咖啡教父史考特．拉奧（Scott Rao）唯一認證推薦： 「這是咖啡沖煮史上，最重要且實用的科學貢獻！」 【特別收錄】史考特．拉奧推薦專序 　　現役天文物理學家費時兩年、蒐集千次沖煮大數據， 　　以物理科學角度，精準剖析研磨、攪動、滲濾、萃取等變因，如何影響咖啡表現。 　　本書作者強納森．蓋聶（Jonathan Gagné）是加拿大天文物理學家； 　　現為蒙特婁力拓天文館（Planetarium Rio Tinto Alcan）的研究員， 　　也是蒙特婁大學的副教授，專門研究褐矮星、系外行星和太陽附近的年輕恆星。 　　他對咖啡研究懷抱無比熱情，至今仍持續在個人部落格上， 　　撰寫各種關於咖啡沖煮技術的文章，並提出多種全新詮釋。 　　★咖啡沖煮是複雜驚人的黑魔法？物理學都有答案！ 　　咖啡沖煮有多大學問？套句強納森．蓋聶自己說的： 　　「咖啡沖煮複雜得驚人，我的預料常常失準；在我眼中，這一切好似黑魔法。」 　　為此，強納森本著學者精神持續嘗試， 　　儘管經常目睹相同現象存在矛盾解釋，但其中仍有科學性的物理邏輯可循。 　　當他在咖啡沖煮方面習得更多知識後，便漸漸意識到： 　　各種最受歡迎的工具與方法，幾乎都是在隨機探索之下發現的。例如： 　　►萃取率明明落在19～20%，咖啡煮出來還是好難喝？其實，要看「平均萃取量」才準！ 　　►計算平均萃取量，先搞懂滯水率；你知道嗎？V60濾杯的滯水率往往被低估！ 　　►一般起皺和側面打褶濾紙哪個厲害？選棕色還是漂白過的好？為什麼？ 　　►滲濾時的滲透率、滴率等，達西定律都能解釋；它能告訴你，哪款濾紙最適合你。 　　►手沖注水壺攪動咖啡漿會造成多少擾動？有最理想數據嗎？答案得從水力發電大壩找？ 　　►咖啡粉粒徑分布竟有應用程式可測？個人化沖煮用水怎麼調配？獨家收錄免費連結！ 　　►獨家實測7款濾杯，優勢劣勢報你知！猜猜天文學家最滿意的是哪一款？ 　　►首度曝光！6款熱門咖啡豆、2種常見處理法，風味輪終極測試結果大公開！ 　　★咖啡教父史考特．拉奧：「連我都得向他討教！」 　　本書為「對於咖啡沖煮有著完美主義」的強納森．蓋聶，費時兩年研究的心血結晶。 　　旨在以天文物理學的角度，理解並得以掌握滲濾咖啡的各種奧祕。 　　他在書裡所分享的每個觀點，皆來自於各種與沖煮過程相關的科學論文、 　　無數場實作驗證，以及他嚴密精確地操作、蒐集整理後的上千次沖煮大數據。 　　對於同樣熱愛沖煮、懷抱理想的咖啡痴人而言，此書絕對是最適合的專業指南。 　　強納森對於咖啡沖煮的研究與成果，就連世界級咖啡教父史考特．拉奧都忍不住驚嘆： 　　「我倆在一場咖啡研討會上相遇。最初是他不斷向我提問，但相識一年後， 　　他不再向我問問題了，而是反過來，我突然有了許多問題想向他討教。」 　　史考特．拉奧更盛讚： 　　「《天文學家的咖啡物理學》是咖啡沖煮史上最重要且最為實用的科學貢獻。 　　對每一位認真的咖啡師而言，這絕對是一本必讀書籍。」 　　天文物理阿宅╳專業咖啡沖煮，最強科研新品種初誕生！ 　　徹底顛覆既有認知，專業萃取不再神祕！ ◎咖啡教父史考特．拉奧唯一認證推薦：「這是咖啡沖煮史上，最重要且實用的科學貢獻！」 ◎首度以物理學角度，精準剖析研磨、滲濾、器具、攪動等變因，如何影響咖啡表現。 ◎物理零基礎、數學爛到爆也能讀懂！若看完滿頭問號沒關係，作者說絕對是他寫得不夠好！ 2020年外媒評鑑臺灣最佳咖啡館mojocoffee創辦兼主理人、咖啡講師／陳俞嘉Scott Pasuya 專業審訂 - Aura微光咖啡負責人、美國精品咖啡協會杯測師Q-Grader／余知奇 世界最佳咖啡館Simple Kaffa興波咖啡共同創辦人、2016世界咖啡師大賽冠軍／吳則霖 GABEE.創辦人、首屆世界咖啡大師比賽臺灣冠軍／林東源 9Bar Coffee主理人、咖啡師的咖啡師／陳秉超 維堤咖啡學苑執行長／楊明勳（Frank） 虎記商行／寧波東街小霸王 WCE世界咖啡杯測師大賽世界冠軍、WCE世界咖啡沖煮大賽臺灣冠軍＆世界第四／劉邦禹 《咖啡學》系列作者／韓懷宗 專業推薦（按姓名首字筆畫排序）

