拿200ml(約200克)熱水，衝出202克的咖啡，那濃度就是(202-200)/202=0.99%差不多是1%

這跟你用多少咖啡粉並無關係，我們專注在你衝出了多少咖啡液。

萃取率和濃度在定義上是獨立的，但實際上是相關的，因為你的濃度會受萃取出的咖啡風味粒子所影響的。但記得上面是定義，不代表實際狀況，實際狀況是水會殘留不少在濾紙和咖啡渣上。

說到這邊，我們也把一杯咖啡沖好了。品味精品咖啡也是一場溫度、時間、味蕾、嗅覺的舞蹈。溫度隨著時間降低，酸味會越發明顯，而香氣也會跟著改變。這就是精品咖啡最有趣的地方了。