咖啡萃取的原理是什麼？如何沖煮自己喜歡的咖啡
一杯咖啡出現在我們面前，需要經過多道程序：咖啡果實採收、處理、咖啡豆烘焙、研磨和萃取。每一個步驟都對最終的風味產生關鍵影響，而其中，萃取是最後一道環節，也至關重要。
本文將帶你深入了解咖啡萃取過程、背後的原理，以及有什麼因素會影響咖啡萃取。
咖啡萃取是什麼？
咖啡萃取是指將咖啡粉中的可溶性風味成分透過液體，轉移出來的過程。由於水無色無味、且具有極佳的溶解能力，水分子能夠與多數風味物質作用，因此成為最常用的萃取介質。
在咖啡萃取的過程中，水和咖啡粉接觸，將其中可溶解的風味物質釋放出來，形成具有香味與風味的飲品。那究竟有哪些物質從咖啡粉中，釋放了出來呢？
咖啡粉在萃取過程中會釋放出咖啡因、有機酸（如檸檬酸、奎寧酸、蘋果酸）、揮發性芳香分子、油脂、可溶性糖分、多酚類化合物等，這些成分共同構成咖啡的風味、口感與香氣特徵。雖然水具有優異的溶解能力，但仍有部分物質無法被溶出，例如纖維素與部分高分子物質，通常會保留在咖啡渣中，不會進入最終的咖啡液。
咖啡粉中的成分會受到品種、栽種環境、處理方式、烘焙程度等多種因素的影響，進而改變其成分的組成或含量。在咖啡萃取的過程中，風味物質的釋放會受到水溫、時間、研磨粗細等許多因素共同影響。
在咖啡萃取的不同階段，溶解出的物質比例會有所不同，也因此風味呈現會隨之變化。前段以酸質與揮發性芳香分子為主；中段則逐漸釋放更多能帶來圓潤感與平衡感的物質，讓口感更完整；後段則開始釋放較高比例的苦味與澀味成分。
咖啡萃取如何影響咖啡風味
一杯咖啡的風味與生豆品質、烘焙技術密切相關，也受到萃取率與濃度的影響。萃取率是指咖啡粉中風味物質溶解到水中的比例，而濃度則是咖啡飲品中水與風味物質的比例。
先從萃取率談起，咖啡粉中的風味物質不會完全溶解到水中，萃取的程度會直接影響咖啡的香氣和風味。
水與咖啡粉的接觸過程會因多種因素而影響溶解物質的速度。
例如，若水與咖啡粉接觸時間不足、水溫過低或咖啡粉較粗，都可能導致酸類、油脂、糖分的溶解不足，進而造成「萃取不足」的情況。相對地，若咖啡與水接觸時間過長、水溫過高或咖啡粉較細，則可能導致苦味與澀感增強，變成「萃取過度」。
一般來說，萃取不足的咖啡風味可能呈現明顯的酸感，整體較為單薄、帶有水感；而萃取過度則容易使苦味與澀感加重，香氣變得不明顯，尾韻不夠乾淨，整體風味失去平衡。但萃取不足和萃取過度只是形容咖啡風味，並非好壞的絕對標準，而且每個人對於咖啡的喜好也有所不同。
另一方面，咖啡飲品中的水與風味物質的比率，也會影響濃度，從而改變風味。即使溶解了大量風味物質，若水的用量較多，最終咖啡飲品的濃郁度仍然可能較低。本文主要探討的是萃取與萃取率的關係，想進一步了解咖啡濃度與萃取率，可參考美國精品咖啡協會（SCA）所提出的《金杯理論》(Golden Cup Standard)。
如何控制咖啡萃取
咖啡萃取過程本質上是水與咖啡粉接觸的過程。咖啡粉與水的接觸面積、時間、水分子與咖啡粉之間的流動程度，以及水質，都是影響萃取的關鍵因素。大原則是：
* 接觸面積越大（例如研磨越細），風味物質越容易被溶解
* 接觸時間越長，溶解的風味物質也會更多
* 水溫越高，水分子的運動速度越快，物質的溶解速度也會更快
* 攪拌過程也有助於增加水分子與咖啡粉的互動，進而提高風味物質的溶解度
* 水質同樣影響最終的萃取效果與風味表現
掌握這些基本原則後，我們來看看在沖煮咖啡時，哪些因素會影響咖啡萃取的效果。
咖啡萃取影響因素：咖啡粉粗細
咖啡粉的粗細會影響沖煮過程中水與咖啡粉的接觸面積。顆粒較粗時，接觸面積較小，水需要較長時間才能有效溶解風味物質；反之，顆粒較細時，接觸面積較大，萃取所需的時間會縮短。
