Guava = Coffee ⊗ Design: 濾紙式手沖咖啡的探討

基本器材
 手沖壺、濾杯、濾紙、咖啡壺、溫度計、磨豆機、量匙、磅秤、咖啡豆

重點提示
粉跟水比例1:17、溫度攝氏90~95度、穩定的均勻萃取、萃取率18%～22%

沖煮過程的現象與變因
1. 悶蒸的現象：膨脹成小山丘
當熱水倒入時，咖啡粉內的氣體因受熱而膨脹（咖啡粉放大來看，會像是蜂窩狀，有很多空隙），氣體膨脹後就會開始將多餘氣體排出，此時因為氣體不斷排出，所以會造成咖啡粉與熱水在外觀看起來，會形成一個不斷膨脹的小山丘(註1)（圖一）。同時除了氣體從咖啡粉內部排出，熱水也慢慢滲入到咖啡粉的內部使得咖啡粉的一些可溶物質開始溶解，並形成高濃度的咖啡液。

在悶蒸的最後階段，因為氣體排了差不多，整個溫度也降低，一些未排出的空氣也開始略縮，所以從外觀來看，小山丘也會從濕潤，慢慢呈現一種變乾或略微龜裂塌陷的現象（圖三），而這也代表悶蒸完成，並可開始第二次注水。
第二次注水時，悶蒸時先溶解的高濃度咖啡液會往低濃度的熱水移動，在整個沖泡的過程中，也由於不斷的倒入熱水，跟咖啡不斷的滴漏，會造成咖啡粉內外層濃度不一的情形，這也是一開始粹取時咖啡的味道會比較濃，而到後半段咖啡會變得比較淡的原因。
影響悶蒸的因素，有水溫的高低、水量的多寡、悶蒸時間的長短、咖啡豆的存放時間（圖四）。

『註1』兩種情況下會使悶蒸時膨脹速度不明顯或甚至沒反應，分別是新鮮度與烘焙度。首先，新鮮的咖啡粉內有一定量的氣體，咖啡粉內的氣體會隨著時間而慢慢排出，以及咖啡粉吸收了一些空氣中的水氣而造成原先氣體變少，所以不新鮮的熟豆比較不會膨脹或甚至沒反應；第二，淺焙豆也比較不會膨脹太過劇烈，因為淺焙的咖啡豆質地比較密，所以整體的空隙就沒有像中焙或深焙多，因此內含的氣體就比較少。

圖一：悶蒸一開始的樣子，外觀有熱水跟咖啡粉膨脹形成的表面張力，
且外表也比較濕潤

圖二：悶蒸幾秒之後，外觀開始轉乾且停止膨脹

圖三：悶蒸快結束，表面開始出現小小凹槽

圖四：這是放了五六個月的豆子，完全沒有膨脹的情況

2.    悶蒸與否的差異：不悶蒸，萃取易不足。
悶蒸過的咖啡粉，咖啡粉會因為滲入一些熱水到內部，先溶解一些高濃度的咖啡液，所以在第二次注水時，更容易萃取出咖啡的一些可溶物質，悶蒸的同時咖啡粉內的一些氣體已經排出，所以在沖煮萃取時比較不會受到氣體排出不必要擾動，以達到穩定均勻的萃取。
假如沒有悶蒸的話，比較容易只粹取到咖啡粉表面的成份，而內部的物質比較不容易被萃取出來，還有因為咖啡粉內的一些氣體，一開始還沒排出，浮在表面的時間會比有悶蒸的久，而造成萃取不足跟濃度較淡的咖啡。

3.    悶蒸後，分次注水與否的差異：
   分次注水，濃度高；不分次注水，濃度低。
不分次注水：悶蒸之後，不間斷注水直到所需的量後停止。
分次注水：悶蒸結束後，會分若干次注水，在每次停止注水後，等水位到咖啡粉面之前，再注入熱水，直到達到所需的量。(註2)

至於為何會造成兩者濃度的差異？首先簡單說明一下液體擴散的方式，就是濃度較高的液體會往濃度較低的液體移動，而將高濃度的咖啡溶入水中，本身當然也是一種擴散效應，所以之前才會說悶蒸後的第二次注水，那些先溶解的高濃度咖啡液會往低濃度的熱水移動。

因此假如採取分次注水，每次都會把一些較高濃度的咖啡液帶入到剛注入的低濃度熱水中，所以會造成不斷萃取出較高濃度的咖啡液，但也相對的容易將萃取出的雜澀味，且在分次注水的過程中，水流的力量又會將沉積在底下的咖啡粉造成擾動，所以分次注水時，要多加注意，避免萃取出雜澀味。相反地採取不分次注水，保留一些濃度較熱水高的咖啡液，所以在萃取時，甚至有可能會出現濃度平衡的狀況。

不管哪種方式，萃取時間拖太長，都會將苦味雜味帶出來(圖二)，這是因為萃取太久時，好的味道幾乎都萃取完了，留下來的大多都是不好的苦味、雜澀味，而液體濃度又為了達到平衡，因此會不斷將不好的味道溶解出來。實際在操作時，要採取哪種方式可以依照個人口感喜好與豆子的狀況來決定。

