SHARE

2018.05.31

水質對於咖啡萃取的影響

市面上越來越多人關注到水質對咖啡萃取的影響,SCAA和SCAE在合併前有各自的水質標準(圖一、圖二),包括氣味、顏色、氯含量、TDS總固形物、總硬度、總鹼度、pH值和Na的含量。

圖一、SCAA 水質標準

 

圖二、SCAE 水質標準

今天我們專注說明硬度和鹼度對於咖啡萃取的影響

  • 硬度的影響:硬度由Ca和Mg離子所貢獻,硬度過高在反覆加熱過程中會產生水垢,但適量的硬度是可以幫助咖啡萃取的。
  • 鹼度的影響:鹼度代表緩衝酸的能力,鹼度過低無法緩衝咖啡中的有機酸,可能會造成尖酸感,而鹼度過高會導致沒有酸感且苦味明顯。
  • 一般市面上多使用滴定變色試劑(水族館有販售),粗略判定水質的硬度和鹼度。
  • 硬度和鹼度落在正確範圍的水質,才能正確的萃取咖啡。

以往餐飲業者多使用Na或H離子交換樹脂搭配RO水混合,以達到調整硬度和鹼度的目的,維修成本便宜也可使用食鹽還原樹脂;但目前咖啡界掀起了鎂離子添加的旋風,業者根據公開科學文獻,說明Mg比Ca和Na離子更能幫助咖啡萃取,風味有更好的表現。[1]

先說明文獻是如何做出判斷的,首先作者分析Mg、Ca、Na離子對於咖啡指標成分的結合力,成分包括(1)乳酸 (2)蘋果酸 (3)檸檬酸 (4)奎寧酸 (5)綠原酸 (6)咖啡因 (7)丁香油酚,檸檬酸和蘋果酸代表高質量的酸,而奎寧酸、綠原酸和咖啡因偏向苦澀味,丁香油酚代表香料味。
 

圖三、咖啡中指標成分

萃取率&結合力

而【結合力分析】則使用【結合距離】和【結合能量】兩個指標,結合力越強代表萃取率越高;邏輯是結合距離短、結合能量高,代表結合力越強。

從圖四我們可以發現,Mg離子相較於其他離子,對於關鍵成分的結合距離都較短;圖五顯示Mg離子對於關鍵成分的結合能量都較高,這代表一件事,Mg離子相較於Ca和Na離子,對關鍵成分萃取率是較高的。
 

圖四、Mg、Ca、Na離子與關鍵成分的結合距離

 

圖五、Mg、Ca、Na離子與關鍵成分結合能量

水質實驗

COFFEELAND極品莊園咖啡座落在嘉義大林,公司就以當地水質做為測試,為各位分享Na離子和Mg離子交換樹脂處理的水其陽離子的變化;並且使用不同水質進行杯測,了解咖啡風味有何不同。

實驗組別共三組:嘉義自來水、氫鈉離子樹脂、氫鎂離子樹脂。
 

  1. 未處理的嘉義自來水:總硬度和總鹼度非常高, Ca離子相較於處理組含量相當高,且pH偏鹼性。
  2. 氫鈉交換的自來水:Ca和Mg離子被H和Na離子交換掉導致濃度下降,總硬度下降。鈉離子變高
  3. 氫鎂交換的自來水:Ca被交換成H和Mg,所以Mg上升,文獻指出Mg對於咖啡的萃取效率比Ca高。
  • 杯測結果:使用兩種水質分別對橘韻、焦糖、藍調進行杯測,萃取液的TDS濃度其實差異不大,但風味表現有些微差異,氫鎂組酸甜比平衡且尾韻滑順,氫鈉組尾韻較苦澀且收斂感明顯。
 

這就要討論下一個問題,為什麼TDS濃度差異不大,但風味表現是有差異的,首先要了解TDS測量儀是利用折射率來換算總固形物含量,各成分的分布差異是無法得知的,在實驗室會使用UPLC超高效液相層析分離系統來了解各成分的差異。但要快速證明咖啡萃取效率,可以使用咖啡中的標的物來確認,標的物又稱作Marker其特性需要非常穩定,譬如說咖啡因非常穩定適合當Marker,而綠原酸在水中容易分解成奎寧酸和咖啡酸,就不適合當Marker,所以實驗室在了解咖啡萃取效率,會使用多種Marker來做判斷,才能真實反應出咖啡是否有差異;極品莊園咖啡為了提供消費者穩定的精品咖啡,從科學的角度為各位把關水質的狀態。

 

Reference:

  1. Christopher H. HendonLesley Colonna-Dashwood, The Role of Dissolved Cations in Coffee Extraction. J. Agric. Food Chem., 2014, 62 (21), p 4947–4950

留言評論

其他新聞