部落格

在我們的BH Facebook粉專的最新投票中，粉絲請我們來研究這個問題：「如果流入的速度遠快於流出的速度，那麼就有可能形成流化床。這對濃縮咖啡來說意味著什麼？」 以下是我們的發現……這個問題延續了我們之前關於批次沖煮中的攪動和濃縮咖啡中的湍流的討論。在那些貼文中，我們解釋了為何受控的攪動對批次沖煮有益，但我們也發現，濃縮咖啡中的湍流可能會導致過度萃取的風味。 在某些條件下，沖煮咖啡時水流的攪動可能會產生流化床（fluidised bed）。在這篇文章中，我們將解釋什麼是流化床，以及如何在沖煮過程中加以利用，使其對我們有利。  什麼是流化床？ 對於咖啡愛好者來說，「流化床（fluidised bed）」這個概念在咖啡烘焙中可能更為熟悉，而不是在沖煮過程中。在某些烘焙機中，一股熱空氣被用來抬升並分離咖啡豆，使其在空氣中循環，從而達到均勻烘焙的效果。同樣的原理也適用於某些咖啡沖煮的階段，根據《咖啡沖煮手冊》，在理想的沖煮方法中，水流應該能夠「抬升並分離」咖啡粉顆粒。 流化床是由固體顆粒和流體（液體或氣體）混合而成的系統。流體的運動使顆粒保持懸浮狀態，使整個混合物表現出類似流體的特性。這意味著整個顆粒床可以像液體一樣流動，會順應容器的形狀，並且表面會保持水平。此外，顆粒床內部的流動能讓顆粒循環移動，類似於液體中的對流過程，使分子在液體內部循環流動。 讓顆粒保持懸浮狀態，需要混合物中流體的向上流動。這股向上的流動會對顆粒產生阻力（摩擦力），並且當流速增加時，阻力也會隨之增大。當流體的流速達到足夠高的程度，使得阻力與顆粒床的重量相等時，整個顆粒床就會進入流化狀態。 (上圖為「流化床」，流體與顆粒之間的摩擦產生了向上的阻力，當該力等於重量所產生的向下力時，床層就會流化。)  我們要如何在沖煮中運用流化床？ 要形成流化床，需要向上的水流來抬升咖啡顆粒。雖然我們通常是從上方注水，但如果水流速度足夠快，它會於濾杯底部向上反彈，從而部分流化咖啡粉層。 在沖煮初期，強勁的注水可以產生足夠的動能，使部分咖啡粉層流化，讓顆粒懸浮、分離，確保它們都能充分接觸到萃取用水。隨著沖煮的進行，漿體中的水位升高，會抑制水流的衝擊力，使水流較難到達沖煮器底部，也就無法形成足夠的上升流來維持流化狀態。 在批次沖煮中，沖煮水流通常被分散成許多較小的水柱，因此它們的動能通常不足以流化咖啡粉層。然而，某些特殊的沖煮設備，如Bunn Trifecta，則是從底部注水，這使得它在部分沖煮時間內能夠流化咖啡粉層，從而影響萃取過程。  流化床會造成什麼效果？ 流化床被廣泛應用於許多工業過程中，因為固體和液體能夠很好地混合，從而實現熱量或物質的高效傳遞。在咖啡沖煮中，這意味著咖啡可溶物能夠高效地轉移到沖煮水中。 研磨咖啡顆粒是非常多孔的。這些孔隙在顆粒內形成深層通道，咖啡可溶物需要從這些通道中擴散出來，才能進入沖煮液體。擴散是個緩慢的過程，但在流化床中，良好的混合有助於加速這一過程，通過將可溶物從孔隙的頂部移動開來。 然而，在濃縮咖啡中，由於水流相對較慢，且咖啡粉床被緊密壓實，因此這樣的床不會流化。然而，濃縮咖啡的萃取主要發生在細小顆粒的表面，因此這一點對濃縮咖啡並不重要。 在烘焙咖啡中，孔隙通常在20-50nm之間，因此對於濃縮咖啡萃取至關重要的“ fines”（通常定義為50nm或更小的顆粒）並不包括完整的孔隙。這意味著濃縮咖啡的萃取並不依賴於這種混合來幫助沖煮水滲透這些孔隙。 儘管如此，將土耳其咖啡沖煮方法與濃縮咖啡技術相結合，也許能在未來提供一種穩定的方式，實現超過25%的完整萃取，通過充分提取濃縮咖啡錯過的較大顆粒以及小顆粒。我們設想一種兩階段的沖煮方法，在第一步使用流化或攪動來允許較大顆粒深層孔隙中的擴散，接著進行高壓萃取來獲得濃縮咖啡的強度和口感。如果我們發現可行的方法，會與大家分享！ 流化床中不同大小的顆粒往往會按照顆粒大小進行分離：較大的顆粒會沉到底部，而最小的顆粒則會聚集在頂部。這與我們在小顆粒流動的文章中描述的「巴西堅果效應」相反，並且可能解釋為什麼沖泡後的咖啡床上有時會出現一層可見的、呈泥濘狀的細顆粒。我們推測，如果在這種情況下，不把不同大小的顆粒重新攪拌在一起，這種顆粒的分離可能會導致不均勻的沖煮效果。 本文出自 Barista Hustle，由盧貝思翻譯，轉載請註明出處。 原文連結：

