研磨咖啡、手冲咖啡的过程中，到底发生了什么事？

初初入坑的朋友们，在你们拿到精品咖啡豆之后，准备开始手冲咖啡的过程，是不是尝尝被各种手冲参数、注水理论给困惑了呢？那些东西很复杂，但是说穿了就是化学领域中的萃取这个类别。今天小编就以科学的角度来跟大家聊聊手冲咖啡的各个环节。

　　咖啡之所以好喝，是因为咖啡豆里含有上千种能刺激嗅觉与味觉的化学物质，进入空气中，跑到你的鼻子里；溶进水中冲撞你的味蕾。于是你感觉身处天堂，和天使接吻(咳咳~)。

　　以科学的角度来说，一杯咖啡冲煮的过程就是一种「萃取」的化学反应，这个化学反应有几个要素会影响萃取的结果，也就是说，一杯咖啡好不好喝这件事，将会受到「原料」、「接触面积(表面积)」、「温度」、「时间」所影响。

　　手冲咖啡的原料

　　首先，我们来聊聊原料。萃取所需的原料部分，我们主要概括了「咖啡豆品种」、「烘焙程度」、「新鲜程度」以及「冲煮水质」。

　　咖啡的品种与烘焙很好理解，大部分的精品咖啡采用阿拉比卡豆（Arabica）是因为他有更多的芳香、味觉化学物质在里面，烘焙是把咖啡生豆里的物质转化，变成更多带来芳香与口味的化学物质。烘好后的养豆阶段也是同样的意思，让化学物质发生一些美味的变化。如果咖啡熟豆里没有某种化学物质，当然也不可能萃取出来进到杯子里。好的咖啡豆带你上天堂讲的就是这个意思。

　　而咖啡豆的新鲜程度也会影响到他所组成的物质，良好的保存条件、新鲜现烘之后在一定的时间内喝完，都有助于品尝到一杯美味的咖啡。

　　既然冲煮咖啡是咖啡豆（粉末）和热水的化学作用，当然水的品质也占有一席之地，一般的说法是水质含有一定量的矿物质，也就是所谓的硬水，冲煮出来的咖啡风味会比较丰富。

　　反应的接触面积

　　粗鄙地说，宇宙万物是由原子组成的，咖啡也不例外，而原子间的碰撞是各种化学反应的基础。碰撞的机率越高，反应的机率越高。所以当我们把相同重量的咖啡磨成越细的粉末，反应的接触面积就更多了！

　　相同的水温和冲煮方式下，粉末越细萃取出越多的咖啡物质；粉末越粗萃取得越少。

　　另一件事情是，咖啡豆本身不是均匀的物质，从最外层到最内层的化学物质都不一样，咖啡磨得越细，越内部的地方被萃取的机率越高，这也会影响到口感。

　　手冲咖啡主要受到磨豆、粉粒、粗细、萃取率、表面积等因素影响

　　咖啡豆的研磨就是表面积逐渐放大的过程

　　接触的时间

　　在相同条件下，水和咖啡粉末接触的时间越长，萃取出越多的咖啡物质。这部分很好理解，但把这观念和其他环节一起讨论就会开始变得复杂些。

　　咖啡粉末较粗的时候，水流比较容易通过，停留的时间较短，所以萃取也会较少；咖啡粉末越细，水流会越容易堵在咖啡粉末之间以及滤纸之上，接触时间变长，萃取变多。

　　而手冲时的水流大小、注水的方式也会影响到水在滤纸上停留的时间。「断水」会增加接触时间，断水越多次，萃取越高。

　　反应温度

　　温度会影响到原子、分子的震动程度，而震动程度会影响到反应的机率，以及反应的能量阀值。讲得白话些，越热的水可以发生更多的萃取反应。另一件事是不同温度萃取到的物质可能不太一样，综合来说，温度越高，萃取越多，较苦；温度越低，萃取越少，较酸。

　　一般而言我们会建议使用85-95℃的水来冲煮咖啡，但冲煮的期间水温一定会下降，所以有些人会买温控壶，这就看每个人讲究的程度到哪了。

　　冲煮咖啡的萃取率与浓度

　　当我们讨论「萃取率」的时候，是在讨论咖啡粉末被水带走了多少物质。

　　假设干的咖啡粉末原本是20公克，冲煮完之后，晾干扣除掉滤纸的重量，剩下17克，那我们会说萃取率是(20-17)/20=15%

　　不管你用多少水去萃取，对咖啡粉来说它就是被拿走了那么多的物质。

　　而当我们在讲浓度的时候，指的是我们泡出一杯咖啡中，这个混合溶液里有多少的水以外的咖啡物质。例如我们拿200ml(约200克)热水，冲出202克的咖啡，那浓度就是(202-200)/202=0.99%差不多是1%

　　这跟你用多少咖啡粉并无关系，我们专注在你冲出了多少咖啡液。

　　萃取率和浓度在定义上是独立的，但实际上是相关的，因为你的浓度会受萃取出的咖啡风味粒子所影响的。但记得上面是定义，不代表实际状况，实际状况是水会残留不少在滤纸和咖啡渣上。

　　说到这边，我们也把一杯咖啡冲好了。品味精品咖啡也是一场温度、时间、味蕾、嗅觉的舞蹈。温度随着时间降低，酸味会越发明显，而香气也会跟着改变。这就是精品咖啡最有趣的地方了。