咖啡豆中的二氧化碳對於咖啡萃取的影響

來自專欄咖啡教室

我們先了解一下二氧化碳的產生

在咖啡烘焙過程中，咖啡豆內會產生大量二氧化碳，大多數的二氧化碳在冷卻的時候會散去，少數會繼續保留在咖啡豆裡面。

從微觀角度上看，在萃取過程中，二氧化碳的存在會阻礙水進入這些纖維結構中去溶解咖啡中的滋味物質，如果二氧化碳越多，對水的阻礙作用就越強。

再從宏觀的角度來看

我先提一下韓懷宗先生的書《精品咖啡學》中提到的理論，咖啡萃取之所以存在一個黃金萃取率區間(將咖啡萃取率保持在18%~22%之間，好喝的概率最大)，其最根本的原因是咖啡中酸甜苦的風味物質會因分子量和極性大小而導致被水帶走難易程度差異。

也就說，在整個萃取過程中，最先大量被萃取出來的是分子量小極性強的酸味物質和香氣成分，其次是分子量中等極性較弱的甜味物質，最後是分子量大非極性的苦味物質。

上圖表示的是一個萃取過程隨萃取率增加，各種組分被萃取出來的程度

可見，當咖啡的萃取率在18%~22%，咖啡的酸甜苦滋味往往能夠達到平衡。

而控制這個過程則就是我們製作咖啡的過程，影響這個過程的因素有（默認為同一個咖啡豆、同一氣象環境）研磨度的粗細、水的溫度、水的機械能（包括水壓、水流的攪拌、注水的高度等）、時間等，而我們可以把時間以外的因素都看作是能量。我們想要把咖啡中的這些物質粒子擴散到水中去，就需要能量對其做功或者增加咖啡粉和水的接觸時間。

事實上咖啡中分子量最小的幾乎就是二氧化碳（存在少量分子量小的揮發性酸、醛類、脂肪烴等分子量可能小於二氧化碳）了，那根據上述理論，我們在萃取咖啡的過程中，最先被水溶解出來的應該是二氧化碳，只是瞬間它又析出，以氣體的形式散失到周圍的空氣中去。也就是說，假設咖啡豆距離烘焙日期越短，殘留的二氧化碳越多，我們需要使用更多的能量萃取咖啡，或者讓咖啡粉和水接觸的時間更長一些。

如此一來，我們就得思考一下，咖啡豆不新鮮之後，使用更高的水溫、更長的時間、更細的研磨真的是合理的么？而如今精品咖啡提倡的新鮮的大環境下，我們萃取意式濃縮，25秒左右的萃取時間是應該絕對遵守的么？

常常會有人認為3～7天內的咖啡豆風味還沒有完全穩定下來，對此我極不認同，因為這段時間咖啡排氣最旺盛，二氧化碳的存量對沖煮的影響極大。誠然，如果咖啡豆剛剛烘焙完，殘留的大量的揮發性酸、醛類、脂肪烴等會帶來雜味和糟糕的口感。而事實上3天之後的咖啡豆風味是已經穩定了下來的（這點可以通過杯測驗證），而殘留的二氧化碳量卻每天都在變化，假設製作者每次手都能很穩，這種情況下，我們沖煮咖啡時依舊嚴格遵循固定的沖煮時間和溫度，那必然會導致萃取率的不一樣，當咖啡豆還比較新鮮時，容易表現為萃取不足；而咖啡豆不新鮮時，容易表現為萃取過度。

這裡我分享一下我對於手沖的做法，以我平時常做的Agtron#65，失水率12.35%的日晒耶加雪菲為例。我一般取15g咖啡豆，由於我劃圈次數多水流細，我會使用ek43的9.5刻度。採用1:16的粉水比，93℃水，在第三天沖煮的時候總時長約為2分15秒(滴完，我本人不喜歡去掉最後一點液體所謂不帶出雜味的做法，我本人也認為是無稽之談，杯測如此浸泡，該好的咖啡還是好)；而在6到8天的時候我習慣用時2分鐘左右，而在第15天左右的時候，我則採用150"-155"的時間，而這期間的TDS基本都在1.25%-1.28%之間。

當然，二氧化碳在萃取咖啡過程中是阻礙萃取的，但它的存在也有積極影響。

在手沖咖啡中，二氧化碳的存在可以使水、氣泡、咖啡粉形成一個混合的類似於懸濁液的狀態，在注水時，可以通過水流沖刷讓粉層翻滾，從而達到均勻萃取的效果；而在意式濃縮的萃取中，咖啡粉餅在碰到熱水後，二氧化碳釋放，由於二氧化碳只能從下端的流出口釋放，因此在這個狹小的空間里，二氧化碳的存在起到了一個擠壓咖啡粉的作用，反而降低了同道效應發生的可能。而這兩種情況中，二氧化碳阻礙萃取的作用依舊存在。

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