當我們談論如何從咖啡中獲取更多或更少的萃取、會帶來什麼樣的味道時，如何讓這些獲得的結果最大化呢？以下來介紹超簡單的「80:20法則」，目的在於「以最少的努力獲得最好的咖啡風味」。  80:20法則或稱「帕累托法則」指出，在很多事件中，約80%的結果來自20%的原因。這一現象幾乎可以在任何地方觀察到，例如： 這樣的例子不勝枚舉，並且我可以想到許多在咖啡和相關行業中，帕累托法則也非常有用。今天，我想討論如何將它應用於讓咖啡味道更好的方法。 咖啡沖煮時，涉及的變數非常多，一旦你踏入這個領域，你就會發現這是一個無止境的探索。這並不代表控制變數並做出好風味的咖啡是不可能的。這只是意味著我們首先需要專注於最重要的部分。 最近，我收到了大量來自咖啡師的電子郵件，這些郵件中詳細描述了類似於盧比·戈德堡式的實驗和「無摩擦真空」變數他們想要從咖啡中挖掘出下一個1%的咖啡風味。我期待在適當的時候解決這類問題，但現在我們需要應用帕累托法則。我想幫助大家快速、簡單地有效提升咖啡風味。 我之前提到的萃取過程是咖啡沖煮環節中最重要的部分。即使你的萃取稍微改善一點，最終的咖啡風味也會有顯著的提升。如果你能找到萃取的最佳點，你將接近（或至少接近）咖啡潛力的80%。你可能會覺得這樣說有些過於寬鬆或簡單，但我堅信這是事實。找到那個美好的萃取點，你就會遠遠超過平均水準。 我們該如何達到目標？ 如果你還記得，過度萃取的咖啡會有乾澀和苦味，而萃取不足的咖啡則會有酸味和空洞感（還有其他味道）。當你從萃取不足到過度萃取時，咖啡會變得越來越甜，隨著更多糖分的釋放，然後很快就會變得乾澀和苦澀。這是因為當萃取到一定程度時，你開始釋放出一些味道不佳的有機物質。 這裡的目標是將咖啡萃取到一個點，這個點就在你開始品嚐到乾澀或苦澀之前。這就是最甜美的萃取點。我保證，每次都可以。（如果你奇怪地不追求更多的甜味，那麼這篇咖啡文章可能不適合你。）  無論是濃縮咖啡、滴漏、壓濾、氣壓壺、虹吸壺，還是你鞋子裡的咖啡。不管你用什麼器具或方法來萃取，這個快速簡單的小技巧會幫助你每次都找到咖啡的美好萃取點。你可以稱之為懶人咖啡師方法，甚至只是老老實實的偷吃步。只要知道，這是我在第一次遇到任何咖啡時會採取的第一步。  我為你設計了一個簡單的流程圖，供你參考。印出來、在吧台使用、背下來、與朋友分享，隨便怎麼做都可以。只要答應我，下次你萃取咖啡時一定要嘗試這個方法，關鍵是忘掉其他一切。不要溫度調控、不要攪拌時間表、不要水質分析、不要使用繁瑣的配方，絕對不許有任何胡扯。只專注於更多萃取或更少萃取。就這樣，好好享受吧！ 本文出自 Barista Hustle，由盧貝思翻譯，轉載請註明出處。 原文連結：

幾週前，我們發佈了第一個關於濾壓咖啡悶蒸過程的實驗。我們的目標是找出可衡量的證據，以支持某種悶蒸方法相較於其他方法的效果。我們沒有著墨於味道的測試，因為味道難以客觀衡量，而是通過觀察在沖泡過程中有多少水被吸收，並且是否對最終萃取結果產生影響來評估悶蒸的效果。  令我們吃驚的是，我們發現攪拌在悶蒸過程中減少了水的吸收量，儘管這對最終提取效果沒有產生任何可測量的影響。 這一結果意味著攪拌可能不如其他悶蒸方法有效，因為它導致了較少的水被吸收。 儘管結果很有趣，但由於數據集有限，很難得出確定結論，因此我們邀請了讀者幫助我們收集更多的數據。我們還懷疑，攪拌的效果可能在較大批量的沖泡中會有所不同。為了驗證這一點，我們再次邀請了 BH 教練 Matthew Brown 參與第二次實驗。 這次我們測試了更大的批量，並採用了更複雜的流程，旨在更深入地瞭解悶蒸過程中發生的情況。  (「鳥巢」悶蒸方法，粉量為 15 克（左）和 30 克（右）。「鳥巢法」對萃取量或悶蒸吸收的水量沒有可測量的影響。) 結果再次出乎意料。對於較大的批量，我們看到與之前的實驗相反的效果：攪拌導致了悶蒸過程中，更多的水被吸收。我們還發現，流出的水的TDS（總溶解固體）值明顯更高，這表明攪拌後水能夠接觸到更多的咖啡粉。 悶蒸的規則推測 在我們發布第一個實驗後，我們與Steven Abbott特教授討論了結果，他像往常一樣給了我們一些明智的實用建議。首先他解釋道，我們需要更多的數據：不僅是更多的數據點，還需要更精密的測量來了解悶蒸過程中發生了什麼。 我們還需要明確我們試圖達成的目標：理想的悶蒸方法應該是什麼樣的？Abbott教授提出了五條基本規則來進行探索： 1.任何水接觸幾乎沒有咖啡的情況都是不好的2.任何咖啡接觸幾乎沒有水的情況也是不好的3.任何遠離所需咖啡液溫度的沖泡溫度都是不好的4.