Density matters #1 熟豆密度之於萃取

2021-02-26 CAFEEX

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謝謝大家的等待！時隔快兩個月，新的原創總算是讓我擠出來了。本系列想要跟大家討論的是「密度」的概念。密度是一個在咖啡行業中中經常被提到的概念，常有「生豆密度越高越難發展」、「熟豆密度越低越容易萃取」等等的說法。但我們真的知道為什麼嗎？其中會不會有什麼可以繼續挖掘的信息？

根據百度百科的定義，密度是對特定體積內的質量的度量，密度等於物體的質量除以體積，可以用符號ρ表示，國際單位制和中國法定計量單位中，密度的單位為千克/米3。

在咖啡行業中，一般用作衡量咖啡豆密度的單位是g/L，即每等同於一升水（一立方分米）體積的咖啡豆，它們的重量有多少克。國際標準的方法叫做自由落體密度（自行百度），但實際上這個測量的方法誤差不小——用一個已知容量的容器，裝滿咖啡豆，這些咖啡豆的重量和容器容量的比值，就是一個用這個方法測量出來的密度係數。今天即使是看起來很高端的Sinar BeanPro，測密度的時候其實也差不多是用這個方法，更多的擴展閱讀在下方，感謝Royal Coffee的總結分享：https://royalcoffee.com/green-coffee-analytics-part-iv-density/

此法測量的生豆密度一般在800g/L上下，而水的密度為1000g/L，就這個數據比較已經能看出問題——密度比水小的物質，一般只會浮在水面，而我們最常接觸的高海拔咖啡生豆，是沉底的。誤差的主要原因是生豆之間有很大的間隙，只有倒進去純水補滿了，然後用容量減去水量，得出更加接近真實的體積，這樣就能算出接近事實的數據，舉例說明，我們試過用這個方法，將標準數據750g/L的一款生豆，修正為1150g/L，後者是符合沉底現象的數據，也是更接近事實的數據。更精確的方法應該是「排水法」。

（截圖自youtube傑恩咖啡對Sinar的介紹視頻）

雖然距離客觀事實誤差很大，但是這是一個泛用的國際標準法。在一樣的測量方法當中，咖啡豆之間密度的對比還是有一定的參考價值。至於這個方法用起來有多方便？我們只需要一個已知容量的容器，還有一個秤，還有一把直尺，就可以了；比方說，我們有一個容量200ml的杯測碗，把它放在秤上重量歸零，然後儘可能往裡面放滿想要測的生豆（標準方法是距離10cm自由落體傾倒），最後用直尺沿著杯口把過多、過高的豆子掃掉，然後測一下放裡面的生豆有多重，假設豆子重160g，那麼這款豆子在這個測量法下的密度就是：160÷200x1000=800g/L。

用跟上面完全一模一樣的方法進行測量，熟豆的密度同樣能夠方便地測出來。而我們首先要討論的內容，反而是從熟豆的密度開始。

承認並了解這樣的誤差後，我們回到應用上。已知密度、重量的時候，就能計算出對應的體積。假設，今天我們有同一款生豆，烘焙出來不一樣的烘焙度，它們的密度和體積的關係有：

顏色更深的豆子#1，在相同的重量下，體積大了有57÷44≈30%！！這意味著：我們即使用同樣的研磨（假設顆粒分布完全一致）、完全一樣的熱水來萃取這兩隻熟豆，#1的接觸表面積就比#2足足多了30%，直接意味著萃取效率也可能提高了30%！之前我們在「深烘難於上天」（文末有參考連結）的內容裡已經了解到，深烘的咖啡在相同的粒徑範圍（意味著基本相同的接觸面積）下，萃取效率有可能比淺烘更慢的。但這一特點無法中和體積帶來的萃取加速，再加上「深烘豆在研磨時更傾向於精細分布」，都支撐著「熟豆密度越低越容易萃取」這個說法。除此以外，體積更大也意味著萃取的過程中更難以取得均勻的效果：最後我們梳理一下今天的邏輯，下面表格的前因後果順序是從左到右：

1、 即使生豆不一樣，其實你也可以通過直接測量熟豆密度，協助判斷一款既定熟豆的體積。
2、 根據這樣的對比，除了最常用的降低萃取效率的調整外，其實最直接有效的辦法是減少衝煮量——等比例減少咖啡粉的量，例如原本是15/250的比例，什麼都不變的情況下，減少到12/200 ，如此類推。

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