『註2』在悶蒸後的第一次注水會有一個明顯的水位高度，此後的注水都不要超過此高度。注水的次數以所需量為主。

4.    水柱的高低
水柱高度越高，水流的衝擊力會加大，且穩定繞圈的困難度也會加大，造成萃取過程的擾動變大，無法讓咖啡粉均勻萃取，使得雜澀味增加；水柱高度太過低的話，手沖壺要注意別敲到濾杯，可考慮用斜上方式注水，還有若採用低注水方式時，繞圈的速度別太過慢或停頓太久，因為會讓更底層的咖啡粉翻滾上來。

左圖壺口離咖啡表面約5公分左右；右圖壺口離咖啡表面約15公分左右

5. 繞圈的快慢
太過快的話，則會造成大擾動；太慢的話，萃取時間拖太長，造成後面的苦澀味出來(圖五)。以中淺焙的豆子為例，一般而言，快一點點，味道會比較明亮；慢一點點，味道會比較柔和。

圖五：苦味（白線）與好的風味（黑線）的溶解量與時間關係圖
(來自歐洲精品咖啡協會)

6. 繞圈的大小
繞圈的大小也會影響萃取率。若只繞中間的小圈（約五十元大小），整杯的注水量要比之前所說的減少一些，至於要修改到什麼比例就要看實際狀況，且繞小圈會造成周遭的咖啡粉，沒辦法有效完全的溶解出來，因此若是維持1:17的粉與水比例，會容易造成萃取過度。若是繞到濾杯的邊緣，則水就容易不經過咖啡粉，而直接流到咖啡壺裡，造成整杯呈現萃取不足。因此一開始練習時，水柱可以盡量保持離濾杯最少有0.5公分左右的距離。

繞圈時盡量保持在紅色圈內

7. 水溫的高低

溫度的高低會影響整個咖啡的溶解效率，溫度越高，溶解速率就越快，且相同萃取時間內可溶物質也溶解越多，所以就一般而言水溫太高超過95度，容易讓焦苦味、雜澀味快速溶解出來；溫度越低，溶解速率的越慢，相同萃取時間內可溶物質也溶解越少，所以就一般而言水溫太低，咖啡會容易淡薄，好的味道不容易萃取出來，且悶蒸也不易完成。

8. 水與粉比例
一般而言，粉:水=1:17左右。當然這只是個慨念，比例也可以用1:12…等，主要希望萃取能盡量做到有效利用咖啡粉，達到不浪費或過度使用，因為咖啡豆約有30%的可溶物質（圖六），其中這30%的可溶物質裡，也包含了所有好與不好的味道，因此萃取不足的話會造成風味不平衡，萃取過度會造成苦味雜味，所以也才會有Gold Cup的論點，希望萃取率在18%~22%之間，濃度在1.2%~1.5%。
大粉量時 (三、四杯量以上)，注水的水柱別太過細小，這樣才不會讓萃取時間拖太長（圖五）。

圖六：萃取率與咖啡濃度(來自歐洲精品咖啡協會)

9.    咖啡粉粗細
咖啡粉的粗細也會影響萃取率，咖啡粉越細萃取率就越大、咖啡粉越粗萃取率就越小，大家可以用大塊冰糖與砂糖在熱水裡的溶解速度來想像。一般而言，手沖的粗細要求是在中度磨研左右，約是台糖的二號砂糖的大小，因為磨太細的話，許多細粉會容易沈澱在濾杯的底部，造成阻塞的現象，使得整個流速變慢及時間拖長（圖五）；磨太過粗的話，咖啡粉容易萃取不足。

10.    濾紙先弄溼與否
濾紙先弄溼可以讓咖啡液一開始更快穿透過去，且先弄溼也可以做到溫壺的效果。還有先弄溼也可以沖掉一些，濾紙在製造過程可能殘留的化學藥劑，因為現在市面上濾紙材質跟廠牌有很多，品質也參差不齊，有些有加螢光劑、過氧化氫類(H2O2)漂白處理，就算標榜無漂白，也是有風險，因為生產製造過程需要用更多道處理程序來去除木質素的味道。

11.    濾杯的不同
坊間有很多種濾杯，不同濾杯款式會造成咖啡液滴漏的速度不同，也會影響到整杯萃取的時間，一般Hario V60（圖八～圖十）跟Kono 濾杯（圖七）都是大孔徑，所以滴漏速度也較快，像Kalita 102（圖十二）是三孔，滴漏速度也較前面兩款慢一些，因此有時因應不同濾杯，也要稍微調整一下沖煮手法。還有不同材質的濾杯，也會影響到萃取過程時的溫度，像是陶瓷濾杯（圖八、圖十二）在萃取過程的保溫性會比彈簧濾杯（圖十一）好。近年來又有一款新的濾杯，很受大家歡迎，就是「聰明濾杯」（圖十四），這款的最大好處就是方便，因為只要將粉倒入，然後熱水倒入，等個三分鐘左右（依照不同粗細做調整），最後放在杯子上，等它流到差不多時即可，且這種方式等於結合了手沖、賽風、法式壓，還有它會完整萃取出咖啡的風味，因此不太建議用品質較差的豆子。