以低擾動達成高萃取率

甜、複雜而透明──
一個受 SEY 啟發,在極低擾動的設定下達成 24% 以上高萃取率的手沖參數。

此篇文章即將介紹的沖煮手法:將 Pulsar 的佈水器放置於 Orea V3 上

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[A]
本篇文章中所有帶有底線的文字均附有連結,如果發現有看不懂的部分記得點進去查看延伸閱讀!

低擾動與高萃取,聽起來似乎是互相抵觸的觀念。擾動(agitation,其實也就是攪拌,也包含水流對咖啡粉的攪拌)可以幫助咖啡粉與水充分混合,在大多數的情況下都能增加萃取,且使萃取更為均勻

然而,擾動也會加速細粉遷移(fines migration,通常即是指細粉下沈),而使濾杯更容易堵塞(clogging),clogging 容易加劇通道效應及 bypass 的現象,最終導致有較多的澀感物質沒有被粉層妥善地過濾。這也是為什麼我們通常將 clogging 與苦澀等不良風味連結在一起[B]

[B]
關於對澀感更詳細的分析可以閱讀 Jonathan Gagné 的文章 "The Mechanism Behind Astringency in Coffee"

高萃取率的沖煮所帶來的挑戰

我一向喜歡高萃取率的咖啡,在萃取時也基本上都以至少 22% 的萃取率為目標。在經驗中,高萃取率的咖啡有著更好的風味複雜度及甜感,與杯測時的風味也更相近,能在手沖時重現杯測碗中的風味一直是我的夢想之一。

但要達成高萃取率,勢必需要較細的研磨或擾動的幫助。

在研磨得較細時,咖啡會被切割更多次,因碎裂而產生的細粉也就越多,使 clogging 的現象越容易發生。擾動同上一段所提到的,也容易導致 clogging。

這導致追求高萃取的沖煮經常是困難且令人沮喪的,因為即使使用細粉極少的刀盤(我使用的是 98mm 的 SSP Brew 刀盤),在細研磨及高擾動的設定下也無法完全避免 clogging 的發生。在這種狀況下,即使達成了高萃取,在享受高風味複雜度及甜感的同時也時常必須忍受較為差勁的口感,更準確來說:澀感。

低擾動手法的發想由來

澀感的議題在最近越來越受到咖啡愛好者社群的關注,我也在 Discord 上與眾多國外的愛好者討論有關我在高萃取時澀感過於明顯的問題,但大多數人並不追求這麼高的萃取率,磨粗因此成了最簡單的解法:不僅降低了細粉量,使 clogging 較不容易發生,更減少了咖啡被切割的次數,這使得因細胞壁被破壞而釋放出來,難以溶解於水中的澀感物質也減少了(此處較為複雜,若有興趣的話一樣請參考 Jonathan Gagné 的文章)。

但我好奇真的沒有能夠在高萃取的前提下降低澀感的方法嗎?在世界上我所知道與我的萃取理念「最大化萃取率、重現杯測風味」最為接近的大概就是 SEY 了,他們是我非常喜歡、位於 Brooklyn 的咖啡館,我平時沖煮的咖啡也大多來自他們,出於好奇,我寄信詢問了他們的沖煮參數,並提到了我對澀感的觀點。

其實我並不期待會收到回覆,因為從過去聯絡的經驗可以看出他們光訂單的訊息就回覆不完了,沒想到兩天後我收到了來自他們(我猜是大名鼎鼎的老闆 Lance 寫的?)的詳細回信,內文如下:

For filter coffee, I have my grinder (Nautilus w/ SSP Brew Burrs) at around 250 and 300 microns.

Our water is: Mg - 15ppm, Ca - 20ppm, Bicarbonate (KH) - 15ppm

For the sake of simplicity, we’ll talk about V60. As you know, we’re really working towards figuring out how to increase EY. With our coffees, you should be able to achieve 24%+ for most Latin coffees and 26%+ for most African coffees. Our brew times are between 6 and 8 minutes for complete draw-down times. looking for a 1.4%—1.5% TDS.

A simple technique to try: 16g dose at a 1:20 ratio. Bloom for 60 seconds with a very gentle stir and swirl for complete saturation. With a Melodrip, do 75g pulses until the desired out weight with gentle swirls between pulses. This should result in somewhere between 6 and 8 minutes of total brew time. If longer, I wouldn’t worry unless there are off flavors in the cups.

