1. 关于咖啡冲煮

1.1 咖啡冲煮的历史

1952年，Dr. E. E Lockhart（卢克博士）创立了美国咖啡冲煮研究所（CBI）；1962年，挪威咖啡协会成立。以上两个机构均为研究咖啡冲煮和提高冲煮品质而建立。
2009年SCAA推出了《咖啡冲煮手册》，由Ted Lingle基于Earl E Lockhart教授在1952年～1975年之间的研究编写。

1.2 咖啡冲煮的目标

核心是冲煮出一杯好喝的咖啡。
对好喝的咖啡的定义，当然每个人都不同，但求求同存异。所以SCA等协会对相应的人群共性（喜好）进行了统计，发现：

  • 萃取率：18%～22%
  • 浓度：1.15%～1.45%

该范围内的咖啡，相当会更得到人们的喜爱。

（1）浓度

浓度指的是咖啡成分的重量占咖啡液重的比例。
浓度=催出物/咖啡液重
浓度的测量方法有：TDS仪、TDS笔、烤箱烤干后称重等。
常见的浓度有：

  • 黑咖啡的浓度建议是：1.2%～1.35%，可接收的范围是1%～1.5%
  • Espresso的浓度区间是：8%～12%

    （2）萃取率

    萃取率指的是咖啡成分重量占所用咖啡粉重量的比例。
    萃取率=萃出物/咖啡粉重
    由于咖啡粉中含空气和水，因此咖啡粉重=咖啡粉测量出的重量*(1-3%)

1.3 萃取过程中咖啡味道的变化

  • 第一段
    • 粘稠、颜色深；
    • 口感厚重；
    • 风味集中导致不平衡；
    • 味道强度高，刺激。
  • 第二段
    • 中等醇厚度；
    • 颜色略深；
    • 粘性物质减少；
    • 风味清晰；
    • 味道不够平衡。
  • 第三段
    • 平淡；
    • 缺少正面的风味特征；
    • 缺少正面的口感特征；
    • 口感薄。

1.4 不同物质的萃取特点

  • 带来酸味的物质：易溶，与水一接触就出来；
  • 带来咸味的物质：易溶，与水一接触就出来；
  • 带来甜味的物质：需要时间才能溶解，在酸味、咸味之后出来；
  • 带来苦味的物质：一部分易溶，大部分需要时间才能溶解，有些需要高温或外力才能水解。

2. 冲煮的核心要素

2.1 咖啡器具

（1）法压壶The French Press

法式滤压壶（French press)又叫煮咖啡用壶（cafetière)或咖啡活塞壶（coffee plunger)，或许是所有冲煮咖啡的方式中最被低估的一种煮法。它便宜、操作简单，并且很容易煮出稳定的咖啡，每个人家里几乎都会有一个。
虽然称为“法式”滤压壶，令人讶异的是最为人熟知的法式滤压壶版本是1929年由一名意大利人Attilio Calimani发明并取得专利的。不过早在1852年类似的冲煮器材便由两名法国人取得专利，他们是马耶尔（Mayer)和德法奇（Delforge)。
法式滤压壶是一种浸泡式器材，大部分的冲煮方式是让水流通过咖啡粉，法式滤压壶则是让咖啡粉与水浸泡在一起，进而达到更具一致性的萃取。
法式滤压壶的另一个独到之处，是使用金属滤网过滤掉咖啡粉。金属滤网有相对较大的孔径，咖啡中许多不可溶物质会留存在咖啡液里。这样的咖啡有较多的咖啡油脂，以及一些悬浮的细粉渣，尝起来更厚重、口感更扎实。缺点则是杯底为数不少的淤泥般细粉渣，不小心喝进口里会有很令人不悦的沙沙颗粒感。
接下来介绍的冲煮方式，是专门为冲泡一杯最少量的细粉渣所设计的法式滤压咖啡煮法，只需要多做一点儿动作和较多耐心，就会得到一杯很棒的咖啡，轻松带领你认识咖啡中所有独特的风味及个性。

