2013年11月8日 星期五

轉貼:金杯咖啡理論

轉貼金杯咖啡理論文章

文章來源:貝貝咖啡同學會 - 金杯咖啡理論

SCAA(美國精品咖啡協會)與 SCAE(歐洲精品咖啡協會)所定義的 Gold Cup 咖啡比例,必須將咖啡的萃取率抓在 20% 左右,而 TDS 大約在 1.1%~1.3% 間。

針對 Drip Filter 滴濾沖煮,如何萃取出最佳咖啡風味,控制因素不外乎咖啡粉的萃取物與一杯咖啡中的濃度這兩個變量,而這兩個變量早在 1960 年即有所謂」Coffee Gold Cup」金杯咖啡理論…

依據 SCAE (歐洲咖啡精品協會) 定義 Gold Cup Standard:」1000ml 水,50~60g 咖啡粉,92°C ~96°C 熱水沖煮出咖咖啡」。這個咖啡沖煮落在最佳萃取率 (Extraction) 與濃度 (Strength Concentration) 的」靶心」位置,即是」Gold Cup」。

首先每顆咖啡可萃取溶出物,最大約為 30%(也就是有 70% 木質部等無法萃取),即 10g 咖啡粉最多有 3g 咖啡溶出萃取物,而一杯美味咖啡,咖啡最佳萃取率即 30% 咖啡最大可溶出物的 60~70% 為最適萃取,那小於 60%(18% 以下萃取率) 即萃取不足,咖啡風味將呈現風味不完整,而大於 70%(22% 以上萃取率) 則過度萃取,咖啡將呈現冤苦辛辣不好味道。

因此咖啡最佳萃取率為 18%~22%。

這 18~22%=30%*(60~70%),也就是咖啡最大可萃取率 30%,萃取 6~7 成才是最佳咖啡風味,為什麼我不直接寫 18~22%,而繞 30% 中之 60~70%,是當我們在沖煮一杯咖啡時,能想象如何從咖啡最大萃取物中,我們們如何萃取那 6,7 成的最佳風味…

也就是說 10g 咖啡粉沖泡咖啡最大可萃取 30%(3g) 咖啡可溶出物,但我們期望最佳的萃取物 18%~22%(1.8~2.2g)。

另外這些萃取物將溶於多少熱水中,這就是咖啡濃度,最適咖啡濃度落於 1.0~1.5% 間,小於 1.0% 輕淡無味,不如喝開水就好,如果太濃厚的咖啡濃度 1.5% 以上 (滴濾咖啡而言),則不好的口感。滴濾咖啡最佳 Gold Cup 濃度為 1.2%~1.45%。太清淡或太濃厚咖啡濃度均是不好的口感。美式風味:就是濃度比較淡的咖啡,所以一杯美式咖啡他的濃度 TDS 約落在 1.2~1.3%。歐洲風味:一般歐洲咖啡濃度比較濃厚一點,所以一杯歐式咖啡他的濃度 TDS 約落在 1.3~1.45%

所以 SCAE (歐洲精品咖啡協會) 定義標准 Gold Cup 靶心位置,與萃取率與濃度關系,即咖啡粉的量有一個相互關系如下:

預定沖泡    最少    最大
咖啡量ml     咖啡粉量g
240            13      18
300            16      23
360            19      29
400            21      31
500            27      38
600            32      46
800            43      62
1000          54      77
從對照表中決定預定咖啡沖煮量及設定咖啡粉量上下限,如何從 0~30% 萃取率到達 18~22% 最佳萃取率,同時咖啡沖泡濃度剛好位於 1.2%~1.45%,就如如何投出一顆好球。這沖泡一杯 Gold Cup 咖啡,上述基本粉量與沖泡量決定後,能否達到最佳 18%~22% 最佳萃取率,同時濃度又落在 1.2%~1.45%,涉及到萃取率問題,與咖啡研磨粗細,水溫,過濾介質 (影響水停留時間)… 等相互變因。

