研磨零下79度——最苛刻、最完美的咖啡研磨温度！

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• 为什么粗研磨的咖啡粉适合滴滤式-咖啡粉常见研磨粗细图
• 今年 2017 4月 23 日，美国西雅图的咖啡大师赛赛场上，出现了一个意料之外的冠军，来自北卡罗来纳的 Kyle Ramage 先生，从全美国 36 个最厉害的咖啡师中脱颖而出。他并没有担任咖啡馆的烘豆师或吧台手，他所服务的公司是磨豆机品牌 Mahlkonig 美国分公司，前一年，Kyle 也参加了比赛，但在地区选拔赛时搞砸了义式浓缩项目，连全国赛都没进。
   
  在这次美国赛，Kyle 使用巴拿马瑰夏，同一支豆子日晒与蜜处理，但是所有人目光焦点不是他的瑰夏，而是他手上戴著的防冻手套，这副手套在场上特别怪异，但也绝对必要，因为他的咖啡豆在丢进 EK43 研磨之前，一直保持在摄氏零下79度 (-79°C)。
   
  为什么要把咖啡豆降到这么低的温度？Kyle 说：‘在冷冻的条件下，咖啡豆会变得很脆弱，尤其是冷冻到摄氏负50度以下，对研磨产生正面影响，可以研磨得更均匀、一致，因之创造出更甜、更美味的风味。’这个想法并非他凭空发明，而是来自三年前的跨国独立实验。
   
  事实上在过去三、四年间，精品咖啡界对影响萃取风味的研究，进入了一个全新的领域。
   
  在咖啡萃取中，影响风味的因素极多：冲煮的水温、义式冲煮中的压力或流速、萃取时间、咖啡与水中的化学成分的交互作用等等，这些因素极为复杂，传统对于风味高端研究与实验，咖啡师虽然拥有技术与品鉴能力，但多半插不上手，最尖端的研究通常只能在设备厂商里进行，不论是义式咖啡机、或是磨豆机制造商，他们拥有最先进精密的仪器，能够测量不同萃取设定下的细微变异。普通咖啡师手无寸铁，要独立完成严谨研究，至为困难。
   
  反映在比赛场上，引人瞩目的创新或是来自咖啡师的冲煮手法，或是来自特殊处理法或生豆品种。
   
  第一位打破这个状况的是澳大利亚的 Matt Perger，他在赢得世界冲煮大赛冠军 (2012) 时开始熟悉 EK43 的使用，2013 年以 EK43 的研磨优越性为主题赛完 WBC 后，陆续发布对于研磨的研究，三篇对 EK43 粉径分布与其他磨豆机的比较报告，不但把三十年的老机 EK43 推上磨豆机市场的顶峰，同时开风气之先，以独立咖啡师的身分，完成一个客观的科学性报告。
   
  当然我们不会不注意到，第二篇对于粉径分布的研究，是 Perger 于 2013 年10月到德国汉堡的 Mahlkonig 工厂，借用了“雷射衍射粉径分析仪”(laser diffraction particle size analysis)，测量研磨颗粒的粉径及其整体分布，才能完成的，精品咖啡界第一次看到漂亮的双峰粉径分布图，也是第一次知道设备厂商拥有这种精密仪器。
   
  紧接著 Matt Perger，英国、澳大利亚、美国的独立咖啡师与学者组成一个阵容庞大的实验团队，2014 年启动了对研磨更客观更深入的实验，参与的人包括英国伯斯化学家 Christopher H. Hendon，伯斯咖啡馆老板 Maxwell Colonna-Dashwood 与他的妻子 Lesley Colonna-Dashwood，墨尔本的 Matt Perger，以及美国洛杉矶南加州大学化学系、澳大利亚墨尔本大学物理系、伯斯大学化学系的多位学者。在这个实验中，实验所需要的熟豆则由 Has Bean Coffee 等三个烘焙坊提供。
   
  这个史无前例的跨国独立研究，奠定了 Kyle Ramage 在比赛中以低温磨豆的理论与实验基础。隔年 2015，这个研究以科学论文的形式发表在美国的《自然》(Nature) 期刊，标题是《咖啡豆的产地与温度对研磨熟豆的影响》(The effect of bean origin and temperature on grinding roasted coffee)。
   
  参与这项实验的人很多，但灵魂人物还是英国伯斯的 Maxwell 与 Christopher Hendon，他们两位在 2013、2014 年密集研究水的化学成分，并在 2015 年出版《咖啡之水》(Water for Coffee)。所不同的是，在水的研究里，他们处理的是化学，也就是水中微量的的化学成分与咖啡之间的互动变化，以及对于风味的影响，但是在研磨问题上，他们跟随 Perger 的脚步，处理的是物理学，研究研磨颗粒大小与分布到底受什么因素影响。
   