Something to note is that with really high EYs the coffee really changes and improves as the coffee cools.

To mitigate astringency, I’d recommend trying a Melodrip and using zero agitation. For us, we’ve noticed that although agitation helps increase EY, it also increases astringency. So, trying to get high EYs without using agitation is kind of the trick.

Lance(或那個我以為是 Lance 的人)提出的解法是:在使用僅略粗於濃縮的極細粉提高萃取率時,使用 Melodrip(一種類似花灑的器材)進行沖煮,以降低擾動,因為在他的經驗中擾動增加了澀感,我猜想這或許部分與擾動帶來的 clogging 風險有關。

最後一句話正是此篇文章的主軸:關鍵在於該如何使用低擾動的手法達成高萃取率

低擾動帶來的潛在問題

我們也可以很輕易地想到幾個潛在的問題:

  • 極細研磨時,細粉的量肯定比粗研磨時來得多,雖然降低了擾動,但是否還是存在高的 clogging 風險?

  • 缺乏擾動時,濾杯底部的咖啡容易萃取不足。若濾杯底部萃取不足,是否很難達到高萃取率?

出乎意料的是 SEY 使用的是與我們完全相同的刀盤(最初版本的 98mm SSP Brew),代表這個參數應該是我們可以直接使用的。我使用手邊有的器材對這個參數進行了修改,使用 bypass 較少的 Orea V3 搭配 negotiatedFlat 濾紙取代 V60,並利用 Pulsar 附的佈水器取代 Melodrip

經過了一些實驗之後,我可以有自信地說上述兩個問題都是不存在的,或至少不嚴重。clogging 的機率較我平常沖煮的參數大減,且可以輕易地做到 24% 以上之萃取率。

詳細參數介紹

研磨度示意圖
此為 SEY 的 Las Perlitas (Washed Colombian Field Blend) 研磨於 98mm SSP Brew,刀盤間距為 225 µm from lock

以下是詳細的參數介紹與沖煮步驟:

  • 粉水比:16g:320g (1:20)
  • 水溫:100°C
  • 水質:純水
    • 會於沖煮後進行 Re-mineralize(即在沖煮完成後直接在咖啡中加入礦物質[C])。
    • 如沒有適合在沖煮後加入的礦物質濃縮液,則也可以直接使用 30–40GH, 15–20KH[D] 左右的水,其中 Ca2+ 與 Mg2+ 各半。
    • 若對水質完全沒有研究,也可以使用一般 TDS 不至於太高的飲用水即可。
  • 研磨度:刀盤間距為 200 至 300 µm。
    • 僅略粗於普通的 9bar 濃縮刻度。
    • 我使用的是 Lagom P100 搭配 98mm 的 SSP Brew 刀盤,研磨度約為刻度 3.0 到 4.0。
    • 若磨豆機產生的細粉較多,則可以斟酌使用稍粗的研磨度。
  • 目標濃度(TDS):1.35%+
  • 目標萃取率:24%+
[C]
包含我在內的許多人認為礦物質並不參與萃取,因此在沖煮前或是沖煮後加入並不會造成差異,這邊我選擇較為方便的沖煮後再加入礦物質,我使用的礦物質濃縮液是 Lotus Coffee Brew Water
[D]
有關水質更詳細的介紹可以參考 Barista Hustle 的文章 "Water Hardness"

所需器材

  • 極淺烘焙的咖啡
    • 因為我們的目標是極高的萃取率,因此需要確保咖啡在高萃取率的設定下本來就是好喝的,在我的經驗中高萃取通常較為適合烘焙得較淺的咖啡。
    • 一些實驗過並有較高成功率的店家:SEYThe Picky Chemist
  • 濾杯
    • 任意濾杯均可,SEY 使用的是 V60,而我使用的是 Orea V3
    • 為了提高萃取率,應盡量使用保溫性較佳的塑膠濾杯。
  • 磨豆機、濾紙、下壺、電子秤等基本手沖器材(甚至不一定需要手沖壺!)。
  • 能夠降低擾動的佈水器
  • WDT 工具
    • 也可使用湯匙、筷子或玻璃棒等能夠於悶蒸時攪拌粉床的工具代替。

