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導言水質(zhì)，包含總硬度、堿硬度、pH值、水源等主要因素。一般咖啡萃取所指的“水質(zhì)”，大多指代“總硬度”。本文將用盡可能簡單的陳述解釋相關(guān)用詞，并總結(jié)出一套極簡但科學的邏輯方法，來理解水硬度對咖啡的影響。
1萃取≠溶解 萃取的實質(zhì)是指A物質(zhì)中的離子，從B物質(zhì)中置換出B的離子進入A。咖啡圈常說的“萃取”在很長一段時間內(nèi)，僅指代物理“溶解”，并未考慮化學上的“萃取”概念。也就是說，只考慮了飽和度。2飽和度 指水溶性物質(zhì)在特定溫度下溶解于水的最大值，一般以重量記。任何水溶性物質(zhì)的飽和度都不是恒定的，會隨溫度變化、壓力變化而變化，比如濃縮。假設(shè)同樣一支豆在濃縮和滴濾兩次制作中都完美萃取，濃縮的極高濃度取決于其各水溶性物質(zhì)相比滴濾有著高得多的飽和度，因為在手柄中的高壓；而濃縮液體進入常壓中的杯子時，一部分過飽和的物質(zhì)會析出結(jié)晶，一部分未來得及結(jié)晶，故會出現(xiàn)不同于滴濾的厚重感、顆粒感、絲滑感或其他觸感明顯的口感觸覺。
3水的總硬度 指水中鈣、鎂、碳酸鹽、氯化物和其他鹽類的總濃度，加熱后碳酸鹽類分解沉淀，就不再計入總硬度。咖啡圈常用的水硬度計量單位同美國，即ppm，指每升水中含有1毫克碳酸鈣就為1ppm。一般咖啡用水硬度在100-140ppm，略高或略低也可以，根據(jù)咖啡本身及沖煮方案而定，沒有標準硬度值。4總硬度的萃取能力 理論上，水的硬度越高，萃取能力越強，越容易萃取咖啡——而非越難，為什么？因為首先，這里只討論硬度，即水中的鈣離子、鎂離子、氯化物等，不討論“飽和度”；其次，萃取的化學屬性為“置換”，水硬度越高，含有各類離子就越多，置換能力就越強，故萃取能力就越強，所以越容易萃取咖啡。比如相同條件下，100ppm的水萃取咖啡，就比0ppm萃取的萃取率更高。那為什么高硬度的水反而無法有效萃取咖啡，萃取率反而降低呢？
5磁鐵速記法 我們把上述“萃取能力”及“飽和度”合并思考，并把所有計量單位記為“磁鐵”。1ppm的硬度就相當于水中有1塊磁鐵；假設(shè)一份水對于A咖啡中所有水溶性物質(zhì)及各類水硬度離子的總飽和度為400，即400塊磁鐵；假設(shè)0ppm的純水本身能溶解100磁鐵的A咖啡；1ppm硬度的水就能從A咖啡中多吸出另1磁鐵的物質(zhì)，加起來就是102磁鐵；那么100ppm的水就能萃取100（0ppm水能溶解的A）+100（100ppm的離子吸出的A）=200磁鐵的A咖啡+自身硬度100ppm，就是300磁鐵，萃取能力就是100磁鐵；150ppm的水就能萃取250磁鐵的A咖啡（100+150）+自身硬度150ppm，就是400磁鐵，萃取能力就是150磁鐵，強于100ppm；而當硬度到達200ppm時，萃取能力是多少？0ppm的水自身能溶解100磁鐵，200ppm理論上能置換200磁鐵出來，但總飽和度只有400磁鐵，400-100-200=100，雖然硬度高于150ppm，但萃取能力僅為100磁鐵；同理，250ppm的水，萃取A的萃取能力僅為50ppm。
后記真實情況會比僅有兩個變量的圖表復雜得多得多，這套磁鐵邏輯法目的是幫助理解水硬度對萃取能力乃至最終結(jié)果“萃取率”的影響成因，以及矯正對于硬度的曲解或誤解，將原本可能敘述矛盾的概念進可能梳理清晰客觀。水的萃取能力對咖啡風味的影響，是導向性的，意思是硬度的高低、萃取能力的強弱，只決定風味出現(xiàn)的范圍及可能性，而并非萃取能力最強就是最好，比如深烘的豆子，用超強萃取力且在飽和度范圍內(nèi)的的水去沖煮，分分鐘過萃。另外，不同離子置換出的物質(zhì)影響也不盡相同，鎂離子有助于提升更好的酸質(zhì)、鈣離子有助于平衡性和風味等。
PS：理論參考《Water for Coffee》、百度。
