自传入中国以来，咖啡从一种奢侈饮料逐渐成为人们生活中的普通饮料。现代年轻人“月亮不睡我也不睡”的生活状态，让咖啡等提神饮料成为他们的“快乐源泉”。大家不仅会去店里买咖啡，有可能的话也会选择在家冲咖啡，但是“冲咖啡”和“冲一杯好咖啡”是两个不同的概念。怎样才能做出好咖啡？

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没想到，咖啡萃取也有配方！

咖啡的口感与咖啡的品种、产地、焙炒程度、冲泡方法、水质、水温、研磨程度、用量、挤压程度有关。

咖啡的提取是制作咖啡最重点的环节，是获得好咖啡的关键步骤。

萃取是一种单元操作，通过利用系统中的组分在溶剂中的不同溶解度来分离混合物。简单来说就是用水冲咖啡时，将咖啡粉中的可溶性物质带走的过程。

提取后，我们喝的咖啡是可溶物质和水的混合物。提取率(%)通常用来衡量提取的程度。计算公式为:

提取率(%) =提取的咖啡物质的质量÷最初添加的咖啡豆的质量。

比如用20克咖啡粉制作咖啡，最后烘干后称咖啡渣为17克，那么可溶成分为3克，咖啡的提取率为15%(3÷20=0.15)。

这时候可能有人会说，这个所谓的提取公式真的靠谱吗？这种配方下什么咖啡才好吃？

其实这个问题早就有答案了。20世纪50年代，美国咖啡酿造研究所证实最佳提取率在18-22%之间。

当提取率低于18%时，则认为是咖啡提取不充分，这个的咖啡口感会有酸味；

当萃取率超过22%时，就被认为是过度萃取，所以咖啡会有苦味和焦味。

可见，通过控制咖啡的萃取率，可以做出不同口味的咖啡。

那么我们如何控制咖啡的提取呢？

科学家们已经推导出一个程序模型来调整提取率，并帮助制作美味的咖啡。

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用数学模型制作美味咖啡

一个由数学家、化学家、材料科学家和咖啡师组成的研究团队构建了一个数学模型来模拟真实的咖啡冲泡条件。他们制作了一个特殊型号的咖啡研磨装置，里面装有成千上万的咖啡颗粒和冲泡咖啡的水。由于咖啡颗粒数量众多，排列复杂，研究人员通过数学运算将模拟方程重复了数百万次，并在此过程中不断注水，以模拟真实的咖啡冲泡条件。数学模型用来预测最终有多少固体咖啡会溶解在水中，也就是咖啡的提取率。

意式咖啡篮几何形状示意图。图片来源:参考文献1通过求解一系列方程，发现构建的模型能够准确预测现实生活中咖啡的提取率。他们想象，当咖啡粒足够大时，水就会快速流过咖啡粒；咖啡磨得越细，颗粒越小的比表面积会越大，比表面积越大意味着与水的接触面积越大，所以物质可以被快速提取出来。然而，事实上，当咖啡颗粒磨得太细时，与假设相反，太细的颗粒会堵塞水流的间隙，从而阻碍提取而不是帮助提取。咖啡师的目标不仅仅是做出美味的咖啡，还要反复做出美味的咖啡。因此，研究人员通过测量不同条件下咖啡萃取率的再现性来评价咖啡味道的再现性。数学模拟理论的结果表明，当咖啡质量较小时，水在浅咖啡床中流动较快；同时咖啡粗磨时形成的颗粒更均匀，提取的咖啡重现性更好。在构建的模拟方程中更容易预测咖啡的萃取率。由此可见，事与愿违，为了反复冲泡出美味的咖啡，咖啡师应该减少一次咖啡粉的用量，将咖啡磨得更粗一点。只有这个，才能得到高重现性的美味咖啡。然而，并不是每个人都喜欢同样的咖啡味道。研究人员还针对这种情况设计了一系列方案，其原理是将过度萃取和萃取不足的咖啡以不同比例混合，最终实现不同风味咖啡的制备。

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如何控制家里的提取度？

1.研磨程度

在一定程度上，咖啡磨得越细，表面积越大，意味着与水接触越好，更有利于提取，理论提取率也越高。

2.酿造水量

制作咖啡时，水将不断流经咖啡床，以完成提取。理论上，咖啡中水流越多，提取的成分越多，更有利于提取。

3.酿造水温

咖啡的提取需要吸收能量，最常见的能量来源就是水的热能。温度越高，萃取越快。建议咖啡的萃取温度控制在90-92℃之间。

4.冲泡咖啡时的压力也会影响咖啡的萃取率，压力越大有利于萃取程度越高。5.咖啡表面水的湍流湍流是指制作咖啡时，咖啡床中水的一种运动现象。当水流速度较大时，系统内会形成很多小旋涡，流线不清晰。湍流现象越多越大，提取程度越高。

看完这篇文章，你对咖啡的知识增加了，是不是觉得很奇怪？

如果你也是一个咖啡爱好者，试试用这92℃的“热”科学知识，在家做一杯美味的咖啡吧！