溫度影響萃取的科學(xué)解釋，看懂的都是學(xué)霸！

本文轉(zhuǎn)載自公眾號(hào)：Roast雜志運(yùn)營(yíng)為了解溫度對(duì)咖啡萃取的影響，我們逐步認(rèn)識(shí)一些相關(guān)知識(shí)。水的可溶性可以將一種物質(zhì)是否可以溶于水及其溶于水的速度理解為此種物質(zhì)的溶解度。不銹鋼不容易溶于水，但是在合適的時(shí)間及情況下是可以溶于水的。有些物質(zhì)則完全不溶于水。當(dāng)我們討論咖啡時(shí)，可溶性指咖啡中所含物質(zhì)溶入水的能力，這些物質(zhì)包括咖啡中存在的可溶性固性物，液體，氣體。水是個(gè)較好的溶劑（溶媒），水是極性分子且介電常數(shù)較高，可以很好的溶解其它極性分子，如食鹽（Na+,C1-離子組合）可以輕易的溶于水，但是在汽油或酒精等非極性溶劑中難以溶解。準(zhǔn)確的了解物質(zhì)的可溶性我們要考慮3個(gè)要素：溶液（solution)溫度.溶劑（solvent),溶質(zhì)（solute),如果組成溶液的物質(zhì)有不同的狀態(tài)，通常將液態(tài)物質(zhì)稱為溶劑，氣態(tài)或固體物質(zhì)稱為溶質(zhì)。如果都是液態(tài)，則把含量多的一種稱為溶劑，含量少的稱為溶質(zhì)。不同物質(zhì)根據(jù)其特質(zhì)在不同溫度下有不同的溶解速度。一些溶質(zhì)除非到達(dá)最高溫度否則不會(huì)溶解，其它一些溶質(zhì)在低溫情況下卻可以迅速溶解。溶解的速度表明當(dāng)物質(zhì)接觸溶液時(shí)開(kāi)始的溶解過(guò)程（dissolving process)的快慢。咖啡的研磨度（細(xì)研磨），攪拌，加熱等因素多會(huì)加速溶解過(guò)程。沖煮咖啡的藝術(shù)就在于如何控制這個(gè)溶解過(guò)程。水的品質(zhì)是整個(gè)控制過(guò)程中重要的因素。水的極性一個(gè)水分子由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子構(gòu)成，氧原子通過(guò)分別與兩個(gè)氫原子各形成一對(duì)共用電子對(duì)的方式結(jié)合成穩(wěn)定的分子。但是由于共用電子對(duì)明顯靠近氫原子一側(cè)，導(dǎo)致氧原子附近形成負(fù)電荷中心，氫原子附近形成正電荷中心，這種現(xiàn)象稱為水分子的極性。分子的極性會(huì)影響溶質(zhì)的溶解性。有極性的物質(zhì)容易溶解到有極性的溶劑中，反之亦然。水的極性水的特殊性水有其特殊性，它的沸點(diǎn)（從液態(tài)到氣態(tài)100°）以及它的熔點(diǎn)(從固態(tài)到液態(tài)0°）都相對(duì)高。水的密度隨加熱升高，容量（volume)隨融化減少。這些特點(diǎn)由水分子之間的吸引造成，這個(gè)過(guò)程稱之為氫鍵結(jié)合。如之前所講，水分子由2個(gè)氫原子加一個(gè)氧原子組成。這是一種原子層面的結(jié)合。水分子也可以在分子層面結(jié)合。一個(gè)水分子中的氫原子能夠與附近另一個(gè)水分子中的氧原子發(fā)生正負(fù)電荷相吸現(xiàn)象，從而在附近水分子之間形成一種相互聯(lián)接的作用力，在化學(xué)上，將這一作用力稱之為氫鍵。根據(jù)元素周期律，同族元素的同系物，其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)隨分子量的增大而增高，因?yàn)榇嬖跉滏I，水分子間的作用力大大增強(qiáng)，可以設(shè)想如果水分子中沒(méi)有氫鍵，那么水的熔點(diǎn)會(huì)低于-85°，沸點(diǎn)會(huì)低于-60度。水的結(jié)構(gòu)性我們很少想到水也有結(jié)構(gòu)，自然界的水不是以單一水分子（H2O)的形式存在的，而是由若干水分子通過(guò)氫鍵作用而聚合在一起，形成水分子簇，俗稱「水分子團(tuán)」，又稱水團(tuán)簇、水簇。水分子簇是一種不連續(xù)的氫鍵結(jié)構(gòu)形成的水分子簇合物。大分子團(tuán)4-分子團(tuán)想得到小分子團(tuán)水，最省事的一個(gè)方法就是加熱。分子運(yùn)動(dòng)越快，越不利於氫鍵的形成，所以加熱之後可以將超分子打散，到了100℃時(shí)，液態(tài)水和氣態(tài)水準(zhǔn)衡，此時(shí)的水分子團(tuán)簇接近單分子，通常不超過(guò)4個(gè)分子。當(dāng)水被加熱時(shí)水分子團(tuán)的結(jié)構(gòu)減小，數(shù)量增多，有利于水合其它化學(xué)物質(zhì),這也是為何溫度對(duì)咖啡沖煮及萃取的重要性?！?— end — —更多咖啡干貨，點(diǎn)擊閱讀

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