由於沒有一種公認的最佳方法，不同的方法、批量大小和��是關鍵問題/機會 今天的實驗旨在探討規則一、二和四。如果不同的批量大小和方法帶來不同的結果，那就證實了規則四中的觀點：即沒有一種完美的悶蒸方法，不同的沖泡方式需要不同的悶蒸方法。與此同時，規則一和二表明，我們應該測量的不僅是悶蒸過程中流失的水量，還要測量這些水是否與咖啡接觸過。我們可以通過測量液體在悶蒸過程中流出時的TDS來做到這一點：較高的TDS值將表明水在悶蒸過程中與咖啡的接觸更有效。 實驗這一次的實驗是測試30克咖啡粉，使用玻璃V60 02濾杯，並配合Modbar Pour-Over模組自動注入110克水進行悶蒸。我們測試了Modbar，發現其水量的準確度在±2克範圍內。 (這項實驗正在加州雷德伍德城的Coffeebar進行。每6秒將不同杯子放在濾杯下取樣悶蒸時流出的液體。) 為了了解悶蒸過程中流失的液體隨時間變化的情況，我們通過每6秒將不同的杯子放在濾杯下方來取樣。讓咖啡悶蒸總共60秒，這樣每次沖泡會得到10個樣本。對於每個樣本，我們測量重量，並使用折光儀量測TDS（總溶解固體）。 我們測試了四種不同的悶蒸方法：一種是對照組，沒有進行任何旋轉或攪拌；第二種是將咖啡粉做成鳥巢形狀；第三種是使用南北東西（NSEW）方法攪拌；第四種是”Rao Spin”，使用3次旋轉進行悶蒸。每種方法都重複測試了三次。 水量流失 在我們之前使用15克咖啡粉的實驗中，我們發現攪拌會導致更多的水通過悶蒸過程流失，與其他方法相比。這一次，我們發現結果恰恰相反：在四種方法中，攪拌導致最少的液體從悶蒸中流失。另一方面，Rao Spin方法則比對照組和鳥巢方法稍微多一些液體流失。 然而，這個差異很小，並且只有在攪拌和Rao Spin的比較中，結果是統計學上顯著的；無論是攪拌還是旋轉，都與對照組和鳥巢方法之間沒有顯著差異。 然而，令人驚訝的是，對照組（未攪拌）和鳥巢法的結果變異性要大得多。這表明，通過攪拌或旋轉等攪動方式，使得兩杯批量沖泡的悶蒸行為變得更加一致。 通過每6秒取樣液體，我們還能看到液體何時從悶蒸中流失。攪拌似乎會導致在悶蒸過程中更多的水流失，但之後流失的水則較少。這一模式在實驗的三次重複中都相當一致。然而，對於對照組法，水流失的時間和總量變得不那麼一致。 (隨著時間推移，悶蒸時液體會流失。儘管整體而言流出的液體較少，但在攪拌過程中，流出的液體會更多。這一模式在三次重複實驗中相當一致。然而，執行對照組時，水在悶蒸過程中流出的時間點，以及流出總量的一致性較差。) ( 隨著時間的推移，悶蒸時液體會流失。與對照組相比，攪拌時液體在悶蒸時流出的量和時間更加一致。) 水與咖啡的接觸 儘管從悶蒸中流失的水量差異微小，但攪拌的真正優勢體現在從悶蒸中流失液體的TDS（總溶解固體）上。攪拌悶蒸後，從悶蒸中流失的液體中提取的固體物質顯著更多（2.3克，代表僅從悶蒸中提取的7%），這表明水與咖啡的接觸更為有效。 攪拌明顯提高了從悶蒸中流失液體的TDS，並且TDS在悶蒸結束前一直保持較高水平。有趣的是，TDS似乎只在攪拌結束後才開始增加。這表明，攪拌改善了咖啡與水的整體接觸，但在攪拌進行時，額外流失的水分與咖啡的接觸並不那麼充分。 (悶蒸時流出的液體總溶解固體量。攪拌會導致TDS大幅增加，並且這種現象會持續到悶蒸結束。) 另一方面，鳥巢法和Rao Spin法對從沖煮中流失的水分的TDS幾乎沒有影響，並且也沒有增加悶蒸吸收的水量，這表明這兩種方法對改善水與咖啡的接觸並不起什麼作用。 攪拌是否真的最有效？ 這些結果令人信服地顯示，攪拌是最有效的悶蒸方法。攪拌稍微增加了悶蒸過程中水的吸收量，並且對流失液體的TDS產生了明顯的影響。這兩個結果表明，當你用湯匙或刮刀攪拌悶蒸時，水與咖啡的接觸會更多，這很可能意味在這個階段的咖啡更均勻飽和。 這些結果還暗示了優化攪拌的一種可能方法：在攪拌進行時，更多的水從悶蒸中流失，而TDS的增長只有在攪拌結束後才出現。這表明，儘管攪拌改善了水與咖啡的整體接觸，但也會導致一定程度的繞道現象。也許最好的攪拌方法可以考慮到這一點，通過短時間攪拌來減少旁通量。 另一方面，這些結果幾乎與我們之前的實驗結果完全相反，當時使用的批量大小是這次的一半，而且方法也不同。在15克的粉量下，攪拌似乎不如其他悶蒸方法有效。顯然，任何特定的悶蒸方法的效果取決於批量大小或所使用的方法。 為了確認是批量大小還是不同的方法學造成了這一效果，下次我們將使用相同的方法，但改用較小的批量來完成這系列實驗的最後一部分。 然而，現在我們可以相當肯定地說，這次實驗證明了Abbott教授的第四條規則的重要性：「由於沒有公認的最佳方法，不同的方法、批量大小和/或相同咖啡的不同研磨度必須需要不同的悶蒸。」 本文出自 Barista Hustle，由盧貝思翻譯，轉載請註明出處。 原文連結：