  他们假设有两组因素影响研磨，一是咖啡豆的产地、处理法与烘焙度；另一是咖啡豆研磨时的温度。
   
  选择这两组因素其实来自精品咖啡界默认或争论的假设，不同的咖啡豆，在研磨时的表现是不一样的，例如有人会认为烘焙浅，或是密度大的豆子，会产生较多的“细粉”；至于温度，有些设备商会认为加温会使得粉粒大小更均匀，例如 Mythos 磨豆机就持这项理论。但是这些咖啡界的常识 (并非共识) 以及不同立场的争论，究竟谁对谁错，不经严格的实验观察其实难以确认。
   
  为了了解第一组因素，也就是产地与处理法的影响，他们在实验里用了四支豆子，包括危地马拉的卡杜拉 (Caturra) 与波旁 (Bourbon)，萨尔瓦多的帕卡玛拉 (Pacamara)，坦桑尼亚的红波旁 (Red Bourbon)，以及埃塞俄比亚 Sasaba 的原生种，除了 Sasaba 是日晒处理法之外，另外三支都是水洗。烘焙的焙度也有不同，前三支是义式烘焙，Agtron 数值是 59 或 62，最后一支 Sasaba 是手冲烘焙，烘焙度是 68，比较浅。
   
  至于第二组因素，实验小组把烘焙好的咖啡熟豆放到四个非常不同的温度，然后测量对研磨效果的影响，这四个温度分别是室温下 20°C，以商用冰箱冷却至 -19°C，以干冰冷却至 -79°C，最后以液态氮将咖啡豆温度降至 -196°C。
   
  如何测量研磨的效果呢？跟随 Perger 的脚步，实验小组测量的也是“研磨颗粒的粉径分布”(Particle size distribution)，磨豆机仍然使用 Mahlkönig EK43，也再一次使用由英国实验室所提供的雷射衍射粉径分析仪。实验结果在 2014 年就得到了，但是写成论文发表，经过严格的出版规范与同侪评论，又花了一年的时间，当精品咖啡界从《自然》期刊上看到这篇实验结果时，很多人非常意外。
   
  结论其实很简单，第一组因素包括生豆产区、豆种、处理法，以及烘焙的烘焙度，对于研磨没有影响。仅仅因为不同的豆子就要调整磨豆机，或是认为什么样的豆子细粉比较多，都被这个实验推翻了，调整磨豆机必然来自其他的考虑。
   
  但是第二组温度因素却有极大的影响，由于咖啡是一种无特定形状的物质，当改变这种物质的温度时，有时会进入“玻璃化”(glass transition)的过程，从橡胶般柔软，突然变成坚硬像玻璃一般，某些物质会甚至会进入“碎片化”(shattering transition)，因此成为碎片状的微颗粒，这很可能就是咖啡在磨豆机中产生的状况。
   
  实验结果显示，豆子的温度越冷，粉径分布越集中，大小颗粒的差距越小，萃取越均匀 (-79°C 甚至比 -196°C 更集中)；而随著温度越低，颗粒越微细，萃取的表面积越大，萃取率越好。
   
  Christopher Hendon 在英国伯斯取得博士学位后，到了美国的麻省理工学院进行博士后研究，他与 Maxwell 进行的两项研究都展示在咖啡大赛里。今年美国赛的研磨，以及 2014 年英国选拔赛的水，Maxwell 以不同水冲煮的咖啡风味拿下英国冠军，接著在当年的 WBC 进入决赛。他花了前面好几分钟的时间就讲水，都没开始煮咖啡，所有的人都为他捏了一把冷汗，想说他到底是来上课的还是来比赛的。他最后的总分输了第一名的井崎英典一百多分，只拿到第 5，一场世纪惨败！
   
  Matt Perger 在 2013 那年参加世界咖啡大师赛 WBC，与 Ben Kaminsky 两人设计出一整套围绕著 EK43 不同的咖啡，为的是解释研磨与不同萃取率对风味的影响，最后以11 分只差屈居亚军。
   
  研磨的研究，在今年的美国选拔赛里让 Kyle Ramage 夺魁。他在赛后接受记者采访时说，“我不代表这个实验结果来参加比赛，谁来代表？”Kyle 在 Mahlkönig 工作，实验所用的磨豆机就是他们家的 EK43。是的，他不戴上那双手套，谁来戴呢？
   
  独立咖啡师所做的科学研究或实验，如果没有失败，如果真有成果、真的发现了什么，这个发现也是属于世界的，不会变成厂商的专利，变成一部新上市的机器里你看不到的神秘而昂贵的设计，而是所有爱好咖啡、爱好思辨的人可以重复实验、测试、辩论的公共材料。他们最伟大的应用，也就是在比赛场上了！
   
  这是为什么我们应该为所有在比赛中企图说明他们的科学发明或实验结果的选手，不论那个实验多么不严格、多么微不足道，而致上一种深深的敬意。
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