推薦序／咖啡沖煮史上最重要且實用的科學貢獻 審訂者的話／徹底顛覆，不再神祕 前言／物理阿宅出頭天 本書簡介 專有名詞 CHAPTER 1 萃取 1.1 平均萃取量 1.2 平流與擴散 1.3 粒徑 1.4 溫度 1.5 浸泡與滲濾 1.6 滯水率 1.7 計算萃取量 CHAPTER 2 水 2.1 水與溶解 2.2 總鹼度 2.3 總硬度 2.4 永久與暫時硬度 2.5 製作沖煮水的原料 2.6 如何取得純水 2.7 製作濃縮液 2.8 沖煮用水配方實例 2.9 創造新的沖煮水配方 2.10 測量沖煮水特性 CHAPTER 3 研磨 3.1 粒徑分布 3.2 斷裂力學 3.3 磨盤幾何 3.4 磨盤校準 3.5 轉速 3.6 磨損與過豆 3.7 咖啡豆性質 3.8 熱能管理 3.9 靜電與結塊 3.10 過篩 3.11 熟豆與磨盤 3.12 磨豆機殘粉 3.13 顆粒形狀 CHAPTER 4 滲濾 4.1 達西定律 4.2 總沖煮時間 4.3 預浸潤 4.4 細粉遷移 4.5 均勻水流 4.6 拍打與振動 CHAPTER 5 濾紙 5.1 咖啡粉層的自我過濾 5.2 流速 5.3 過濾作用 5.4 負荷容量與阻塞 5.5 濕強度 5.6 材質 CHAPTER 6手沖壺與攪動 6.1 茶壺效應 6.2 崩解長度 6.3 攪動 6.4 水流對咖啡漿的影響 6.5 絕熱 CHAPTER 7 濾杯 7.1 有效過濾表面 7.2 幾何 7.3 水流與水流繞道 7.4 隔熱 7.5 濾杯與下壺的密封狀態 7.6 各種濾杯實測 CHAPTER 8 新鮮度 8.1 二氧化碳 8.2 香氣 8.3 咖啡油脂 8.4 咖啡豆新鮮度的敵人 8.5 儲存方式 CHAPTER 9 烘焙、產地、品種與處理 9.1 研磨、水阻率與阻塞 9.2 有效可溶物質 9.3 風味呈現 CHAPTER 10 技術與實際應用 10.1 一致性 10.2 萃取均勻度 10.3 V60濾杯沖煮法之範例 10.4 Stagg X濾杯沖煮法之改良版 CHAPTER 11 器材與數據 11.1 粒徑應用程式 11.2 沖煮過程的重量紀錄 11.3 測量咖啡漿溫度 11.4 測量烘焙顏色 11.5 分析濾紙孔隙 附錄1 數學變數 附錄2 各式計算 參考資料

▍平均萃取量 　　咖啡沖煮最實用的概念之一，就是平均萃取量，代表萃取與溶解進入咖啡中的乾燥咖啡粉重量比例。咖啡豆中有很大比例的物質並不溶於水，例如微觀等級中組成咖啡細胞壁的纖維素（cellulose）就無法在水中溶解。因此，一般而言，在標準沖煮法（de Maria et al. 1994; Ellero and Navarini 2019）中，只有咖啡豆總量30～32%的物質能夠被真正萃取出來；也正是因為如此，咖啡平均萃取量有了最高值的上限。 　　為何稱之為「平均萃取量」，而非「萃取量／萃取率」（萃取量與萃取率同義，以下統稱萃取量）？因為每個咖啡細胞的萃取程度通常都不相同。杯中的咖啡很可能同時包含一些萃取不足及一些高度萃取的細胞可溶物，再加上萃取程度介於中間的可溶物；各種萃取程度的平均值即平均萃取量。平均萃取量的概念與濃度不同。一杯咖啡的濃度不僅僅取決於你從乾燥咖啡粉萃取出的物質量（也就是平均萃取量），也與稀釋時使用了多少水有關。 　　透過多次實驗與大眾感官數據的蒐集，咖啡沖煮研究中心與隨後的挪威咖啡協會（Norwegian Coffee Association），在咖啡沖煮控制表上劃分出一致的理想風味區間，似乎就是絕大多數咖啡飲者偏好的風味（Lingle 1996）。