过去我们在咖啡教学或展演中常看到的说法
是将咖啡风味用加减法来叠加
我想要多一点甜，我就多萃取一点甜
我想要多一点酸，我就多萃取一点酸
我想要少一点苦，我就少萃取一点苦
仿佛去饮料店选购，一分糖、三分糖、半糖、全糖
风味就这样加加减减叠加上去
但随着这些年实验室分析工具的持续改良
在科学上对于人类味觉/嗅觉的研究有着越来越多可能性
我们越来越了解，味觉/嗅觉并不是加减法
在一般人的直觉想像中
当我们要感知某一种风味，强化某种风味
就要找寻带有这种风味的一些化合物
如果我想要甜，糖是甜的，我想要多点甜，我就多加一点糖
但这只是复杂的味觉体系里的一小块拼图
让我们来谈谈其他部分
首先谈风味的遮蔽与修饰
如果你到外面连锁店、饭店喝到太苦的咖啡怎么办
很多人都知道，加一点点盐会让苦味减少或消失
James Hoffmann还调制准备了1:4(5g盐:20g水)的小滴瓶
要是碰到比较苦的咖啡，就滴3~5滴进去让苦味消失
而普遍共识的比例是
在1公升的咖啡当中加入0.3~0.5g的食盐
最能减少苦味增加甜味却不会让你觉得在喝盐水
常用的还有牛奶
人类饮用咖啡的历史上总少不了添加牛奶来降低苦味
此外，食品厂也好、药厂也好
也都在持续找寻可以遮蔽苦味的成分
但遮蔽苦味的物质可不只有外来的添加物
这边先从Ohio州立大学2019年的研究
Identification of flavor modulating compounds that
positively impact coffee quality
讲起
这篇研究说到了一个概念，叫做flavor modulator
姑且就把它翻作风味调节剂
这类型的物质或化合物，本身并没有特殊的味道
却能够造成整体风味的改变
在这篇研究当中，他们在咖啡中找到三种化合物
透过几位Q-grader的杯测评分
发现这几种存在咖啡中的化合物虽没有味道
却能显著提高杯测的分数
于是针对咖啡当中的成分，开始了更多这个方向的研究
在2021年的
Identification of Coffee Compounds that Suppress Bitterness of Brew
当中
找到三种本身就存在于咖啡中的化合物能遮蔽苦味
同样的，这些化合物本身没有特别的味道
但在测试中发现，在一杯咖啡当中
这些化合物的浓度越高，这杯咖啡的苦味就会变得相对轻微
而这些风味调节剂的存在
让我们开始反思过去对于咖啡风味的判断
一杯咖啡比较苦，究竟是因为他有特别多的苦味物质?
还是他有比较少的减轻苦味调节剂?
而到了2023年的研究
Identification of compounds that enhance bitterness of coffee brew
当中
则找到了五种存在于咖啡之中
在烘焙的过程中产生的，没有味道的化合物
即便本身没有味道，却能够增强咖啡的苦味
也就是咖啡的苦味并不是被带有苦味的物质所决定
整杯咖啡的苦味
可能是由
1. 苦味物质的浓度
2. 本身没有味道、但能减轻苦味的调节剂的浓度
3. 本身没有味道、但能强化苦味调节剂的浓度
三者共同来决定的
但光是这样，很可能不是味觉感知的全貌
很多人知道有一种吃了会让酸变成甜的果实叫做神秘果
一直到2011年，神秘果改变味道的机转才被确认
其实神秘果并不是把酸变成了甜
而是在酸性的环境下，神秘果中的成分会释放出强烈且压倒性的甜感
使得酸味被遮蔽
这种机转的存在使得风味调节剂的机制至少分为两种可能
假设一个化合物的功能是减轻苦味
1. 一种是在特定反应组合当中”直接”降低了苦味
2. 另一种是在特定情境下
产生大量的其他风味来夺走大脑的注意力
”间接”降低了苦味
要能搞清楚哪一种化合物做了哪些事情
风味调节剂究竟有哪些变化的机转
科学还有长远的路要走
若暂时不谈单一的成分，光讲咖啡本身
事情也不会简单到哪去
在丹麦Aarhus大学2020年的研究
Chemosensory Sensitivity after Coffee Consumption Is Not Static:
Short-Term Effects on Gustatory and Olfactory Sensitivity
当中发现
当你喝了一口咖啡，你的味蕾就会被改变
喝了咖啡之后，短时间内
人类对于甜味与咸味的感受会上升，对于苦味的感受会下降
所以你喝了一口咖啡，会觉得随餐的糕点或巧克力变得更甜
如果你随后喝了口牛奶，也会发现牛奶变得甜美
虽然我不知道是否能如此解释
但就我所知，很多人会发现
每天早上的第二口咖啡，总是比第一口更加好喝
也许正是因为第一口咖啡已经改变重设了人类的味觉
接着来谈谈香气
之前有人聊到，怎么去萃花香，怎么去强化花香
但谈到香气，就会发现浓度这家伙是个大魔王
举两个在食品加工业或是化妆品产业常见的花香类化合物作为例子
