你能做些什麼來確保更完美的釀造？ 克里斯亨頓，CC BY-ND
咖啡在手工飲料中是獨一無二的，因為咖啡在消費時的質量中起著重要作用。 相比之下，飲酒者購買生啤酒和葡萄酒作為成品; 他們唯一的消費者控制變量是你喝它們的溫度。
為什麼咖啡館的咖啡師生產的咖啡總是與家裡釀造的咖啡豆品嚐不同？
這可能取決於他們多年的訓練，但更有可能的是他們利用化學和物理原理的能力。 我白天是材料化學家，我在這裡適用於其他固體的許多物理因素都適用。 溫度，水化學，粒度分佈，水與咖啡的比例，時間以及可能最重要的是生咖啡的質量的變量都在生產美味杯子中起關鍵作用。 這就是我們如何控制這些變量，使得杯子可以重現。
一杯喬有多強？
除了咖啡師準備的咖啡在咖啡館中如此美味的心理和環境貢獻之外，我們還需要考慮釀造方法本身。
我們人類似乎喜歡含有咖啡成分（有機酸，美拉德產品，酯和雜環，僅舉幾例）的飲料，其質量為1.2至1.5（如過濾咖啡），也有利於含有8至10％的飲料。質量（如濃縮咖啡）。 濃度超出這些範圍 執行起來很有挑戰性。 實現8至10百分比濃度的技術數量有限，濃咖啡機是最熟悉的。
然而，有許多方法可以獲得含有1.2至1.5百分之百咖啡的飲料。 傾倒，土耳其，阿拉伯，Aeropress，法式壓榨，虹吸或分批釀造（即常規滴灌）設備 - 每個都生產在這些濃度附近味道好的咖啡。 這些釀造方法也比其濃縮咖啡具有優勢：它們便宜。 濃縮咖啡機可以生產這種濃度的飲料：Americano，它只是用水稀釋到濃縮過濾咖啡的濃縮咖啡。
所有這些方法導致杯中的咖啡量大致相同。 那為什麼他們的味道如此不同？
當咖啡遇到水時
在低濃度方法中有兩個釀造設備系列 - 那些將咖啡完全浸沒在釀造水中的那些以及使水流過咖啡床的那些。
從物理角度來看，主要區別在於完全浸沒系統中咖啡顆粒的溫度較高。 咖啡提取的最慢部分不是化合物從顆粒表面溶解的速率。 相反，它是 咖啡香味通過固體顆粒的速度 到水 - 咖啡界面，這個速度隨著溫度的增加而增加。
較高的顆粒溫度意味著將提取更多捕獲在咖啡顆粒中的美味化合物。 但更高的溫度也會讓更多不需要的化合物溶解在水中。 特色咖啡協會提供了一個 味道輪 幫助我們談論這些口味 - 從綠色/植物性或紙質/霉味到紅糖或乾果。
傾倒和其他流通系統更複雜。 與控制時間的完全浸沒方法不同，流通時間取決於研磨尺寸，因為地面控制流速。
在釀造時間，水與咖啡的比例也很重要。 簡單地研磨更細以增加提取總是改變釀造時間，因為水通過更細的地面更慢地滲出。 可以通過使用較少的咖啡來增加水與咖啡的比例，但隨著咖啡的質量減少，釀造時間也減少。 因此，過濾咖啡釀造的優化是多維的，並且比完全浸沒方法更棘手。
嘗試控制的其他變量
即使您可以優化您的釀造方法和設備以精確模仿您最喜愛的咖啡師，您的家庭釀造品仍然幾乎肯定會與咖啡館的味道不同。 有三個微妙之處對咖啡質量產生巨大影響：水化學，研磨機產生的粒度分佈和咖啡新鮮度。
首先，水化學：鑑於咖啡是一種酸性飲料，沖泡水的酸度會產生很大的影響。沖泡鈣離子和碳酸氫鹽 (HCO??) 含量低的水（即軟水）會導致杯子呈現高酸性，有時被稱為酸味。沖泡水含有高濃度的 HCO?? - 通常是硬水 - 會產生白堊杯，因為碳酸氫鹽已經中和了咖啡中的大部分風味酸。
理想情況下我們想要 用水沖泡咖啡 在中間某處含有化學成分。 但是很有可能你不知道自己的自來水中的碳酸氫鹽濃度，一個小的變化會產生很大的不同。 為了品嚐這種影響，嘗試用最高碳酸氫鹽濃度瓶裝水之一Evian釀造咖啡，濃度為360 mg / L.
研磨機產生的粒度分佈也很重要。
每個咖啡愛好者都會正確地告訴你，刀片研磨機不受歡迎，因為它們會產生看似隨機的粒度分佈; 粉末和基本上整個咖啡豆可以共存。 另一種是毛刺研磨機，它有兩塊帶齒的金屬，可將咖啡切成小塊。 只有當它們足夠小時，它們才允許磨碎的顆粒通過孔。
尋找更加平坦的研究。 Aplaon Itzerott在Unsplash上, CC BY
有 關於如何優化研磨設置的爭論 但是，當使用毛刺研磨機時。 一種思想支持盡可能精細地研磨咖啡以最大化表面積，這使您可以提取更高濃度的最美味。 競爭對手的學校主張盡可能粗磨，以盡量減少產生負面味道的細顆粒的產生。 也許這裡最有用的建議是根據您的口味偏好確定您最喜歡的。
最後，咖啡本身的新鮮度至關重要。烘焙咖啡含有大量二氧化碳？和別的 揮發物被困在固體咖啡基質中：隨著時間的推移，這些氣態有機分子將逃離豆類。 較少的揮發物意味著一杯不太美味的咖啡。 大多數咖啡館將不會在烤肉日期後的四周內供應咖啡，強調使用新鮮烤豆的重要性。
人們可以通過冷卻咖啡來緩解老化的速度（如下所述） 阿倫尼烏斯方程）。 雖然你不應該在開放的容器中冷卻你的咖啡（除非你想要用手指沖泡），將咖啡放在冰箱裡的密封容器中會顯著延長新鮮度。
因此，在家裡精心釀造的一杯咖啡永遠不會與您在咖啡館購買的東西疊加在一起，這並不奇怪。 有許多變量 - 科學的和其他的 - 必須被爭論才能產生一個最高級的杯子。 請放心，大多數這些變量都沒有被一些人優化 數學 算法而是由某人的舌頭。 最重要的是你的咖啡對你有好處...沖泡後沖泡。
關於作者
Christopher H. Hendon，計算材料與化學助理教授， 俄勒岡大學
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