依 SCAE 沖煮一杯好咖啡控制因素包含下列五大項;不管用什麼方法沖煮咖啡,這五大准則都是必需掌握的。
  1. 萃取時間掌握 Contact time:應用各種沖煮方法,要在其較佳萃取時間內萃取出 18~22% 萃取率,重要在控制咖啡研磨度及水溫。
  2. 水溫掌握 Temperature of the water:92°C~96°C 開始沖煮水溫是必需要掌握的,過高或過低初始水溫都可能是不適當。
  3. 沖煮過程中擾動咖啡粉 Turbulence:擾動是為了能沖煮出應有萃取率,如塞風攪拌,手沖水柱沖水強度等都是為達到萃取所必須擾動。
  4. 預浸濕潤咖啡粉 Wettability:手沖, espresso, 美式在沖煮前都有的濕潤階段,這階段濕潤水量為每公克咖啡粉,2ml 水量預浸,浸潤時間約 30sec。當然咖啡豆烘焙狀態又有不同預浸濕潤狀態,這部份手沖就可以好好控制了。
  5. 均勻沖煮 Uniform Dispersion:沖煮過程讓水均勻經過每一顆咖啡粉末,同時從初始到結束一致水溫, 水量萃取是重要的,比如 espresso 強調沖煮水溫壓力一致,手沖穩定的水柱就是這個道理。

咖啡沖煮方法:
  • French press 法國壓
  • Percolator 摩卡壺
  • Drip Filter 滴濾
  • Syphon 塞風虹吸
  • Pressurised Infusion (Espresso) 義式濃縮

至於咖啡粉的研磨粗細:
  • 法國壓:每顆咖啡研磨成 100~300 顆咖啡粉末,約直徑 0.7mm 粉末,即約二號特砂糖顆粒大小。
  • 濾泡滴濾:每顆咖啡研磨成 500~800 顆咖啡粉末,約直徑 0.5mm 粉末,即約咖啡伴糖顆粒大小。
  • 塞風:每顆咖啡研磨成 1000~3000 顆咖啡粉末,約直徑 0.35mm 粉末,即約食品精鹽顆粒大小。
  • Espresson:每顆咖啡研磨成 3500 顆咖啡粉末,約直徑 0.05mm 粉末,即約面粉顆粒再粗一點大小。

PS. SCAA標准杯測時咖啡粉研磨,70~75% 通過標准篩 #20 (0.85mm) 的均勻度,約比法國壓粗一點。

另 SCAE 提供咖啡沖煮過程、不同研磨粗細沖煮時間的觀念:
  1. 浸潤階段 Wetting:這時候將熱水放入咖啡粉濕潤咖啡,讓咖啡萃取物溶解,浸潤水量約為咖啡粉量兩倍,浸潤時間約 30sce。
  2. 沖煮階段 Water Cycle: 這時因上述咖啡粉末粗細各有不同時間讓水與咖啡粉接觸,並溶出咖啡萃取物。
    a. 法國壓: 粉末粗,約浸潤 3~5 min
    b. 滴濾泡式: 沖煮過程約 1~3 min
    c. Syphon: 沖煮過程約 40~60 sec
    d. espresso: 三十秒萃取 30cc 濃縮咖啡
  3. 萃取後段:這時咖啡已萃取 50% 以上可萃取物,即將 60~70% 咖啡可溶出物萃取出來為最適萃取及調整水量達到最適咖啡濃度落於 1.0~1.5% 間。
  4. 萃取後咖啡渣:咖啡渣內含水量約為原咖啡粉的 2 倍量 (手沖濾泡式)。

一些咖啡磅的重量參考:
  1. 咖啡豆:約 6~7 顆為 1g
  2. Hario Syphon 量匙:一平匙 8~9g
  3. Hario V60 量匙:一平匙 14~15g
  4. 咖啡豆(烘焙後): 0.38~0.43 g/cm^3
  5. 咖啡粉: 0.44~0.48 g/cm^3
  6. 一顆 18/64〞咖啡豆烘焙後長軸 12mm,短軸 8mm,高 5mm半橢球體,有此一說咖啡萃取與表面積有關,上述一顆咖啡表面積 1.4cm^2。
TDS 和 George Howell Coffee company 所發行的 ExtractMOJO。

ExtractMojo 並不是什麼新概念。他只是延續了 SCAE 的 Gold Cup 原理,將該理論與實務操作變得更加便利而已。對很多人來說,這套源自於 1960 年代就被拿來檢視濾泡咖質量的 Gold Cup 理論,並不陌生。但是我必須承認,這是我第一次認真地去了解該原理,重新把萃取理論拿出來,檢視我的濾泡產品… 而且得到令人震驚的結果……。