平均萃取量低於18%被視為萃取不足，並產生較不討喜的風味，例如青草與花生；而超過22%則是過度萃取，則會出現苦味與澀味（astringency）。自這些早期的研究發展之後，我們已更清楚知道理想平均萃取量會強烈地受到以下各種因素影響，例如烘焙（Rao 2014）、磨豆機的表現（Rao 2018）、沖煮方式、生豆品質以及個人主觀偏好等。各位請先記得，由於近期烘焙、種植與磨豆機等方面的品質都有所提升，典型的理想平均萃取量已經稍稍調升了一些。 　　雖然並未經過具統計意義的普查分析，但低於19%的平均萃取量如今已較不常被視為「理想偏好」，部分咖啡界具影響力的人士甚至表示，他們比較偏好平均萃取量高於22%的咖啡。只有在極少數的情況下，我個人會偏好沖煮出平均萃取量高於23.5%的咖啡；即使選用高品質的磨豆機，生豆與烘焙狀態依舊扮演影響平均萃取量理想區間相當重要的角色。有趣的是，平均萃取量的偏好往往並非線性，例如拉奧（2016）曾表示，平均萃取量在15%附近似乎有一塊理想偏好區間；接下來是大多數人不太喜歡的15～18%，然後還有另一群人偏好18%以上。 平均萃取量之所以如此實用，主要是因為它對於咖啡風味特徵的影響很大。為何會如此？大家首先要知道，咖啡細胞內含有大量獨特的化合物，這些性質各異的物質共同構建了咖啡風味的感官體驗。然而，它們並不會以相同的速率被萃取出來。有的化合物很快就被萃取；有的則相當緩慢，因此，一杯平均萃取量超過28%的咖啡，裡頭將含有幾乎所有咖啡豆中的可溶物質。不過，一般來說，什麼物質都有並不是好事，因為某些較慢萃取出的物質嘗起來會硬澀、苦與／或帶金屬味，並使舌頭出現一種澀感。相對於此當咖啡的平均萃取量落在大約15%，則會摒除許多有趣的化合物，甜感與複雜度也較低。 ▍滯水率 　　要計算一杯咖啡的平均萃取量，就必須先了解究竟何謂滯水率（liquid retained ratio, LRR），這點相當重要。就直覺而言，人們會覺得沖煮結束之後，咖啡粉層的重量應該會稍稍減輕，因為會有一部分物質已被萃取進入咖啡中。不過，沖煮後的咖啡粉層重量，會受到另一個更重要的因素影響：咖啡粉會留著頗為可觀的水量—通常會是乾燥咖啡粉重的兩倍。一部分源自完整咖啡細胞吸收的一些水分，另外還有許多水分因為表面張力（surface tension）而困在咖啡粉顆粒之間。 　　表面張力的現象，源自於水會傾向於讓暴露於空氣的表面積最小化；表面張力也是水滴形成的原因。大家應該都看過水滴困在細管或滴管的小空間，除非壓力差大到足以提供逃脫的力道。咖啡粉顆粒間的狹小空間就類似滴管：若缺乏迫使水分被擠出來的力量，就會有部分水分始終困於其中。 　　滯水率的定義通常是：殘餘在咖啡粉層的水分總重量，除以沖煮前乾燥咖啡粉的重量。一般以V60濾杯製作的咖啡（水粉比例1：17的咖啡之滯水率約為2.2），若以第一道計算滯水率近似值的方程式來看，被低估的滯水率幅度可能高達10%。 ▍水流對咖啡漿的影響 　　研究水流如何影響「一池」（a pool）靜態水（即咖啡漿），對於了解該如何控制攪動相當重要。該對咖啡漿投注多少擾流的關鍵，就是水流在碰觸到咖啡漿表面時的形狀——尤其是它的不規則形狀。一道手沖壺注入的平順水流會幾乎不受干擾地直接穿入咖啡漿，並創造一道僅產生小小擾流並能直探深處的強力水流。 　　如此一來，水流注入的中心周圍，就會產生更多從咖啡粉層底部揚升至表面的水流，同時帶起部分咖啡粉顆粒，但不一定會造成顆粒分散。向下投注的水流動力可能甚至會在咖啡粉層鑽出一個洞，若是之後沒有以旋轉濾杯的方式沖散，就可能連帶產生問題。 　　