在這篇文章中，我將從理論角度探討如何增加或減少咖啡萃取的總體程度。 當調整萃取程度時，有幾個變數可以影響結果。其中最主要的兩個因素是時間和表面積。這兩個變數在每種沖煮環境中都是緊密相連的，你無法改變其中一個而不影響另一個。 反應時間 如果讓水與咖啡的接觸時間延長，它將會萃取出更多風味。如果時間足夠長，萃取將會持續進行，直到沒有可溶解的物質為止。因此，我們需要找到一個理想的時間點，讓萃取達到美味的平衡。 在時間這個變數內，其實有兩個不同的機制需要區分和考慮。第一個與水萃取的成分及其發生時間有關，這完全取決於接觸時間。第二個則關係到水萃取的難易程度，這是由時間與表面積共同影響的，這部分我會稍後再討論。 水在不同時間萃取的成分 咖啡中的每種可溶性成分都有不同的溶解度（這聽起來有點奇怪，但請繼續看下去）。鹽分、糖分、酸類、酚類、脂肪和油脂等，都需要不同的時間才能被水完全溶解。有些成分會立即溶解，而其他則需要更長的時間。因此，在沖煮咖啡時，我們必須考慮這一點，因為改變接觸時間也會影響哪些成分會被水萃取出來。 咖啡中最先被萃取的部分是果酸和有機鹽類，它們帶來輕盈、明亮且富有果香的風味。接下來，水會萃取出烘焙過程中梅納反應和糖分焦糖化所產生的芳香物質，例如堅果、焦糖、香草、巧克力和奶油等風味。最後，水會開始溶解較重的有機物質，例如木質調、煙灰、麥芽和菸草等風味。 由於大多數咖啡愛好者不喜歡煙灰味或過度苦澀的風味，因此人們往往傾向於縮短萃取時間。然而，這也可能會犧牲掉咖啡的甜感。咖啡一直以來都是一門妥協的藝術，找到平衡點才是關鍵。 表面積 增加咖啡的表面積可以讓水更容易萃取其風味。而當你研磨咖啡時，實際上是指數級地增加了表面積。想像一顆咖啡豆是一個立方體，邊長為1公分。這個立方體有6個面，每個面的面積是1平方公分，因此總表面積是 6平方公分。 現在，把這個立方體切成兩半，然後再對每一塊做同樣的切割，直到得到 8 個小立方體。這些小立方體的邊長變成 0.5 公分，每個小立方體的表面積為 1.5 平方公分，總表面積變成 12 平方公分。僅僅做了一點切割，表面積就增加了一倍！ 如果把這個立方體用磨豆機研磨成粗研磨，它可能會變成 64 個邊長為 0.25 公分的小立方體，每個小立方體的表面積為 0.375 平方公分，總表面積變成 24 平方公分，又翻了一倍！ 當研磨成義式濃縮的細粉時，這顆 1 公分的立方體可能會被分解成數百甚至數千個小顆粒。可以想像，表面積會大幅增加，使水能更容易萃取咖啡的風味。 （不，我不會畫 1024 個立方體的。） 然而，在這些小顆粒內部，仍然有許多風味成分水無法立即接觸到。這也是為什麼粗研磨需要較長時間來萃取，而細研磨則能更快速萃取。水必須滲透到較粗的咖啡顆粒內部，溶解風味，然後將風味帶出來。而對於細研磨的咖啡，水只需接觸表面就能立即溶解大部分風味，因此萃取速度更快。 關鍵概念：研磨粗細不會改變「萃取出的成分」，而是改變「成分被萃取的時間點」。所有的風味都已經存在於咖啡豆內，研磨的粗細決定了水能夠立即接觸多少風味。 換個方式來理解：研磨度的調整，其實是在決定「我要把多少咖啡風味藏起來不讓水碰到？」或者說，「我要延遲多少部分風味的釋放？」細研磨會讓較少的風味被「藏起來」，減少萃取延遲。粗研磨則會讓較多風味被「藏起來」，延長萃取時間。如果想增加萃取率，就要研磨得更細，增加咖啡的表面積，讓水能夠接觸到更多風味。一旦調整研磨度，萃取率就會提升，因為水能夠更快地「找到」風味並開始溶解它。 記住：所有的風味都已經在咖啡粉裡，調整研磨只是讓它們更容易或更難被水萃取而已。 水萃取風味的難易程度 當使用粗研磨時，水很難進入顆粒內部來溶解風味。它必須穿過錯綜複雜的纖維結構，在其中停留足夠長的時間才能萃取出風味（這與前面提到的接觸時間有關），最後還需要將這些風味帶出來並釋放到咖啡液中。因此，粗研磨需要更長的接觸時間，才能完成這三個步驟。 假設每個步驟都需要1個單位時間：一、水進入咖啡顆粒內部；二、溶解風味；三、將溶解的風味帶出來那麼，每當你將風味「藏在」較大的咖啡顆粒中，它的萃取時間就會變成原來的3 倍。 