延伸閱讀：咖啡粉粗細重要嗎？4 種顆粒大小與適合沖煮方式介紹
咖啡萃取影響因素：沖煮方式
不同的沖煮方式和器具對萃取過程有不同影響。每種方法都有其特點，影響咖啡粉與水接觸的時間和方式。
* 過濾式：
將咖啡粉放在濾紙與濾杯上，再以熱水澆淋咖啡粉，萃取出來的咖啡即時從濾紙和濾杯中流出。水與咖啡粉的接觸時間、水流穩定性與擾動程度等，皆會影響萃取效果。手沖、滴濾的煮法就屬於過濾式。
* 浸泡式：
將咖啡粉直接浸泡於水中，水分子和咖啡粉中的風味物質有較長接觸時間，常見的例子有法式壓濾壺、愛樂壓、冷萃咖啡。
* 加壓式：
透過壓力將熱水強力推進咖啡粉層，使水在短時間內均勻且快速地穿透咖啡粉，提升萃取效率。義式咖啡機和摩卡壺同屬於加壓式的咖啡沖煮方法。
* 煮沸式：
將咖啡粉與水一同加熱至沸點，咖啡粉與水接觸的時間較長，土耳其壺即是一個範例。
* 其他方式：
以虹吸壺為例，利用加熱產生蒸氣壓力，並透過冷卻後的真空效應，使水與咖啡粉的接觸時間與流動方式產生變化，進而影響萃取結果。
咖啡萃取影響因素：沖煮技巧
除了沖煮方式及器具的不同以外，在沖煮的時候，使用特定方式或技巧，也會影響咖啡萃取的結果。
* 咖啡粉分布：
沖煮前確保咖啡粉在濾杯或容器中分布均勻，有助於熱水均勻穿透咖啡層，避免產生局部過度或不足萃取，提升整體風味的一致性與平衡感。
* 預浸／悶蒸：
在正式注水或加壓萃取前，先以少量熱水濕潤咖啡粉並靜置片刻，有助於排出咖啡粉中的二氧化碳，避免干擾水流或壓力，促進後續萃取均勻穩定。
* 擾流：
透過調整注水方式（如繞圈、水柱高度或水流速率）來製造適度的擾動，能增強咖啡粉與水的接觸效率。這技巧常用於手沖等注水式沖煮法，但應依沖煮器具與技術掌握適度平衡。
* 攪拌：
在沖煮過程中，適度攪拌可促進水與咖啡粉充分接觸，提升萃取效率，常見於法壓壺、愛樂壓等浸泡式方法（非必要）。但過度攪拌可能導致過萃與風味失衡，建議依配方設計與個人喜好斟酌使用。
咖啡萃取影響因素：水溫與水質
水的溫度，也對咖啡萃取有影響。水溫度越高，內含的熱能也就越高，增加水分子與咖啡粉間運動的速度，萃取速度也就比較快。冷萃咖啡利用長時間的低溫萃取，帶出不同風味。
延伸閱讀：泡咖啡溫度怎麼選？水溫對咖啡有什麼影響？
除了溫度以外，水本身含有礦物質和化合物，也會影響萃取出來的咖啡風味。例如，適量的鈣、鎂離子能提升萃取效率，使酸質更明亮，甜感與香氣更為突出。然而，若礦物質含量過高，會導致萃取比例失衡，掩蓋本應有的風味細節；相對地，若礦物質過低，則會使咖啡偏酸、單薄，缺乏层次與平衡感。
咖啡萃取影響因素：萃取時間
時間對於咖啡萃取的影響較直觀：咖啡粉和水接觸的時間越長，越可以萃取出風味物質；和水接觸的時間越短，則可以萃取出的物質越少。
咖啡萃取影響因素：咖啡豆烘焙程度
咖啡豆依照烘焙時間長短，可粗略分為淺焙、中焙和深焙咖啡三種烘焙程度，烘焙時間由少至多。因為淺焙咖啡烘烤時間短，豆子受到熱能影響較少，內部結構相對緊密，釋放咖啡中的風味物質所需的萃取時間較長。反之，深焙咖啡經過長時間烘烤，豆子細胞結構已被破壞，可以較容易溶出咖啡的特殊風味物質，但也更易過度萃取產生苦澀感，沖煮時應留意參數調整。
延伸閱讀：什麼是烘豆？深入了解咖啡烘焙的原理、步驟與風味影響
掌握以上幾個因素，互相搭配，就可以進行實驗，煮出自己喜歡的口味喔。例如，採用滴濾沖煮時，若接觸時間較短，適度提高水溫有助於提升萃取效率，減少萃取不足的風險。
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