（2）手冲或滤泡式咖啡 Pour-over or Filter Brewers

“手冲”一词可用来形容很多种不同的冲煮方法，最常见的是过滤式煮法：让热水通过一层咖啡粉，在途中将咖啡粉的风味萃取出来，通常还会使用某些材质过滤咖啡粉，可能是纸或布，甚至是很细的金属网。
简易式杯上过滤器，可能自有咖啡冲煮的历史以来就已开始使用，但相关的发明却在较晚时才出现。一开始是材质为布料的过滤器，1908年才由一位德国企业家梅莉塔·本茨（Melitta Bentz)发明了纸质过滤器。今日的梅莉塔集团由其孙辈执掌，仍然售卖纸制过滤器（滤纸）、咖啡豆及咖啡机。
滤纸的发明帮助人们远离了摩卡壶式的过滤式咖啡，这种方式煮出的咖啡非常糟糕，带有令人难以想象的强烈苦味。摩卡壶式冲泡法在下一个主要的创新——另一家德国公司威诺娜（Wigomat)发明的电动式滤泡咖啡机——问世时敲响了丧钟。类似的电动滤泡式咖啡机有许多不同的版本，直到今日还十分受欢迎，虽然并不是所有机种都能煮出好咖啡。
目前市面上许多不同系列的冲煮器材和品牌，都是为了做同一件事，也各有不同的优点及愚蠢之处。往好处看，这种冲泡法背后的原理举世通用，而不同的冲器材使用的冲煮技巧，也能够轻易调整。

常见的滤杯

  • KALITA 扇形三孔：半浸泡式，受水流影响小，突出甜和平衡感；
  • V60 螺旋圆锥：孔径18mm，60度倾斜，易萃取，香气突出；
  • KONO 圆锥气压：据说能产生虹吸效果，孔径14mm，1/3导流槽，适合中深至深烘烘焙，突出醇厚度，多粉量；
  • 蛋糕形滤杯：半浸泡式，受水流影响小，冲煮稳定性高，孔小，流速慢。

    （3）电动式滤泡咖啡机 The Electric Filter Machine Method

    电动式滤泡咖啡机最大的优点，就是省去很多猜测的工夫，并且提升了许多重现性，但仍需维持稳定的咖啡粉量，并注意替机器加入固定分量的冷水。撇开这两点不谈，剩下的工作我们可以放心信任这部机器。
    不过，大部分的家用电动式滤泡咖啡机（尤其是廉价的机种），常常会煮出难喝的咖啡，主要是因为廉价机种没办法将水加热到正确的温度。想买一台滤泡咖啡机，要先确认它可以达到适当的冲煮温度。美国精品咖啡协会及欧洲咖啡冲煮中心（European Coffee Brewing Centre)之类的组织都会替机器认证，我强烈推荐购买经过这两个组织认证的冲煮机器。
    我也会尽量避免购买有保温垫的机器，将一壶咖啡放在保温垫上保温，会把咖啡的风味都煮光，导致一些令人不悦的风味出现，你可以选择有双层真空保温壶的机种。

    （4） 爱乐压 The Aeropress

    爱乐压（Aeroperss)是颇不寻常的咖啡冲煮器材，我至今还没有遇过任何用过却没有爱上它的人。爱乐压在2005年由艾伦·阿德勒（Alan Adler)发明，他同时也发明了Aerobie飞盘，所以把这个冲煮器材命名为Aeropress。爱乐压兼具便宜、耐用且携带方便，许多咖啡从业人员四处旅行时都会携带爱乐压，此外清洗十分方便。
    爱乐压有趣的地方在于它结合了两种不同的冲煮方式，一开始它让热水和咖啡粉一起浸泡，就像法式滤压壶，但是到了要完成冲泡的阶段时，就使用活塞的方式将咖啡液透过滤纸推挤出来，这又有点儿像意式浓缩咖啡机及滤泡式咖啡机的原理。
    相较于其他冲煮器材，可以用在爱乐压上的各种不同配方及冲煮技巧数不胜数。每年甚至有个比赛就为了找出最棒的冲煮技巧，这个比赛起始于挪威，现在已经发展为
    国际型赛事：世界爱乐压大赛（World Aeropress Championships).每年比赛后，主办单位都会在官方网站（www.worldaeropresschampionship.com)公布前三名的配方及技巧，让人们有机会见识爱乐压的可变性有多高。
    但是，说到爱乐压也能拿来制作意式浓缩咖啡或是任何接近的饮品，我可不这么认为。也许你可以用爱乐压制作出很小杯却很浓郁的咖啡，但人用手推活塞的力量可无法达到意式浓缩咖啡机般的高压。

