"萃取率"是很多人刚开始学习手冲咖啡时，虽然可能无法量测(因为是一种昂贵的实验室设备)，但肯定听过。 将"萃取率"当成冲煮质量标准的业界习惯，建立于1950年代，由美国CBI咖啡冲煮机构(Coffee Brewing Institute)洛克哈特博士所提出的金杯定律。
洛克哈特博士在其消费者咖啡品饮偏好调查书中，对当时的美国咖啡业界，提出了以18%~22%萃取率，作为理想咖啡质量的冲煮标杆。
然而时光冉冉，这个所谓的理想值开始有了松动。 今天，我将藉不久前发行的-天文学家的咖啡物理学(The Physics of Filter Coffee)中译版一书，跟大家分享萃取率有何不同于金杯年代的新视角。
咖啡物理学的视角
首先，让我们看一该书作者Jonathan Gagne，怎样引言萃取率的概念。他说:
"(平均)萃取率，是指萃取与溶解进入咖啡液中的干咖啡粉重量比例。 由于近期烘焙、种植、磨豆机等质量提升，理想的咖啡萃取率上限，有稍微调升。有一派人已在追求超过22%的平均萃取率。
萃取率的理想偏好并非线性，例如Rao Scott就表示，萃取率在15%有一个偏好区间，然后多数人不喜欢15~18%，但超过18%以上又有了拥护者。
冲煮时，固定一包咖啡的萃取率，比较能够重现该包咖啡使用相同冲煮框架时，味道的再现率。
平均萃取率与均匀萃取不同，不均匀萃取的咖啡，就算有相同的平均萃取率，风味喝起来绝对不一样。
平均萃取率是个与＂风味特征＂有关的参考点，可以视为咖啡的音调。"
以上就是咖啡物理学这本书，探讨萃取率的视角。
从作者Jonathan Gagne这段谈话，我看到四个可以切入萃取率的当代视角，以下容我一一分述。
第一:烘焙影响萃取率
考虑萃取，就一定要想到"可溶性"。 可溶性有两个角度来看:一个是有多少可溶，另一个是溶解的效率。
烘焙决定了可溶解物质的数量，也影响了好不好溶解。 一粒生咖啡豆内，原本存有一些可溶解物。但在烘焙的过程中，烧掉了一些，又转化了另一些，最后定调了在随后萃取过程中，可被萃取的可溶解物质。 酸、甜、香，与体质感类影响浓度的物质，在烘焙过程中，有时是一个取舍，即便是同一烘焙度，如果烘豆师这边想多发展一点，那边就会减少出现一点。 所以烘焙的规划，影响了同一批生咖啡米中可溶解物质的种类以及数量，这叫做” 有多少可溶”。 此外，烘焙又影响了烘焙豆在萃取时的溶解特性。
图:烘焙会影响咖啡可溶性物质的可萃取率
生豆里有的，叫做看得到；烘焙时所保留的，也叫做看得到。唯有冲煮后取得的，才叫做吃得到。
萃取咖啡时，除了考量可萃取率，也要思索溶解效率。
不同烘焙咖啡的受热条件，创造了烘焙豆的不同溶解特性。
第二:种植影响萃取率
图:2022年厄瓜多尔COE第十四名得主，图资来源COE脸书
再来，接着讨论作者Jonathan Gagne所提到的咖啡种植面，对萃取率又带来哪些影响。 ”从种子到杯子”，是一个接力的里程，冲煮者是末棒，决定冲煮的事情，例如萃取率，我们可以一路往前回溯，到生豆端瞧瞧。 萃取率的高低，有些在烘豆端决定了，有些则在生豆端变化了。 种植端有哪些事，会影响咖啡生豆的平均萃取率呢，请让我试着透过以下这张图，举出生长面可能带来的影响力:
图:不同品种在相同冲煮框架下的萃取率表现差异
上图的横轴是咖啡的萃取率，纵轴则是不同阿拉比卡咖啡的品种。横轴愈往右，代表该品种的萃取率愈高。
这张图是由澳洲咖啡馆提供的实测，图中有高萃取率的前五名品种，依序为:74110，74112，Kurume，Eth . Heirlooms以及SL28。这些全都是非洲豆品种。
至于南美洲常见的种植品种，例如Bourbon、Catuai、Pacas , Castillo，平均萃取率看起来较低。 然后大家爱喝的瑰夏，也落在较低萃取率的咖啡品种。
图:Burundi 采收工人整理手工挑拣日晒果实，图资来源COE脸书