與此同時，咖啡顆粒的外部表面仍然持續萃取，而這可能會導致外層過度萃取，帶來過多的苦味或澀感。因此，在粗研磨的情況下，如果沒有適當延長接觸時間，可能會出現內部萃取不足、外部萃取過度的問題，進而影響風味平衡。 這對義式濃縮意味著什麼？ 在義式濃縮中，水只有約30秒的時間來完成萃取。這表示如果咖啡顆粒過於粗大，它們幾乎無法被充分萃取，只是充當「填充物」，無法釋放完整的風味。因此，義式咖啡的研磨度通常非常細，以確保水能夠在短時間內最大限度地萃取風味。如果你有看過我在 2013 年世界咖啡師大賽的比賽流程，你可能會記得我當時推廣了一種新的義式咖啡研磨方式（但並非我發明或首次發現的）。在那場比賽中，我使用了一台濾泡式研磨機來製作義式濃縮。我選擇的機型是Mahlkönig EK43。使用這類設備（尤其是平刀磨盤的研磨機）對於義式咖啡至關重要，因為它能提供更均勻的顆粒大小，讓大部分（甚至全部）風味在短短幾十秒內被均勻萃取。如果研磨顆粒不均勻，部分粉末會被過度萃取，而較大的顆粒則可能完全萃取不足，導致不均衡的風味。 放心，未來的 Hustle 內容中，我還會深入探討更多關於義式濃縮研磨的細節！ 這對濾泡式 / 手沖咖啡（Filter Coffee）意味著什麼？ 在濾泡式咖啡（如法式濾壓壺 French Press或手沖 Pour Over）中，我們通常使用較粗的研磨度，這主要是因為沖煮時間較長。與義式濃縮不同，濾泡式咖啡沒有高壓幫浦來強迫水流穿過咖啡粉和濾紙，而是依靠重力慢慢滴濾。因此，沖煮時間相對較長。由於這種沖煮方式需要較長的接觸時間，我們會使用較粗的研磨度，把更多咖啡風味「藏」在較大的顆粒內，以避免過度萃取。 最重要的關鍵點是：當你等待較大顆粒內部的風味被萃取時，較細的顆粒仍然在持續萃取——時間不會為你暫停！你需要決定： 延長萃取時間是否會讓較大顆粒的風味釋放得更完整（帶來更多萃取和甜感）？還是會導致較細的顆粒過度萃取，產生苦澀、乾燥的口感？這就是為什麼選擇適當的研磨粗細如此重要！ 如果你覺得這篇文章對你有幫助，並希望與其他咖啡愛好者一起享受美味的咖啡，歡迎訂閱我們的 Superlatives 咖啡計畫！或者，如果你想隨時掌握 Barista Hustle 的最新資訊，記得訂閱我們的電子報！ 本文出自 Barista Hustle，由盧貝思翻譯，轉載請註明出處。 原文連結：https://www.baristahustle.com/surface-area-and-time/ 

當我們使用超新鮮的咖啡豆來做義式萃取，為什麼濃縮的流速較快？眾所周知，剛烘焙好的咖啡豆內部含有大量氣體，這些氣體在濃縮咖啡中會形成氣泡，從而減慢流速並降低萃取效率。因此，較舊的咖啡豆通常會導致萃取流速變快，或者需要更細的研磨度來達到相同的萃取時間。此外，這些氣泡據說會阻礙水與咖啡顆粒的充分接觸，進一步降低萃取率。 然而，SCA《新鮮度手冊》中，Samo Smrke 等研究人員發現，與烘焙後十天的咖啡相比，剛烘焙的咖啡實際上需要更細的研磨度才能達到相同的萃取時間。之後，所需的研磨度會再次變細，這與我們的預期一致。值得注意的是，新鮮烘焙的咖啡內部含有更多氣體，理應產生更多氣泡，但令人意外的是，萃取時的流速反而更快！ 為了弄清楚其中原因，我們深入研究了氣泡在濃縮咖啡萃取過程中的形成方式，並提出一些不同的解釋，來說明咖啡的新鮮度如何影響濃縮咖啡的萃取時間。 咖啡粉內部真的會形成氣泡嗎？烘好的咖啡豆含有被包住的氣體（主要是二氧化碳），這些氣體在接觸熱水時會迅速被釋放出來。這些氣體是濾掛咖啡泡沫、杯測中的浮渣、濃縮咖啡油脂層的來源。隨著時間的推移，這些氣體會逐漸釋放到空氣中，這也解釋了為什麼放較久的咖啡會產生較少的泡沫、浮渣或油脂。 左 : 濃縮咖啡油脂 / 右 : 濃縮咖啡油脂特寫 雖然我們可以清楚地看見油脂中的氣泡，但不能因此肯定萃取過程中，咖啡粉內部是否會有氣泡產生。二氧化碳在較高壓力下溶解度更高，因此至少有一部分釋放出來的氣體會在高壓的萃取水中溶解。 為了確定二氧化碳是否被溶解，首先需要先確定有多少二氧化碳可被溶解。剛烘好的咖啡中的二氧化碳含量會根據烘焙風格有所不同，報告中指出其含量介於8-16mg Smrke表示，「對於濃縮咖啡的研磨，逸散程度會更高，大約是80％甚至更多。」 焙度較淺的咖啡可能一開始就帶較少的二氧化碳，SCA新鮮度手冊指出，淺烘焙的（濾掛）咖啡的二氧化碳含量為6-7mg/g，報告中也指出，研磨過程中可能有多達75％的二氧化碳會流失。