    （5）摩卡壶 Stove-top Moka Pot

    许多人家里都有一个摩卡壶，不论还在使用或深藏于橱柜中。就许多方面来说，我很纠结要不要说明它普及的程度，因为摩卡壶不是对使用者友善的一种冲煮器具，要煮出好咖啡也不容易。摩卡壶常常会煮出非常浓郁且非常苦的咖啡，但是对在意大利的意式浓缩咖啡饮用者而言还算能接受。在意大利，几乎家家户户都用摩卡壶煮咖啡。
    摩卡壶的专利属于1933年的发明者阿方索·比亚莱蒂（Alfonso Bialetti)，直到今天比亚莱蒂公司仍在生产这些十分受欢迎的冲煮器具。摩卡壶的材质仍然多是铝制的（几年前大家或许听过一些关于铝制品的谣言），虽然大多数人希望可以买到不锈钢材质。
    下面介绍的摩卡壶操作方式，与大多数人使用的方式有点儿不同，但是此方法很可能会让即使已经很满意自己煮出的咖啡的人觉得受用。我对摩卡壶最不能接受的一点是：它会让热水达到太高的温度，因而萃取出非常苦的化合物。有些人也许特别喜爱这种苦味，但有一些人就是因为这点而痛恨摩卡壶。下面介绍的冲泡技巧，可以帮助人们对这个长久以来被遗忘的冲煮器材重新找回值得尊敬的原因，并从另一个角度来享用摩卡壶咖啡。
    但是因为摩卡壶的高粉水比例，以及相对较短的冲泡时间，要用来泡浅烘焙、密度较高或是酸味及果香特别好的一些咖啡，仍然有难度。我建议使用意式浓缩咖啡中较浅度烘焙的咖啡豆，或使用来自略低海拔的咖啡豆，我会避免使用深度烘焙的，因为摩卡壶本来就容易在煮出苦味。

    （6）虹吸式咖啡壶 Vacuum Coffee Pot

    虹吸式咖啡壶（Vacuum Coffee Pot)是一种非常古老却越来越受欢迎、具有娱乐效果的冲煮方式，但是在许多方面也很令人困扰，同时造成不少挫折感，最后甚至会把虹吸式咖啡壶塞回橱柜里，或变成展示架上的装饰品。
    19世纪30年代，虹吸式咖啡壶首见于德国，专利是由一位法国女士珍妮·理查德（Jeanne Richard)在1838年取得的。今日虹吸壶的设计和以前相去不远，分为上座及下座两部分，下座装的是水，同时直接加热到沸腾；上座装的是咖啡粉，会插在下壶上面，两者之间非常密合，才能让下座的蒸汽累积足够的压力，将热水透过玻璃管往上推到上座，到了上座水温会降到沸点以下，温度恰好适合煮咖啡。在上座的热水与咖啡互相浸泡一段时间时，很重要的是下座必须持续加热。
    要结束冲煮时，将热源移开虹吸壶底座，当蒸汽冷却后，就会凝结回液态水，形成类似真空的状态，将上座的咖啡液透过过滤器以及玻璃管吸回下座。煮完的咖啡渣会留在上座，与咖啡液分离，咖啡可以直接由下座倒出，整个冲煮流程就是个引人入胜的物理现象。在教室里做实验时，拿虹吸壶演练一次，通常会获得不错的反响。然而不幸的是，虹吸壶冲煮法难度非常高，以致大多数人无法正确地操作，往往试过一两次后便放弃了，这真的很可惜。

    （7）意式浓缩咖啡 Espresso

2.2 七大冲煮要素

（1）水质

a. 认识水


对于我们的咖啡冲泡用水，水只是溶剂，其中包含离子式溶解的电荷区物质、分子式溶解的气体区物质、以及无电荷区物质。

  1. 第一部分电荷区物质包括钙、镁、钠、钾等正价阳离子， 以及碳酸根、碳酸氢根等负价阴离子。天然水质必须保持中性，因此正负电荷总量应相同。
  2. 第二部分气体区主要是溶解其中的二氧化碳、碳酸等。
  3. 第三部分无电荷区则主要是硅酸盐以及其他有机化合物，通常占比极低。
    如上这些物质在水中的存在及多寡，使得在萃取咖啡之前的水本身就是有感官差异的。

    b. 咖啡冲煮对水质的要求

    • 无味、清澈
    • 无氯（Cl=0）
    • 酸碱度，PH值6.5～7.5
    • 可溶性固体含量
    • TDS125～150ppm
      • 总硬度GH（一般钙镁为主，钙占60%，镁占40%），50～175ppm
      • 总碱度KH（水中碳酸根的含量，指中和酸的能力），40～75ppm

