浸泡Vs滲透:我們計算萃取率的方法是否有錯誤?

    SCOTT RAO

    最近有讀者要求發表文章,解釋浸泡（ immersion）與滲透/滴濾（ percolation  /drip）兩種萃取方式的萃取水平差異.我一直想寫這方面的文章,但沒想到會有人想讀這樣的文章.

    我和我的朋友Dan Eils討論了這個問題.如果沒有Dan Eils的幫助和我們對這些問題長達數周的討論,這篇文章是不可能發表的.歡迎與其他咖啡愛好者分享這篇文章.

    濃度梯度/Concentration Gradient

    當水與咖啡粉混合后,水接觸咖啡顆粒表面,咖啡中的可溶性固體溶解在水中,可溶性固體從顆粒內部向四周擴散(diffusion).擴散速率主要由濃度梯度決定,即咖啡粉和水粉混合液(slurry微小顆粒在水中分散、并與水混合形成的半膠體懸浮)之間的可溶性固體濃度差.梯度越高,萃取速度越快.


    浸泡方式（ immersion）藍線  滲透/滴濾方式（ percolation  /drip)紅線

    浸泡式沖煮/immersion brewing

    在浸泡式沖煮過程中,當水接觸到咖啡粉時,水粉混合液(slurry）中可溶固體濃度迅速增加,隨后在剩余的沖煮過程中以較慢的速度繼續增加.

    例如法壓French press,咖啡液的顏色從幾秒鐘后到幾分鐘后看起來幾乎沒有變深.另一個例子是杯測,杯測碗中的咖啡液強度/濃度不會發生太大的變化(溫度較低長時間浸泡也會導致萃取速度變慢).

    在法壓沖煮結束之后,你會注意到咖啡粉床的空隙液體(interstitial liquid即存在于咖啡顆粒間的液體)的濃度幾乎和倒在杯子里咖啡液的濃度幾乎相同,甚至可能還會略強一些.


    空隙液體(interstitial liquid）存在于咖啡顆粒間的液體

    滲透/滴濾式沖煮 percolation  brewing

    滲透/滴濾是指液體通過滲透咖啡粉床的方式來萃取咖啡顆粒中的可溶性固體.


    滲透/滴濾沖煮方式V60,沖煮過程中的水粉混合液(slurry)

    在滲透/滴濾沖煮沖煮方式中（例如批量滴濾機及V60）,在沖煮周期的大部分時間里,需要向咖啡粉床連續添加新鮮沖煮水,同時帶有可溶性固體的咖啡液流出滴濾機.這導致在整個沖煮過程中,水粉混合液(slurry)的濃度呈下降趨勢.（法壓萃取過程中水粉混合液濃度不斷增大,見下圖）.這也是滲透式比浸泡式萃取效率更好的主要原因.


    水粉混合液(slurry)的濃度

    藍線 浸泡（ immersion）藍線 與滲透/滴濾（ percolation  /drip)紅線

    滲透/滴濾萃取測量標準公式

    多數人認為,在滲透式沖煮完成后水粉混合液的濃度（slurrys TDS）非常低幾乎為零.因此,當測量滲透沖煮萃取率時,人們一般忽略咖啡粉床中殘留液體（空隙液體）中的可溶解性固體含量.這就是為什么VST Coffee Tools app 使用咖啡液的重量（brewed coffee weight)的重量來確定萃取率——因為人們一般認為幾乎所有可萃取的可溶性固體都進入到咖啡液中.


    人們一般忽略咖啡粉床中殘留液體（空隙液體）中的可溶解性固體含量

    浸泡式萃取量測標準


    當測量浸泡式萃取率時,水粉混合液(slurry）的濃度等同于倒入杯中咖啡液體的濃度(或者可能稍微濃一點).這就是為什么VST Coffee Tools app 使用總沖煮水量(total brew-water weigh)來測量浸泡式沖煮的萃取率:

    請注意:這個公式有一點不正確——準確地說,總水量應該是=沖煮水量+溶解在水中的固體量.例如,如果總水量為100g,最終TDS為1.5%,那么總水量應該是101.5g,而不是100g.計算結果的差異約為0.3%.

    標準與現實的差異

    我實際測量了幾個V60和滴濾機咖啡粉床中殘余液體,濃度從0.8%到1.3%不等（即使殘余液體看起來特別清淡）.同時,我也測量了所有（倒入杯子）咖啡液的濃度（TDS在1.3%- 1.4%的范圍內).這讓我很震驚——我們要重新認識咖啡粉床中殘余液體的濃度.

    水粉混合液（ slurry）中的兩種液體


    水粉混合液（ slurry）中的兩種液體：

    咖啡顆粒內部的水(absorbed water)以及咖啡顆粒之間的水(interstitial water)

    如果你使用咖啡工具軟件,你會看到LRR這個術語:液體保留率liquid retained ratio.（液體保留率-殘留在咖啡粉床中的水,一般用殘留水的重量和咖啡粉重的比值來表示.）

    LRR隨沖煮方法的不同而不同:批量滴濾機的要求的研磨度比V60要求的研磨度要粗,造成批量滴濾機粉床中殘留有更少的液體.虹吸壺的LRR非常低,因為虹吸原理從咖啡粉床中吸出一些殘余液體.

    為了便于討論,讓我們假設滲透/滴濾沖煮方式下咖啡干粉的液體保留率LRR為2g/g.

    在我看來,在沖煮結束時,殘留在咖啡粉床中的液體(間隙液)很可能非常濃.間隙液中的可溶性固體是被萃取出來的,只是還沒有進入杯子.鑒于間隙液的TDS相當高,因此我們一直低估了滲透/滴濾方式的萃取率.

    提議

    我建議我們應該嘗試計算存在于間隙液中的可溶性固體.

    目前浸泡式萃取公式標準仍然包括咖啡顆粒內部水中的可溶性固體（未經萃?。?實際上它可能不應該被計算在內.相反,滲透式萃取公式標準沒有計算間隙液中的可溶性固體（經過萃?。?但實際上它應該被計算在內.

    目前,滲透沖煮方式下“20%”萃取率的咖啡和浸泡式沖煮方式下萃取率“20%”的咖啡嘗起來并不像我們大多數人想象的那么相似.

    如果新的萃取公式能讓兩種萃取方式萃取率和咖啡風味的關系更接近,那將是一個巨大的勝利.如果這些數字不能協調味道/數字之間的關系,那么就不值得費心去改變現有我們用來計算萃取率的標準.

    文章摘自公眾號:Roast雜志運營,版權歸原作者所有,如有侵權,請聯系刪除.