我們會選擇一個較為保守的估算值6mg/g來進行計算；對於18克的濃縮咖啡來說，總計約為108mg。 一個典型的18克濃縮咖啡可能會使用70–80毫升的水來進行萃取，其中一部分會進入杯中、一部分會被咖啡粉吸收，剩下的則通過排氣口流出。我們假設所有水都會與咖啡接觸，因此整個水的體積都能溶解二氧化碳。 二氧化碳在水中的溶解度取決於溫度和壓力，然而這兩者在咖啡粉餅內部會有所變化。雖然咖啡粉餅上方可能達到9大氣壓的壓力，但當濃縮咖啡完全離開濾杯時，壓力又回到1大氣壓，因此粉餅內部的壓力會有一個漸變。同樣，水與咖啡接觸時會有固定的溫度，但隨著水通過咖啡粉餅，它的熱量也會被咖啡所吸收。 在典型的萃取條件下，假設咖啡粉餅中央的溫度為90°C，壓力為5大氣壓，80毫升的水能夠溶解大約200毫克的二氧化碳，這已足夠溶解咖啡粉中的所有二氧化碳。然而，當萃取水離開咖啡粉並回到1大氣壓時，同樣的水在相同的溫度下只能溶解大約40毫克的二氧化碳。因此，至少在水通過粉餅的最後部分，氣泡會形成，因為這時的壓力較低。 氣泡會干擾流速嗎？ 氣泡是否會阻塞咖啡顆粒之間的縫隙從而減慢水流，取決於氣泡的大小，而氣泡的大小又取決於壓力。在5大氣壓的壓力下，粉餅中央的氣泡直徑僅約0.4μm，這比咖啡顆粒間的縫隙要小，因此它們不太可能對阻塞縫隙產生顯著的影響。 然而，在較低的壓力下，例如萃取初期或咖啡粉餅的底部，氣泡會變得相對較大。這意味著可能會有足夠大的氣泡，在部分時間內會減緩流速，即使只是在咖啡粉餅底部。 即使氣泡很小，它們也會對液體的粘度產生整體影響。Dr. Smrke表示，任何從液體中逸散的氣泡都會使液體的黏度變大。「（黏度）確實會根據氣泡大小有所變化，但要估計其實際效果並不容易。」 還有什麼可能發生？ 根據上述的數據，氣泡影響新鮮咖啡流速的假設似乎是合理的，即使這種情況不會發生在整個咖啡粉餅中，只是局部地發生，或在萃取初期的某段時間內出現。然而，必定還有其他因素作用，使得在萃取超新鮮的咖啡豆時，濃縮咖啡的流速略微加快。 對於 Samo Smrke等人的研究結果，一個可能的解釋是，他們所使用的咖啡豆可能非常新鮮，從烘焙師那裡出來後，豆子質地仍然略微柔軟，這會改變研磨的方式。（如果你咬一顆剛烘焙出來的咖啡豆，你會發現它稍微有彈性。）雖然Dr. Smrke的研究中，咖啡豆至少在烘焙後1小時才被研磨，但他認為這些咖啡豆可能比已經養豆完成的咖啡豆更不易脆裂。 當咖啡豆較不脆弱時（比如加熱後），研磨時會產生較少的細粉，反而會使得萃取過程變得更快。許多烘焙師會在烘焙後幾小時內對樣品進行杯測研磨，但此時研磨粒徑的分佈可能仍然會有所改變，雖然幅度不大，可能不會影響杯測，但卻足以改變濃縮咖啡的萃取時間。不幸的是，為了產生這種微小的萃取時間變化，所需的粒徑分佈變化非常小，因此實務上很難測量。 Dr. Smrke還有一個替代的想法：氣體可能會促成更多的「通道效應」。他解釋：「氣體可能會阻礙咖啡粉餅的濕潤度，從而有利於通道效應。」他強調，這只是一種猜測，證明這種情況會在濃縮咖啡中發生，還需要進一步研究。「據我所知，目前並沒有一個好的方法來確定特定萃取中的通道效應程度。」 另一個有趣的可能性是由 Abbott教授提出的：超新鮮的豆子可能會在咖啡顆粒表面有一些接近液態的油。隨著時間的推移，這些油可能會蒸發，或者重新滲入咖啡顆粒的纖維結構中，但在新鮮的咖啡中，表面可能仍然帶有油層。 這層薄薄的油膜可能會使咖啡顆粒間緊密貼合，因為毛細作用的吸引力非常強。毛細作用的原理好比讓蒼蠅能夠黏在天花板上，兩個固體表面之間的薄液層會使它們黏在一起，這是由液體的表面張力和液體與固體表面之間的吸附力所驅動的。 由於顆粒會緊密地黏在一起，填壓過程通常無法充分壓縮咖啡粉床（用專業術語來說 ：咖啡粉床在較高的孔隙比下卡住）。這會產生更大的縫隙，讓水流通過，從而導致更快的萃取，或更多通道效應。 無論超新鮮的咖啡豆使濃縮咖啡流速加快的機制是什麼，這都不是大多數咖啡師在日常操作中會經歷的情況：過於新鮮的咖啡豆會有較低的萃取率和「氣體味」，這意味著咖啡豆需要在萃取前得到充分的「靜置」，不論其對萃取時間和研磨粗細的影響如何。 本文出自 Barista Hustle，由盧貝思翻譯，轉載請註明出處。 原文連結：