c. 硬度和碱度的影响

  • 硬度GH：是正电荷区，Ca、Mg
    • 合适的硬度能够帮助萃取
    • 随着钙、镁离子含量的增加，咖啡风味也会相应增加——香气、 甜味、酸味和体脂感等都相应增强，直至水质中钙镁离子浓度达到某个临界点后，这种正相关趋势才被打破，开始呈现出明显的负面性
    • 将钙、镁离子进行对比发现，镁离子对于核心咖啡风味物质的结合能力较之钙离子还略胜一筹
  • 碱度KH：是负电荷区，HCO3、CO3
    • 能够中和酸，是中和酸的能力
    • 没有碱度，会让萃取大分子的能力减弱

d. 水质的测量

测TDS一般使用TDS折射仪
测GH、KH，一般使用滴定液，测量出来的单位是：德国硬度。

  • GH：1个德国硬度×17.85=____ppm
  • KH：1个德国硬度×17.9=____ppm

    e.合适水的获得

  • 常见的水处理方式：
    • PP棉+活性炭+滤芯
    • 这种方式只是去除了杂质，不会影响TDS
  • 如果当地水质很硬的话，则：
    • PP棉+活性炭+滤芯+软水桶
    • 软水桶的作用是用Na离子置换了里面的Ca离子。但Na离子会影响萃取能力，减少水垢，不会影响TDS
  • RO水处理
    • PP棉+活性炭+滤芯+“膜”
    • 关键是“膜”，有超滤膜等，特别是钠滤膜，基本上能够将Ca离子、Mg离子过滤掉。但太干净了也不好，所以会在RO之后再加一个后置滤芯，进行再矿化。

（2）水温

水温的选择

  • 推荐92～96 °C
  • 水的密度随着温度而变化（93 °C时，1L水=963g）
  • 水温会极大的影响苦、涩
    • 93 °C以上就容易萃取出苦
    • 水温过低，则会影响香气，导致风味偏少

（3）水粉比


推荐1:15～1:20

（4）过滤介质

常见的过滤介质

  • 金属网：会有细粉（纤维）、油脂（脂肪）
  • 布、法兰绒
  • 滤纸：会过滤掉油脂

    （5）研磨度

    a. 冲煮对研磨的要求

  • 研磨的作用和目的
    • 增加咖啡豆豆表面积：可溶性物质会被萃取更多
    • 释放细胞壁里的气体
    • 影响萃取及咖啡豆外观
  • 研磨与香气
    • 研磨过程中挥发的气体就是香气；
    • 研磨越细，香气越多；
    • 咖啡的香气在研磨后15分钟内挥发掉60%；
    • 使用定量磨豆机或冲煮前研磨需要的咖啡粉量，以保留更多的香气。
  • 影响研磨的因素
    • 咖啡豆的密度
    • 环境的相对湿度
    • 咖啡豆的新鲜度
    • 烘焙
    • 磨豆机
    • 刀盘的清洁保养
  • 一般咖啡粉的研磨粗细度
  • 实际过程中咖啡粉的粒径分布

    • b. 磨豆机的刀盘类型

      刀盘和马达是左右咖啡香味的重要关键。
      刀片的形态和材质会影响咖啡豆的研磨面积、碾碎及切割的比例；马达的转速则会影响咖啡粉粒的均匀度及细粉含量多寡。

（6）扰流

a. 扰流的意义

  • 扰流能让咖啡粉在水中分散，让水更均匀的萃取咖啡
  • 扰流能够让萃取率增加
  • 扰流应考虑到：咖啡粉层的厚度、阻力，以及过滤时间、咖啡粉层的形状

    b.扰流的过程

    1. 第一阶段：浸润（预浸泡/焖蒸）
    2. 目的
      1. 让所有咖啡粉与水接触：如果咖啡粉磨的太细，为了让咖啡粉充分与水接触，可以加一个搅拌的动作；
      2. 帮助排气：二氧化碳太多会阻碍萃取，同时，二氧化碳太多喝的时候会带来刺痛感；
      3. 膨胀之后帮助打开水流的通道。
    3. Tips
      1. 如果不想要以上3个目的，可以取消焖蒸；
      2. 基于让咖啡粉与水都要接触，所以一般1g咖啡粉用2ml的水；
      3. 以二氧化碳是否排出来判断是否停止焖蒸（看是否还在冒泡/看膨胀状态；闻气味，气味减弱；一般15g粉25-27s）。
    4. 第二阶段：萃取
    5. 萃取时会发生
      1. A阶段：溶解
      2. B阶段：水解——水解会带来绿原酸、奎宁等不好的大分子
      3. C阶段：扩散
    6. 萃取可划分为
      1. 前段：酸、咸、苦，能容易溶解，处于高浓度低萃取的阶段，颜色很深；
      2. 中段：风味特征清楚一些，甜感出现，body变轻，颜色变浅；
      3. 后段：以木质、纤维为主，苦味会偏重，颜色很浅。
    7. 注水手法，具体有：
      1. 一次性注水
      2. 分段注水：四六注水法等
      3. 点滴式注水
      4. 火山冲
      5. 松屋式
      6. By-pass
    8. Tips
      1. 有人在冲煮过程中通过换水温来萃取。前段、中段用高水温来萃取好的风味，后段为了不萃取大分子、苦味，就降低水温；
      2. 分段萃取，分段越多，萃取率会增加；
      3. 注水速度不变的情况下，每一次都完全滴完，能够调节酸甜的比例和味道（一般甜会增加，因为会增加扩散）