科學家為增進水力發電大壩的安全與耐久，建立了水柱向下射流形成的空洞的詳細物理模型（e.g., Bollaert 2002; Bollaert and Schleiss 2003）。這類研究的部分結論頗為直觀，套用到咖啡沖煮的場合即為：較大型且較快速的水流會對咖啡漿受到的衝擊處，產生更多向下動力且鑽出更大的洞。不過，這些模型還包含了另一個較不直觀的關鍵：水柱衝擊水面時若夾帶了較多空氣，就會在抵達底部之前喪失較多動力，鑽出的空洞尺寸也會因此縮小（e.g., Duarte, Pinheiro, and Schleiss 2016）。這是因為被水流帶著向下的空氣泡泡之密度比較低，氣泡受到的向上浮力將減緩水流向下的速率。 　　向下流動的水與氣泡之間還將產生摩擦力，會在一段時間內帶著氣泡並抵抗浮力而向下移動；此作用力有效地減緩了水流且產生更多擾流，同時也縮減了水流抵達咖啡漿的深度。當水流持續向下深入，會逐漸因為氣泡與周遭靜止水的摩擦力而緩慢並消散，直到水流向下動力衰弱到能讓氣泡的浮力成功地使水流向上推送。因此，氣泡成功向下抵達咖啡漿的深度，就是我們創造的明顯擾流能抵達多深的視覺指標。擾流在咖啡沖煮場合時的稱呼就是攪動；攪動具備正向影響，因為它能以混亂的方式揚起咖啡粉顆粒，藉此有效地使顆粒彼此分開，並讓萃取度更為均勻。 　　擾流攪動也會在咖啡粉層鑽出空洞，但這類空洞通常較寬也較易改善，例如利用旋轉濾杯或讓水流注入處分散於咖啡漿表面。咖啡界已發展出許多種注水圖形；我認為只要注水範圍在粉層表面相對平均分布，且流速不會突然加快而造成水流破碎，那麼注水圖形的模樣，對於沖煮咖啡應不會有重要影響。因此，建議各位注水圖形越簡單越好，最好能做到「不假思索地平均地在咖啡粉層表面重複」。我個人偏好螺旋形或花形。 ▍V60濾杯沖煮法之範例 　　本節提供各位沖煮範例之一，也就是我個人平常以塑膠V60濾杯手沖咖啡的準備過程。儘管我不認為這是唯一能沖煮出好咖啡的方法，但可以是有需要之讀者的一個起點。 1.小心地沿著V60濾紙的接縫對摺，然後放在檯面或桌面好好徹底壓摺，以避免摺疊處不會讓濾紙從濾杯側壁翹起。 2.將乾燥濾紙放進濾杯，然後直接打開水龍頭倒入一些水，讓濾紙完全浸濕並黏附於濾杯壁上。等待水分流乾；切勿從上方倒掉。 3.研磨22公克的咖啡豆，顆粒大小約如同粗海鹽。當咖啡粉研磨完成之後，以一些熱水預熱濾杯，等待水分流乾，然後將咖啡粉倒進~濾杯。輕輕地由左至右晃動濾杯，讓咖啡粉層表面平坦，然後以手指在咖啡粉層中間挖出一個巢狀（見第四章）。將電子秤歸零。 4.注入大約70公克的水以進入泡發階段，從中間的巢狀開始注水，接著沿著咖啡粉層周圍讓整體均勻浸濕。當水流接觸乾燥咖啡粉時便立即啟動計時器。在此步驟中，我通常會以很低的注水高度（大概只在濾杯上方一點點），並快速注入（大約8～10公克／秒鐘）。馬上以畫圓的方式旋轉濾杯以帶動咖啡漿。濾紙會在此時捕捉部分細粉；咖啡粉層表面也會變得平坦。 5.45秒鐘之後（假設水流接觸乾燥咖啡粉層是第0秒鐘），開始進入第一次主要注水。理想注水速率與高度是根據手沖壺的鵝頸，以及咖啡豆與磨豆機產生多少細粉而定（見第六章）。我通常會在累積注入200～210公克的水（加上泡發階段的注水）之後停止注水。停止注水後，立即輕柔地旋轉咖啡漿，並使咖啡漿表面平坦。 6.等到水位降低至只比咖啡粉層高約1公分，接著開始第二次主要注水。注水速率與高度依舊類似，停止注水後同樣開始旋轉咖啡漿。 7.當水位高度與咖啡粉層表面一致時，記下你的沖煮時間。

作者：強納森．蓋聶(Jonathan Gagné) 譯者：魏嘉儀 其他：陳俞嘉／審訂 出版社：方言文化 書系：生活新知館 出版日期：2022-10-05 ISBN：9786267173114 城邦書號：A2070137 規格：平裝 / 全彩 / 368頁 / 17cm×23cm