如果有了限流器，代表無論泵浦壓力設定在哪裡，水流量都會保持不變？ 答案是不會。水流量和壓力是相互關聯的，所以在其他條件不變的情況下，提高壓力會增加通過限制器的水流量。然而，當討論基於使用義式咖啡粉餅時，流量的物理學就變得相當複雜。 首先，我們需要理解限流器的作用。限流器是一段直徑非常小的管道（通常為0.8毫米），它位於泵浦和沖煮頭之間，看起來就像個帶有小孔的螺帽。限流器的細小直徑限制了水流，這會增加浸濕咖啡粉餅並填充粉餅上方空間（頂部空間）所需的時間，從而創造出一個小範圍的低壓預浸萃取。首先，讓我們看一下水流到達咖啡粉餅的簡化示意圖： 水進入機器後會被泵浦加壓，並將水推進連接泵浦和限流器之間的管道。壓力表通常連接在這裡的管道上，這意味著它測量的是泵浦的壓力，而不是咖啡粉餅本身的壓力。限流器位於泵浦和沖煮頭之間，通常非常靠近沖煮頭。水進入沖煮頭後，必須通過分水網的孔隙，穿過分水網和粉餅之間的空間，然後最後通過粉餅本身。 我們來考慮一下泵浦開啟但沖煮頭中沒有咖啡粉的情況。壓力使水流通過管道流向限流器，並將管道中的壓力逐漸增加，直到達到設定的泵浦壓力。在限流器的下游，水可以輕鬆地通過沖煮頭流出。這意味著壓力無法在沖煮頭內建構，因此我們可以忽略此處發生的情況。在這種情況下，整個系統的流量是由限流器中的流量決定的。（在此情況，我們忽略管道本身所造成的小部分阻力） 流量限制器本身是一根小管子，這意味著我們可以將水流通過它視為「層流」。層流中，水分子沿直線通過，而不是形成干擾流動的漩渦。在層流中，流量與壓力梯度成正比，這意味著如果將泵浦壓力加倍，流量也會加倍。因此，我們可以清楚地看到，限流器並不是提供恆定流量，它仍然會隨著泵浦壓力而變化。 「湍流」是當水通過較大孔徑（例如專用的萃取鍋爐）時發生的。在湍流中，隨著壓力增加，漩渦會對流動造成更多干擾，這意味著流量僅隨著壓力的平方根增長。儘管如此，壓力增加仍然會導致流量增加。 左：層流 / 右：湍流 一旦考慮到咖啡粉餅，情況變得更為複雜。我們來思考一下，當水流通過粉餅非常緩慢（接近零）時的情況。在這種情況下，一旦粉餅被浸濕且頂部空間填滿，沖煮頭處的壓力將逐漸升高，並接近泵浦處的壓力。由於水流通過限流器比通過粉餅更容易，它不再限制流量，而是整個系統的流量由水流通過粉餅的速度決定。在這種情況下，壓力會對流量產生意想不到的影響，這是出自壓力對粉餅本身的影響。壓力增加將使流量增加到一定程度，但過高的壓力會使粉餅中的咖啡顆粒密度上升，消除水流通過的孔隙，從而實際上減少流量。 現實中的情況介於這兩種情況之間。限流器上游的壓力始終大約等於泵浦壓力。起初，粉餅對水流造成強大的阻力，使限流器下游的壓力開始建構，創造出一個類似於上述第二種情況的情況。隨著沖煮頭中的壓力增強，通過粉餅的流量會增加，直到某個時間點，在這個情況下，流量由粉餅的組成決定。然而，隨著咖啡固體開始溶解，粉餅在萃取過程中開始分解，提供越來越少的阻力。這意味著粉餅中的流量會在整個萃取過程中不斷增加，直到接近沖煮頭中完全沒有咖啡粉時的流量。在這一點上，我們回到了上述的第一種情況，其中流量與泵浦壓力正比。 值得注意的是，即使泵浦壓力穩定，粉餅處的壓力實際上在整個萃取過程中會下降，但流量卻在增加。這就是為什麼流量調控（相對於壓力調控）如此有趣的原因之一，它可以彌補粉餅中的不一致，特別是當粉餅結構開始瓦解時。 最後一個技術性備註：使用熱交換器加熱萃取水的濃縮咖啡機通常在加熱循環中有額外的限流器。這些限流器在泵浦啟動時不會影響流量進入沖煮頭，但會控制水流經熱交換器的速度，進而影響萃取溫度。 本文出自 Barista Hustle，由盧貝思翻譯，轉載請註明出處。 原文連結：

這是否代表烘焙過程欠缺發展？ 任何曾經杯測過極淺烘焙咖啡的人，無論是使用了北歐風格的烘豆機還是樣品烘焙，都可能遇過這種情況：有時候不會形成咖啡渣浮層。當這種情況發生時，可能會讓人有些困惑，如果所有咖啡粉都已經沉到底部，是否代表著它們比其他杯咖啡更早完成萃取？對一杯沒有咖啡渣浮層的咖啡破渣會造成什麼效果？這是否意味著烘焙出了問題？ 好消息是咖啡渣本身並不會對咖啡萃取造成太大的影響。在我們最近關於杯測的實驗中可以發現，在倒入熱水後立即攪拌杯測杯以防止咖啡形成浮層，並不會影響到咖啡的萃取。此外，即使浮層已經消散，後續攪拌仍然能夠提高萃取。然而，浮層的消散確實能代表這是一款極淺烘焙的咖啡。 欠缺發展代表著什麼？ 在咖啡烘焙中，「發展程度」涉及兩個相關的概念：一、咖啡是否烘焙得足夠，使其具備足夠的溶解性以進行沖煮；二、咖啡是否被均勻烘焙，換句話說，就是咖啡豆中心與豆表之間的差異有多大。 「發展不足」意味著烘焙未達成以上兩項條件中的一項或兩項。