        （7）时间

        时间是控制好其他冲煮因素之后，产生的结果。

2.3 影响冲煮的24个要素

  1. 咖啡产品
    1. 混合成分
      1. 混合比例
      2. 咖啡豆体积密度（均匀度）
      3. 咖啡豆化学成分（来源于豆子本身及处理法）
    2. 烘焙发展
      1. 烘焙方法
      2. 烘焙速度
      3. 烘焙程度
      4. 脱水速率
    3. 研磨
      1. 颗粒的平均粒径
      2. 颗粒大小分布
      3. 颗粒形状
  2. 冲煮器具
    1. 冲煮时间
      1. 粉水接触时间
    2. 冲煮温度
      1. 接触温度
      2. 冲煮中的温度梯度
    3. 扰流
      1. 完全浸润
      2. 均匀水流
      3. 颗粒流动
    4. 过滤方式
      1. 分离方法
      2. 澄清程度
    5. 持有条件
      1. 持有时间和方法
      2. 持有温度
  3. 材料
    1. 冲煮公式：咖啡粉重
    2. 水
  4. 水
    1. 水质
    2. 水处理

3. 金杯体系

3.1 金杯萃取表

(1) 几个象限间的特点：

  • 萃取不足、浓度过高：又酸又咸；
  • 萃取过度、浓度过低：虽然不刺激，感觉平衡，但余味有苦味，有收敛感，发干的感觉；
  • 萃取过度、浓度过高：更苦，喉咙的苦，余味长、收敛感。

    (2)萃取率出现问题时：

  • 萃取不足：风味不足、香气不够，甜感不强，余味短
  • 萃取过度：苦味、木质味，风味少（其实是因为被干扰），余味长，发干

    (3)浓度出现问题时：

  • 浓度过低：口感轻，咖啡风味不明显，酸甜苦都不明显；
  • 浓度过高：酸味、苦味强烈，甜感不足，口感厚重。

3.2 其他冲煮相关小知识

  1. 咖啡的保存
    1. 冲煮好的咖啡持续加热，浓度会偏高，会偏咸；
    2. 如果必须要加热保温，应该保持在80～85 °C。
  2. 冲煮的思路
    1. 浅烘豆：充分萃取、酸甜平衡、突出香气，避免尖酸或酸咸；
    2. 中烘豆：body与味道的平衡，突出甜感；
    3. 深烘豆：苦中带甜、余韵持久、突出厚重的质感、避免刺激。
  3. 深烘焙的处理
    1. 深烘焙后咖啡豆孔隙变大，密度变小，很容易就萃取出来，且烘的比较透，风味比较单一；
    2. 冲煮时关键就不是去突出他的风味，而是去平衡，减少苦味的萃取。（甜不需要去担心，因为孔隙大，容易萃取出来）
  4. 小案例
    1. 某家店，为了店员的稳定出品，不同豆子规定了不同的粉量，不改变水量、研磨、冲煮等手法，变相的只改变粉水比。

4. 各类冲煮法

4.1 四六冲煮法


2016世界咖啡冲煮赛冠军-粕谷哲Tetsu Kasuka所提出的以”注水量固定比例分配”来调控一杯咖啡最终酸甜感知的做法，使得他赢得世界冠军。
在粕谷哲的理论中，他认为总水量的前40%，决定了咖啡的风味，后60%主要针对口感清淡或醇厚来调整，对于酸甜的风味则影响轻微。

粕谷哲以为如果冲煮者想要调控风味，前40%的水需要分为两注，第一注多一些就会让最后的酸多，第二注多一点就让最后的甜多。
后60%的水，粕谷哲认为“只是影响口感”。