真空咖啡冷萃法（上）：咖啡冲泡新概念

真空咖啡萃取法（I）

咖啡沖泡新概念：真空冷萃法

隨著天氣越來越熱，大家紛紛開始做起冰釀咖啡來當做夏日絕佳飲品，然而冰釀總是要放置一晚，究竟有沒有辦法加速或是增加它的濃度表現呢？

有一天我看著公司裡一台只能抽真空的真空封口機，突然靈機一動，也許可以試試利用負壓狀態下排除咖啡粉內大量的二氧化碳，進而加強水對粉體的萃取能力，極有可能讓風味快速溶入水中！

雖然因為時間關係，能做的測試實驗有限，但我們也在一系列測試中找到一些規律和希望，希望能提供一個不太一樣的咖啡萃取觀點。

在本文我們將討論

為什麼可以用真空法萃取咖啡？

合適的真空萃取溫度是什麼？

真空時間造成的影響

為什麼可以用真空法萃取咖啡？

背景知識

真空（負壓）：

真空(Vaccum)原意是空無一物的空間，後廣義定義為一空間中氣壓低於外部大氣壓力亦可稱為真空（或負壓），尤其是在工程科學上使用為甚。

萃取：

影響咖啡萃取的主要因素通常有以下幾項：

溫度：溫度越高活性越高，溶解率提高，可萃成份越多

固液接觸表面積：碰撞頻率越高萃取越多，ex. 研磨粗細等

時間：時間久了什麼都會發生…

極性：相同極性才容易互相溶解。 Ex.非極性的脂質或是極性很大的鹽類對水溶解度不同

可萃取物濃度：淺焙、中焙、深焙

由於咖啡在烘焙過程中，梅納反應和各種化學反應大量產生二氧化碳，大部份被吸附或儲存在豆體內部的空腔結構，由於這些氣體在豆體內具有一定程度的氣壓，以及本身凡得瓦力的吸附力，因此可以推論當微觀視角下，水體要進入粉體細縫萃取風味物質時將會變得相對困難（可能根本進不去某些粉體的空腔，就像有個氣泡擋住門口，水分子根本無法接觸到咖啡粉表面）

圖1：咖啡豆電子顯微鏡下結構，可以看出空腔非常多，若有氣泡產生，將阻礙水的萃取能力（本圖引用自中國農業大學研究生-呂文佳）

因此在本文我們藉由抽真空加速排除粉體內的二氧化碳，主要影響的萃取變數是固液接觸表面積（藉由降低空腔壓力，讓水體萃取表面積增加）

合適的真空萃取溫度是什麼？

想要驗證一個新觀念的可行性確實是個複雜的工程，因此我們首先先針對影響萃取最大的要素-溫度 做為操縱變因，如下表是我們率先驗證使用三種不同水溫分別萃取咖啡的情形：

測試豆：蘇門答臘阿榭之金；粉水比：1:12；楊家大飛馬R207N研磨度；4.5

0℃

23℃（室溫）

95℃

風味表現

平淡，濃度嚴重不足感

風味適中，表現很好

苦澀難咽

操作可行性

抽氣時反應不強烈

若真空度低，容器需要比液體大5倍；真空度適中反應不強

抽氣時翻騰反應強烈，容易濺出容器外，不易操作

在這個實驗測試裡，我們做了10次以上的測試，從同樣的豆子到不同豆子都得到一樣的結論，事實上做為一個冷萃的新方案，能夠只用常溫水就有良好的效果真是讓我們感到非常寬慰，這畢竟能夠省下一些準備工作。

圖2：用熱水抽氣時，翻騰過於劇烈容易溢出

圖3：冰水抽氣時的翻騰情形

圖4：常溫水抽氣的翻騰情形

值得討論的是，一開始我們抽真空55秒，總覺得室溫組也覺得風味稍嫌不足，於是設想也許可以先用少量熱水預浸出一些風味物質，再加冷水後真空抽氣，然而這樣組合後產生的45度左右咖啡液，也會在抽氣時翻騰過度，導致濺出容器，不甚理想。風味表現也不如我們所想的好，因此不太建議如此操作。

真空時間造成的影響

在初期的測試裡，我們固定了抽真空的時間，在我們的真空機裡大約30秒就達到-0.01MPa，雖然觀察咖啡粉水混合液像沸騰的開水很有趣，不過我們也強烈懷疑它確實抽走了太多風味因子，導致怎麼品嘗都覺得風味不足，口中質感淡薄，因此我們修改參數，這次統一用室溫水，但試作以下3個抽氣時間：