詳細沖煮步驟

沖煮時器材的側視圖(需特別注意悶蒸時無需使用佈水器)
背景是雜亂的台大咖啡社社辦

以下步驟以 Orea V3 搭配 Flat 濾紙negotiator 以及 Pulsar 之佈水器為例。

  1. 以十字的方式在 Orea 的 Flat 濾紙上折出摺痕,使用 negotiator 壓進濾杯後潤濕濾紙。
  2. 秤量 16g 的咖啡,研磨後倒入濾杯中。
  3. 利用 WDT 工具使咖啡粉平坦並均勻分布於濾杯中。
  4. 開始計時,使用 40g 的水進行悶蒸,此時並不需要使用佈水器
  5. 立刻使用 WDT 工具進行 Wet WDT,輕柔進行即可,過於激烈會有導致 clogging 的風險。
  6. Wet WDT 完畢後立刻進行一次輕微的搖晃(也就是做 Rao Spin),以確保粉層平坦且沒有被 WDT 工具戳出的小孔。
  7. 將 Pulsar 的佈水器放置於濾杯上方,佈水器重 50g,因此此時秤上顯示的總重為 90g。
  8. 於 1:00 時,注入 70g 的水,一開始水量稍大,使水可以均勻分布在佈水器內,接著以 2.5–3g/s 的速率於中心注水。
  9. 輕輕搖晃濾杯,使粉面平坦。
  10. 於粉面上方水量約剩下 0.5–1cm 時,再次注入 70g 的水,並重複 8. 及 9.。重複四次後秤上顯示的總重應為 370g,代表總用水量為 320g(因為佈水器重 50g)。
  11. 等待水完全流乾,總沖煮時間約為 7–9 分鐘,但通常只要總時間在 10 分鐘內風味上都不會有太大的問題。
  12. 使用 Lotus Coffee Brew Water 進行 re-mineralize,在咖啡液中滴入 CaCl2 溶液、MgCl2 溶液各一滴,NaHCO3 溶液兩滴,此時 Ca2+, Mg2+, HCO3- 均約為 15 ppm as CaCO3

沖煮數據與討論

其中一次較為成功且有達到目標 TDS 及萃取率的沖煮
TDS 及萃取率分別為 1.37% 及 24.47%
注水速率(藍線)及重量(棕線)變化圖

從這張圖可以看到,悶蒸後的四注時間間隔是差不多的,也就代表流速在萃取的後段並沒有降低太多,這正是一個 clogging 現象並不嚴重的特徵。我相信 8 分鐘左右的總沖煮時間想必比大多數人熟悉的參數要長,因此平均流速也較慢,但流速在整個沖煮過程中一直是穩定的,這對我來說是一個好的徵兆。

這個參數極為穩定,是我所使用的高萃取率參數中成功率最高的,極低的擾動使 clogging 的機率大減,但極細的研磨依然能支撐起極高的萃取率,且口感相當乾淨,幾乎有種透明的感覺。若我們將重現杯測碗中的味道當成是沖煮的最終目標,則我覺得這個參數是目前最為成功的。

值得一提的是,在沖煮步驟 4. 中有提到悶蒸時不需要使用佈水器,此點非常重要。在我們的測試中,若悶蒸時使用佈水器,即使後續利用 Wet WDT 及 Rao Spin 確保咖啡與水混合均勻,萃取率也會大幅下降約 2%–3%。這樣的現象其實並不是非常符合常理,可能還需要進一步的測試及驗證。

結語

我相信習慣喝高萃取率咖啡的人會被這個參數所帶來的乾淨度驚豔,而習慣喝低萃取率咖啡的人則會著迷於高萃取率所帶來的複雜度及甜感,不管如何,如果你嘗試了這個參數,請務必告訴我感想!

雖然這個參數需要額外的佈水器,但我相信使用湯匙等替代做法應該也能有還不錯的結果。在沖煮時,可以將悶蒸後四次注水間的時間間隔當作觀察的指標,在擾動小的情況下,時間間隔應該要是差不多的。若發現有流速在沖煮後期大幅下降,也就是 clogging 的現象,則可能需要再減少擾動,或者稍微磨粗一些。

希望大家都能成功用這個參數沖煮出複雜而甜美的咖啡!或有任何問題,歡迎透過 IG 與我討論!