Gold Cup 架構下的咖啡,必須要維持 18~22% 的萃取率 (Extraction) 和 TDS 約 1.3% 的濃度 (Strength)。這是一個讓咖啡得以平衡詮釋風味的萃取率與濃度關系。一顆咖啡豆大約有 30% 的可溶解物質 (剩下的 70% 則是無法溶解的結構,包括木質部);而 Gold Cup 的標准萃取率設定在 20%;過低的話則是萃取不足 (under developed) 造成風味不平衡,過高的話則是萃取過度而產生苦味 (Bitter)。Strength 的話則意指咖啡裡同可溶解物質被沖刷出來後,佔這杯咖啡溶液的百分比。百分比越高,咖啡喝起來會越濃 (strong),反之越淡 (weak)。了解了這兩個名詞後,接下來,我們就得努力把咖啡沖煮到 Extraction=20% 和 TDS=1.3% 的目標。

為了達到 Extraction=20% 和 TDS=1.3% 的這個目標,Gold Cup 有一個建議的水粉比,大約是 water: coffee= 17:1。ExtractMOJO 方便的地方就在於,你可以固定粉量 (ground coffee),沖煮用水量 (brew water),或是完杯後的容量 (desired yield),三個其中一個參數,來推算剩下兩個應該是多少。比如說說,就是假如你今天要煮出一杯完杯容量是 240cc 的咖啡,那麼你將該欄位數字填入後,ExtractMOJO 就會建議你使用 271.69ml 的水,搭配上 15.19g 的咖啡粉來進行 (軟件會預估咖啡粉的平均吸水)。先固定水溫(假設 205F),沖泡後量取該杯咖啡的 TDS 值,再輸入該軟件,得到沖煮咖啡的落點區間後,進行修正。假如 TDS 過高,你可以將粉調粗,或是縮短萃取時間;反之亦然。跟著數據多做幾次,很快就可以抓到你的 Gold Cup 沖煮參數。

當然,假如你想要咖啡濃一點 (stronger) 或是淡一點 (weaker),也可以調整設定。調整後,沖煮參數也會跟著跑。這就是 ExtractMOJO 便利的地方。你不需要用電算機算得要死,只要把數據丟進去後,跟著操作,然後依照實際所得 TDS 值去做修正就可以了。原則上 Extraction=18~22%, TDS=1.3~1.6% 都是可接受的區間。

我把店內濾泡咖啡測量過一次。發現 Clover 的沖煮,由於以前概念上的偏差,使用過多粉量,而造成光靠拉高 TDS 提升咖啡強度,卻忽略掉了萃取率的表現,而使咖啡都落在發展不足且濃郁(Strong/Underdeveloped; TDS=1.7, Extraction=11%)) 區間內。這樣的煮法,除了浪費咖啡粉外,造成的萃取率不足,反而讓產區風味不明顯的問題。當務之急,就是采用建議的粉量來找尋新的研磨、萃取時間,和濾網網目。假如把營業考量產能列入考量,我無法使用 Gold Cup 建議的四分鐘來沖泡咖啡,因此必須要將研磨度調細,來縮短沖泡時間。此外,粗濾網 (70 micorn) 比起細濾網 (100micorn) 來,反而更適合沖煮 Gold Cup。

在軟件的輔助下,萃取參數大概花了一個晚上就得以整理完整,包括中、淺、深焙咖啡的沖煮設定等。當然,你可以不鳥這套金杯模式,但是我在杯測金杯咖啡後,發現比起我之前沖煮的咖啡有幾點顯著差異:
  1. 產區風味更明顯
  2. 甜度變高
  3. 乾淨度變高
  4. 喉韻拉長

接著,有趣的是,我把掛耳包的粉量丟入軟件中,依照建議的水量 (200cc) 來沖煮,卻很巧合的得到 Gold Cup 的 Extraction=20% 和 TDS=1.3% 的組合,這是我所沒有預料到的。

在原理發明的五十年後,或是說我開店五年後,才認真地探討 gold cup 的原理並也運用在店內,是一件很對不起我的咖啡和客人的事情。我承認很多時候口感應該才是流程制作的最後決定關鍵。但是,有時候因為忽略掉了既存的科學原則提供給我們的便利,使摸索過程中,增加了續多痛苦和未知。這個軟件,讓我重新認識 Gold Cup 的運作原理,也因為軟件的便利性,讓我可以將現有的流程進行調整,提供 mojocoffee 的愛好者更接近完美的咖啡。這是我當初和 Scott Rao 討論之時,始料未及的大收獲。

ps. 請給我幾天,讓我把我常用的幾種沖煮方式的對應金杯參數,包括粗細樣本,萃取溫度,水量,粉量,和時間等的一下,到時候更新上來給各位。

參考自:

延伸閱讀