評估發展程度的一種常見方法是在杯測碗中測量咖啡的萃取率：如果咖啡的萃取率達到合理範圍，例如20%-24%（具體數值取決於研磨機和咖啡種類），則被認為是發展充足的。對於發展不完全的咖啡，豆子中心的部分可能無法達到相同的萃取程度，從而降低整體萃取率。 然而，即使較深烘焙的咖啡豆中心部分達到萃取標準，但如果其烘焙程度比外部淺，一些人仍可能認為它發展不足。另外，對於某些人而言，即使用於濾泡式咖啡能夠順利萃取，若改用於義式濃縮萃取仍可能被視為發展不足。咖啡豆整體應該烘焙到多深，本質上也是一種主觀風味偏好。考慮到這些因素，是否將咖啡視為發展不足，在一定程度上取決於具體的情境，因此，將是否形成浮層當作判定發展程度的唯一標準並沒有實質性的幫助。 儘管如此，發展度較低的咖啡確實較不容易形成浮層。因此，我們設計了一些簡單的實驗來探究此類現象的原因，以及它能夠揭示哪些關於咖啡的資訊。 研磨粒徑分佈 首先，我們先檢視研磨粒徑的變化是否會影響浮層的形成。較小的顆粒更容易被浮層中的氣泡托起，因為它們質量較輕，且相對於質量而言具有更大的表面積，使氣泡更容易附著。/ 深烘焙的咖啡通常較脆，因此在研磨時可能會產生更多的細粉，儘管研究結果並不總是支持這一點。由於淺烘焙咖啡的溶解度較低，烘焙師可能會選擇較細的研磨度來進行杯測。無論如何，研磨粒徑的分佈可能是影響浮層形成的因素之一。 為了驗證這一點，我們進行了一組杯測，使用同一款咖啡並設定三種不同的研磨粗細度：「粗研磨」適用於雙份V60濾杯、「中研磨」為典型的杯測研磨、「細研磨」則為義式濃縮咖啡的研磨度。為了能夠觀察內部變化，我們使用玻璃杯代替傳統的杯測碗。在 4 分鐘時測量了浮層的深度，並記錄了未攪拌的情況下浮層出現第一個裂縫的時間。 結果顯示，三杯咖啡的浮層深度相似，而浮層首次出現裂縫的時間均在8-10 分鐘之間，這表明研磨顆粒的分佈對浮層的形成影響不大。由於不同的研磨度會導致不同的萃取率，這也進一步說明，萃取差異並不影響浮層的形成。 二氧化碳含量 接下來，我們考察影響浮層形成的另一個可能因素：咖啡內部殘留的二氧化碳（CO₂）含量。深烘焙咖啡通常含有更多的CO₂，這是烘焙過程中梅納反應和熱解反應所產生的副產品。根據不同的烘焙程度，烘焙後的咖啡豆內可能殘留 2-10ml 的 CO₂。 為了測試CO₂含量對浮層的影響，我們在其中一個杯測碗中加入少量碳酸氫鈉（小蘇打），以釋放額外的CO₂，觀察其影響。我們在12g的咖啡樣本中加入 0.2g的碳酸氫鈉，這足以將CO₂含量提高至5ml/g，相當於淺烘焙與深烘焙咖啡之間的CO₂含量差異。我們使用的杯測樣本是一款淺烘焙咖啡，且烘焙後已過4週，因此CO₂ 量可能相對較低。 實驗結果顯示，碳酸氫鈉對浮層產生了顯著影響，使浮層體積增加了一倍，並使其持續超過一小時而不破渣，而對照組的浮層則在約10分鐘後開始消散。 注水方式與杯測碗形狀 除了咖啡本身，還有其他因素可能影響浮層的形成。例如，注水的方式會改變咖啡粉的擾動程度，進而影響萃取，也可能影響浮層的穩定性。我們設置了三個杯測樣本，分別以不同方式注水：沿杯壁緩慢倒入以最小化擾動、快速倒入杯子中央以適度增加擾動、以快速畫圈方式倒入以最大化擾動。結果顯示，擾動較大的倒水方式會形成稍微更厚的浮層，且浮層維持的時間更長。快速倒入與畫圈倒入的杯子中，浮層分別持續了14分鐘與18分鐘，而緩慢注水的杯子中，浮層僅維持8分鐘。此外，浮層的外觀也有所不同——緩慢注水的浮層中可見較多咖啡渣，但其表層的氣泡層較薄。 杯測碗的形狀也對浮層的穩定性影響顯著。寬口杯測碗中的浮層僅維持3分鐘就開始消散，而標準杯測碗中的浮層持續11分鐘，窄口玻璃杯中的浮層則維持 超過 1 小時。 結論 人們普遍觀察到，淺烘焙咖啡的浮層較薄，且維持時間較短。根據這些實驗，這可能主要是由於這類咖啡的二氧化碳（CO₂）含量較低，而不是因為它們的研磨方式或萃取方式有所不同。在其他條件相同的情況下，烘焙程度較高的咖啡，因為含有更多 CO₂，預期會形成更厚且持續時間更長的浮層。 然而，單憑破渣就判定咖啡是發展不足的，並不夠嚴謹。除了烘焙發展度，倒水方式、杯測碗的形狀、咖啡的新鮮度，以及可能豆子密度的差異也會影響浮層的形成與持續時間。因此，不能簡單地將浮層未形成或過早消散，與發展不足畫上等號。 最可靠的方法仍然是測量萃取率並品嚐咖啡，以判斷它是否具備適合預期沖煮方式的溶解度。 本文出自 Barista Hustle，由盧貝思翻譯，轉載請註明出處。 原文連結：