想做好咖啡，要先从化学和物理开始！

咖啡与其他饮品的不同之处在于，咖啡师的现场制作在咖啡的品质当中扮演着重要角色。 相比之下，红酒和精酿啤酒在到达调酒师手中前就已经是成品，他们只需要控制饮品的温度。

为什么咖啡师在咖啡厅做的咖啡味道就是和我们在家里做的不一样呢？

一方面是多年的艰苦训练，另一方面是他们掌控咖啡冲泡化学和物理原理的能力。 身为一名材料化学家，我经常会从化学和物理学的角度去分析和探索咖啡的冲泡过程，其中所包含的变量，包括温度、水质、咖啡粉颗粒大小均匀程度、水粉比例、时间和生豆质量都会影响一杯咖啡的品质，只有精准操控以上变量，我们才能冲泡出品质稳定的咖啡。

关于咖啡的浓度

除了心理和环境因素之外，咖啡师冲泡咖啡的方法也是咖啡厅咖啡为何如此好喝的主要原因之一。

我们常在家中喝咖啡中的可溶物质（有机酸、美拉德反应产物、酯类和杂环化合物等）在咖啡中的占比通常为1.2-1.5%，意式浓缩咖啡则为8- 10%。 想要达到8-10%，我们只有意式浓缩咖啡这一种选择。

但得到1.2-1.5%，我们却有很多选择，例如手冲、土耳其咖啡、阿拉伯咖啡、爱乐压、法压、虹吸、自动滴滤等等，每一种都能做出非常美味的咖啡，而且相比意式浓缩咖啡，制作这些咖啡的成本更加低廉。 虽然意式浓缩咖啡机也能做出浓度较低的咖啡，即美式咖啡，但这其实使用意式浓缩咖啡兑水做出来的。

说实话，除了意式浓缩咖啡以外，无论是哪种咖啡，一杯咖啡的量都大同小异，但为什么味道都不尽相同呢？

当咖啡遇到水

冲泡低浓度咖啡的方法大致可分为两种：浸泡式和滴滤式。

从物理学的角度来讲，二者最主要的区别在于，浸泡式咖啡在冲泡时的温度更高。

咖啡萃取速度最慢的并不是咖啡粉颗粒表面的物质，而是水穿透颗粒，从颗粒内部萃取出来的物质，而这些内部物质萃取的速度快慢取决于温度。 温度更高，说明有更多颗粒内部的精华物质被萃取出来，但高温度同样会导致一些带有负面口味的物质被萃取出来。 精品咖啡协会（SCA）所指定的"风味轮"能够帮助我们分辨咖啡中的不同口味，从青涩/蔬菜、纸/泥土到棕糖/干果等。

手冲等滴滤式咖啡的冲泡过程更加复杂。 浸泡式咖啡的冲泡时间相对固定，而滴滤式咖啡的冲泡时间则要视咖啡粉颗粒大小（即研磨程度）而定，因为咖啡粉颗粒大小决定了流速。

此外，水粉比例也会影响冲泡时间。 例如，将咖啡粉研磨得更细，水流过粉床的速度越慢，这会使冲泡时间变得更长。 再例如，如果我们调整水粉比例，使用更少的咖啡粉，冲泡时间就会变得更短。 正是因此，滴滤咖啡的冲泡过程更加复杂，需要将多种因素通盘考虑在内。

其他需要控制的变量

即便你优化了冲泡方法，尽量模仿咖啡师的技巧，但你的咖啡仍会和咖啡厅的咖啡有一定差距，这主要是另外三种变量所限：水质、咖啡粉颗粒均匀度和新鲜度。

首先关于水质，咖啡本身是一种酸性饮料，因此冲泡咖啡的水的酸性极为重要。 钙离子和碳酸氢盐含量较低的水（即水质较软）通常会冲泡出酸度较高的咖啡，味道偏酸;碳酸氢盐含量较高的水（即水质较硬）则会做出带有滑石粉味道的咖啡，因为碳酸氢盐中和了咖啡中的大部分风味酸。

理想状况下我们应当用硬度适中的水冲泡咖啡。 或许你并不知道自己使用的自来水水质怎样，为了了解水质对咖啡品质的影响，你可以用依云等碳酸氢盐含量最高的瓶装水（通常为360mg/L）冲泡咖啡，然后品尝区别。

其次咖啡粉颗粒的均匀程度也很重要。 大部分咖啡爱好者都知道刀片磨豆机会产生大小随机的咖啡粉，其中有可能有极细的粉，同时有可能有未切碎的整粒咖啡豆。 相比之下，齿轮磨豆机则能够将咖啡研磨成大小相对均匀的颗粒。

关于研磨程度，业内说法不同。 有些人认为咖啡粉应当磨得越细越好，以尽可能增加咖啡粉与水的接触面积，从而尽可能多地萃取出咖啡中的风味。 还有人认为咖啡粉应当磨得越粗越好，以避免萃取出咖啡中的负面口味。 在我看来，咖啡粉是粗是细，完全视个人喜好而定。

最后咖啡的新鲜程度非常重要。 烘焙后的咖啡含有大量二氧化碳和其他被困在豆体结构内的易挥发物质。 随着时间的推移，其中的有机分子会以气态的形式逃离咖啡豆。 易挥发物质越少，咖啡的味道就越平淡。 大部分咖啡馆不会使用烘焙时间超过4周的咖啡，以最大程度保证咖啡的新鲜度。