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水是萃取咖啡的重要元素，一杯沖煮好的咖啡（除espresso外），其中有百分之98以上的成分是水，所占的比例相當可觀(guān)。而我們日常沖煮咖啡所使用的水有許多種類(lèi)，舉凡如RO水、自來(lái)水、礦泉水、硬水、軟水...... 等等，琳瑯滿(mǎn)目。

??水不就是水嗎，為何會(huì )有這么多種類(lèi)？

??不同種類(lèi)的水會(huì )對咖啡萃取造成怎樣的影響呢？

??用純水煮咖啡不好嗎？

??水中有礦物質(zhì)好嗎？

??這其中有何科學(xué)上的理論呢？

??近年來(lái)在咖啡界越來(lái)越多的人開(kāi)始注重「水」這個(gè)問(wèn)題。 在此之前，唯一對咖啡用水有最完整論述的就是由美國精品咖啡協(xié)會(huì )SCAA所出版的《Water Quality》一書(shū)，它是咖啡界的經(jīng)典，但是其中在討論有關(guān)于水中礦物質(zhì)與沖煮的影響這部分，其參考文獻多來(lái)自上一世紀60至70年代Coffee BrewingCenter的出版品，爾后卻鮮少在文獻上有創(chuàng )新性的看法。 ??直到這兩年，有一個(gè)雙人組合經(jīng)由科學(xué)研究對水質(zhì)提出了新的發(fā)現，為咖啡界帶來(lái)震撼，在這次的專(zhuān)欄里就由小弟給各位介紹。

??在2014年，由英國B(niǎo)ath大學(xué)Centre for Sustainable Chemical Technologies的一位博班研究生Christopher Hendon和當地的一家咖啡館老板Maxwell Colonna－Dashwood 在Journal of Agriculturaland Food Chemistry發(fā)表了一篇研究陽(yáng)離子與咖啡萃取的文章，題目是《TheRole of Dissolved Cations in Coffee Extraction》，揭開(kāi)了探討理想沖煮咖啡用水的序幕。

??水中離子對風(fēng)味物質(zhì)萃取的影響

??在論文中，作者選定了三種水中常見(jiàn)的陽(yáng)離子：鈉離子、鈣離子以及鎂離子，并且著(zhù)手分析這些離子對于咖啡風(fēng)味物質(zhì)的萃取有何影響。 首先作者挑了七種化學(xué)物質(zhì)，包括有乳酸、蘋(píng)果酸、檸檬酸、奎寧酸、綠原酸、咖啡因以及丁香酚，用來(lái)代表咖啡的風(fēng)味。 其中乳酸以及蘋(píng)果酸代表酸感﹙sour﹚，檸檬酸代表甜感﹙sweet﹚，奎寧酸以及綠原酸則用來(lái)代表咖啡的刺激性﹙pungent﹚和不好的﹙unpalatable﹚的風(fēng)味，而丁香酚﹙eugenol，亦常見(jiàn)于咖啡威士忌和紅酒中﹚則代表令人愉悅的木質(zhì)風(fēng)味。 再以熱力學(xué)的方式去計算鈉、鈣、鎂離子還有水對于上述七種咖啡成分的相對結合能量﹙Relative Binding Energy﹚，藉以當作萃取時(shí)的指針。

??文中他們發(fā)現鈉離子與挑選的咖啡成分其相對結合能量和水相當，這意味著(zhù)鈉離子的存在并不會(huì )影響水與這些物質(zhì)的結合，甚至他們發(fā)現鈉離子對于咖啡因和丁香酸的結合似乎比水還弱些。 因此，作者認為目前市面上常見(jiàn)的以鈉離子交換鈣離子的樹(shù)脂，其功能頂多是降低水垢的產(chǎn)生，對風(fēng)味的萃取取并沒(méi)有多大的幫助，甚至離子交換后帶有豐富鈉離子的水會(huì )影響某些風(fēng)味的萃取﹙如咖啡因和丁香酚﹚。 至于二價(jià)的金屬離子﹙即鈣離子和鎂離子﹚與挑選的咖啡風(fēng)味成分的結合能力就比鈉離子要好，也比水來(lái)的佳。 這表示當水中有此二種礦物質(zhì)存在時(shí)，咖啡風(fēng)味成分會(huì )傾向與它們結合，進(jìn)而增加萃取。

??離子特性?xún)?yōu)缺分析

??若再進(jìn)一步比較，則鎂離子的結合力又比鈣離子來(lái)的好一些。 值得注意的是，這些二價(jià)陽(yáng)離子可以增加咖啡萃取是全面性的，其中也包括了不討喜的風(fēng)味﹙如文中選定的綠原酸和奎寧酸﹚，和有淺在藥性的物質(zhì)﹙如綠原酸有抗氧化的效應和咖啡因有刺激神經(jīng)和腸胃系統的作用﹚，所以在選用上也有著(zhù)健康方面的考慮，可能需要稍微注意。

??雖說(shuō)鈣和鎂都有著(zhù)不錯的萃取能力，但是水中存在過(guò)量的鈣離子往往會(huì )與水中碳酸氫根結合而造成水垢﹙Scale﹚的問(wèn)題，對熱水設備造成影響，因此若能使用鎂離子似乎是一個(gè)比較好的選擇。 文中也談到，像是在沖煮速溶咖啡上，為了要達到最高的溶解以及萃取，使用含有鎂離子的水是比較理想的選擇；若是沖煮淺烘焙的咖啡，則鈣離子和鎂離子的能力相當。 此論文發(fā)表后，隨即引發(fā)大家對鎂離子的好奇，并且開(kāi)始追求在水中增加鎂離子的方法，進(jìn)而有業(yè)者開(kāi)始引進(jìn)鎂離子濾心或是交換樹(shù)脂，提供玩家嘗試。

??深度解析咖啡與水

??繼2014年的論文發(fā)表后，他倆又乘勝追擊，在2015年底出版了一本專(zhuān)門(mén)探討咖啡與水的專(zhuān)書(shū)，書(shū)名是《Water for Coffee》。 此書(shū)以之前的發(fā)表為基礎，并把論文中沒(méi)有進(jìn)討論的緩沖系統也一并做詳細的說(shuō)明，內容相當充實(shí)完整，為咖啡界提供了一本很好的參考指針。 以下為大家簡(jiǎn)述內容綱要。

??本書(shū)可以分成三大部分，第一部分屬于科普知識，作者從盤(pán)古開(kāi)天辟地的宇宙的誕生以及物質(zhì)的元素周期表開(kāi)始講起，并介紹一些常用的化學(xué)名詞以及其科學(xué)單位，以供后續討論用。 之后便開(kāi)始討論水的液、汽、固態(tài)三相與溫度壓力之間的關(guān)系、熱力學(xué)的四大定律等有關(guān)水的物理特性；以及談到水的化學(xué)組成以及其結構，何謂極性和非極性，氫鍵的產(chǎn)生以及水與極性分子、非極性分子之間的關(guān)系；還有以熱力學(xué)的角度去看待物質(zhì)的溶解，告訴讀著(zhù)物質(zhì)溶于水的科學(xué)理論根據。 再來(lái)便談到了水的解離常數與pH值，酸與堿的定義、共軛堿與緩沖溶液以及水的碳酸鹽硬度﹙Carbonate Hardness，KH﹚的介紹、還有總硬度﹙General Hardness，GH﹚概念。