其实种植面不单单是品种议题，会造成生咖啡的可溶性物质差异。
海拔高度，生产国的土壤营养条件，不同的处理法工艺，也会改变咖啡生豆中总可溶性物质的比重，以上这些，全部会影响咖啡的可萃取率。
所以冲煮咖啡时，种植端形成的萃取率议题，不得不纳入考虑。才好构思出合宜的粉水比，可针对这类咖啡订定目标萃取率的上下限。
第三:磨豆机影响萃取率
图:磨豆机工艺发展，改变了咖啡平均萃取性
没有人使用不研磨的咖啡进行萃取，至少要将全颗烘焙咖啡豆打碎，不论用哪一种方式打碎。 咖啡的萃取率，是在一个给定的时间变量与给定的磨度中，咖啡粉与水进行总接触与总溶解的结果。 每一台磨豆机，因为刀盘设计、转速等不同，当我们用磨豆机将全粒咖啡豆研磨成粉时，各台磨豆机产生的粒径大小、粒径形状、以及可接触水的咖啡粉总表面积，都会不同。 因此用不同磨豆机研磨同一款咖啡，冲煮出来的风味肯定会不一样的。 因为不同磨豆机所研磨的每颗粉末，在萃取率的表现上会有不同，因此加总取得的萃取物质，各自的种类与数量是不一致的，这些，当然影响了被溶解物的风味特征。
所以当我们在挑选研磨机，或是选择研磨机刻度时，需要去思考平均萃取率这个问题。 磨豆机的粒径分布形式，会影响咖啡风味的表现与特征，因为粒径分布与平均萃取率的概念直接相关。 甚么叫做粒径分布形式?请看下图:
图: 不同磨豆刀盘的研磨粒径分布特性
这张图，表示了不同磨豆机刀盘，它们的研磨粒径分布特性。 在一个目标粒径中(mean grind size)，因为刀盘设计的不同，有垂直型平刀、平面型平刀、*刀砍**、椎刀..，不同的磨盘研磨出来的粒径分布比例，就会不同。 没有一台研磨机，可以研磨出一模一样的粒径。磨豆机所研磨的咖啡粉，实际上是由大大中中小小的咖啡粉组合而成。 小粉径的萃取率较高，大粉径的萃取率较低，。 粒径分布比较集中的磨豆机，每颗粉的平均萃取率会比较一致。 粒径分布比较广的磨豆机，每颗粉的平均萃取率会比较不一致。
所以每台磨豆机，针对同一包咖啡，研磨后就算使用同样的冲煮框架，实际出来的平均萃取率，还有它们溶解出的风味特征物质，一定会有差别。
第四:风味特征影响萃取率选择
在”天文学家的咖啡物理学”这本书中，作者也提到，对于理想萃取量的偏好，似乎在传统的金杯18%-22%之外，还有一个低萃取的区间(15%)也有其拥护者。 让我们来看看2022年，我国的CBrC手冲咖啡决赛，前六强的粉水比规划。
图: 2022年CBrC手冲决赛选手粉水比选择
在今年我国参加CBrC冲煮赛的六位决赛选手，有四位选手选择了1:13以下的粉水比，这个比例，与金杯所建议的1:15~1:19的粉水比不同。
当粉水比愈高，代表使用的水量愈少，也代表降低了咖啡的萃取率。
从比赛现象来看，手冲赛似乎有降低萃取率的趋势。然而在义式咖啡冲煮赛，粉水比似乎又呈现追高萃取率(达致25%)的趋势。 Jonathan Gagne一书谈到平均萃取率时，他提醒萃取率会影响咖啡风味的特征。
图:天文学家的咖啡物理学作者Jonathan Gagne
前面已谈到，萃取率受到种植端与烘豆端的双重影响。 当我们思索一款咖啡合宜的萃取率时，有可能针对某些浅烘焙又天生萃取率较低的品种，会需要调整萃取率，来因应该类咖啡的目标风味强度，与其较理想的风味特征。
图:2022年厄瓜多尔COE冠军庄园的西爪咖啡苗圃，图资来源COE脸书
这些都是近代的种植端与烘豆端演变，所带来的萃取率新思维。 除此之外，当代滤杯设计流派的多元性，有的设计为方便降低萃取率，有的则目标提高萃取率。 导致当我们思索个人的咖啡冲煮架构时，也还要考虑到设备端的限制与方便门，才能够真正无往不利的追高，或是降低我们想要的萃取率。
一切，以喝到为准，不要迷信于固定的数字与定律，是当代标杆萃取率时的新视角。共勉之!
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