測試豆：衣索比亞耶加雪菲檸檬花；粉水比：1:12；楊家大飛馬R207N研磨度；4.5

抽氣15秒

抽氣30秒

抽氣55秒

風味表現

滋味豐富！不僅香氣留存度高，連帶酸質酸度和厚實感都增加

風味比55秒明顯增加，然而厚實感不足，酸感明亮透薄

平淡，濃度不足感

壓力變化

*最後停在-0.09Mpa

剛好到-0.1Mpa停止

第30秒開始維持-0.1MPa

粉水混合液變化

表層浮現像Crema一樣的微小氣泡，尚未開始有大氣泡造成的翻騰現象

剛開始有大氣泡翻騰即停止

至少持續有25秒大氣泡翻騰現象，停止抽氣前翻騰現象已減弱，氣體應已明顯被抽至將盡

*此為真空壓力表讀值，非絕對壓力數值。壓力表上0MPa對應標準大氣壓力（通常是0.1MPa絕對壓力），-0.09MPa意謂低於外界大氣壓力0.09MPa，也就是大約落在0.01MPa絕對壓力。

圖5：常溫水抽氣15秒後的結果

圖6：常溫水抽氣15秒側邊圖

當我們做完溫度差異實驗時，曾一度覺得這個真空冷萃法可能已經沒有什麼價值了，風味明顯淡薄無趣，比起冰沖法還不好喝，然而當我們開始拿30秒抽氣與55秒抽氣做對比時，希望之光再度照耀下來！試到15秒時大家都很開心地覺得這個做法實在太酷了！

經由這個實驗很明顯地讓我們知道，原來根本不需要做太長時間的抽氣，風味分子真的非常容易逸散！我初始假設也許大部份風味物質都會先溶解在水體內不易被負壓影響帶走，然而事實證明15~40秒，0.01Mpa的負壓就足以讓許多風味離開水溶液，更甚地，在我們幾個成員盲測下都能感受到不單純只是香氣變弱，連咖啡液的質感（body）都相應變弱，由此可知有許多易散失的風味分子亦是促進口感表現的功臣。

應用與討論

作為真空咖啡萃取法系列首篇，雖然還不能統整為一個非常系統的咖啡製作方法，但我們已經獲得一些初步的概念與可行性評估。考量到這樣的製作方法看似很酷炫，但回歸到實際應用面，我們還是需要有一些橫向對比，根據這次的實驗成果，我們製作了下表與咖啡店常用的冰沖法和冰釀法做一個簡易對比。

真空冷萃法

冰沖法

冰釀法

時間

速度快（約2分鐘完成）

速度尚可（約4分鐘完成）

速度慢（至少12hr~18hr）

香氣

香氣乾淨甜爽，平衡飽滿

香氣豐富，均衡有味

添增發酵酒香氣迷人

滋味豐富迷人

優點

出品波動性小，速度快，適合SOP化作業，科技感強

風味細膩，變化度可能較多

香氣和滋味最迷人

缺點

投資較高

技術要求高，時間稍久

風味波動性可能較高

時間需時太久

＊冰沖法：意指用熱水手沖高濃度咖啡，下壺放置冰塊，直接降溫製成冰咖啡

＊冰釀法：意指將咖啡粉用常溫水浸泡1~2夜後，過濾粉渣後製成的冰咖啡

根據上表我們可以看出來，真空冷萃法在實際應用面上有它穩定性的優點，風味已可做到不輸冰沖法，若再進行更深入的參數調整，風味表現大有可為！然而它的操作有可能較為繁瑣，因此我們在大量實驗後，發現可以減化成搭配Clever聰明濾杯使用，這將更有效成為一個標準化冰咖啡製作流程，參考如下：

咖啡豆秤重研磨

咖啡粉置於聰明濾杯，按比例倒入適量常溫過濾水，攪拌約5~10下(自定參數)

放入真空機抽氣約10~15秒

取出再攪拌5~10下(自定參數)

分享壺按比例預先置入冰塊，將聰明濾杯置上過濾出咖啡液，完成。

圖7：將聰明濾杯放置於真空機內

圖8：Clever聰明濾杯演示真空抽氣前後狀態

我們很開心能夠提出一個有趣的新沖煮方案，雖然他還不是很完美，也還有很多值得討論的地方，例如：

不同真空機效果差異如何？

究竟如何決定抽氣程度？

研磨度、烘焙度列入考慮時應如何調整呢？

是否可以用真空機代替手沖的悶蒸呢？

關於真空萃取隨手一想就有很多有趣的方向可以繼續討論和測試，期望能帶給大家一個新的研究方向！

同時我也在此感謝OPIKR COFFEE ROASTER團隊的劉一辰、柴煜恆陪我實驗到半夜，或是當我有個新想法時二話不說馬上就做一個測試。我們會再針對這個主題在下一期進行更多的討論。