一个是大马士革酮Damascenone
另外一个是吲哚Indole
大马士革酮在之前的推文里有提过
这个成分不仅经常用来调制玫瑰风味的香水
也会出现在某些咖啡当中
但是含有大马士革酮，不代表就能闻到玫瑰香
当它的浓度高于人类感知的阈值
我们首先能闻到玫瑰香气
随着浓度增高，花香会逐渐消失，而让人感受到草莓风味
当浓度继续提高，花香果香都会消失，而只能感受到烟燻或辛辣的烟草风味
吲哚也是一个会出现咖啡当中的有趣成份
在调香的业界，吲哚常用来添加到香水香精当中
产生茉莉花、橙花之类的白花香气
如果增加吲哚的浓度，白花香也会渐渐消失，逐渐转变为粪味
对这类气味比较敏感的人，靠近星星茉莉的花朵，就能闻到强烈的臭味
例如像是孕妇，据说是因为必须保护胎儿远离粪便的污染
所以在孕期当中对于吲哚的气味变得非常厌恶非常敏感
这几年在咖啡界有一定名气的瑞士科学家Samo Smrke
之前也研究过咖啡当中的花香
在研究中，他发现花香是非常容易受到主观影响的风味
可能是因为每个人的嗅觉阈值差异
专家们对于同一杯咖啡当中的花香强度会有相当不同的感受
同时与果香不同，果香很容易被处理法所强化
但在他所采用的geisha样本当中
较重的处理法反而不如水洗能够凸显花香
从这些资料可以发现
许多常见的花香很容易受到浓度改变所影响
当我们调整手法
发现原本的花香变得更强烈、更明显
很难说是因为萃取较多的花香成份，或是较少的花香成份所导致
若是花香不见了
究竟是萃取太少，又或是萃取太多
到目前为止这些也没有定论
在同一杯咖啡中能闻到比较强花香的人
可能只因为花香成份的浓度刚好落在这个人的最佳阈值区间
多一点、少一点，感受又会不同
而化合物浓度这个大魔王影响到的不仅仅是香气
在另一篇Ohio州立大学2023年的研究当中
Characterization of the impact of chlorogenic acids on tactile perception in
coffee through an inverse effect on mouthcoating sensation
他们针对饮用咖啡之后
口腔内部被咖啡包覆的触感进行研究
研究中发现两种绿原酸相关的化合物跟口腔的包覆感有关
然而，与直觉相反的是
这两种化合物的浓度越高，感受到的包覆感反而越低
由于包覆感是形成传统咖啡评测当中body的重要元素
直觉上萃取率高、浓度高的咖啡，body应该会更加厚重
但是直接分析这些化合物却出现意料之外的结果
而这些研究复杂的地方在于
他们都无法给予咖啡风味一个确定的理论
在这些研究所标定的有限种类之外
仍然有着成千上万种其他化合物会一同进行连锁反应
会来影响、减缓、强化特定的风味感知
远远超过酸甜苦顺序加加减减能够解释的范畴
在谈了这些近年的研究之后
我们再回头重新想想那些跟”分段萃取”有关的理论
有的人宣称要在某段萃取当中，确立某种风味
有的人宣称要在某段萃取当中，强化某些风味
如果萃取是种加减法
1+1=2
那也许是可行的
然而萃取并不是加减法
神秘果没有甜，但碰到酸质就会出甜
而咖啡分段中没有甜，混合起来有没有可能出甜?
(事实上咖啡中几乎没有单独尝起来是甜的常见食用糖类)
分段中没有苦，混合起来会不会变苦?
浓度高的段落被浓度低的段落稀释以后
风味还在吗?还是被强化、减弱、转化?
由于人类的味觉系统过于复杂
每一段添加进来的浓度改变
都会对风味造成极其复杂不可知的影响
而想要在某一个阶段强化酸
不仅仅要强化本身就是酸味的物质的溶解速度
还要去封印会减缓酸味的物质
同时要将其他阶段释出其他风味的物质锁定在一定的阈值之下
才能够在这个阶段真正把酸味凸显出来
如果能靠水柱技巧做到这个程度
恐怕那已经是分子操作、时间操作等级的咒术了
不管从理论上或实务上来说
分段解析、分段预测实在是没有意义，也没有必要
即使要很久以后才能真正理解这些化合物的作用
现在的我们仍然能靠味觉
借由品尝最终的混和液
直接得到真正的风味
来作为调节萃取的参考基准
最后来谈一下酸甜苦顺序这个咖啡萃取的迷思
很多展演、教学、课程、文章都写着
咖啡萃取的前段是酸、中段是甜、后段是苦
最原始的概念来自于萃取率与金杯理论
根据最佳风味的萃取率区间
一杯萃取出来的咖啡被分为
萃取不足 under-extraction
适当萃取率
过度萃取 over-extraction
根据传统的金杯理论与许多实务上的经验
萃取不足的咖啡可能落在15%~16%甚至更低的萃取率
适当萃取率的咖啡落在18~22%之间
过度萃取的咖啡萃取率会在22%以上
当然现在的萃取技术已经打破这些区间的门槛
当初发展这些概念时
发现各个区间的咖啡有其风味上的特色
萃取不足的咖啡多半有着强烈难以忍受的尖酸
适当萃取的咖啡能展现适当的平衡与甘甜
过度萃取的咖啡则会让压倒性的苦味掩盖其他的风味
到目前为止都还说得通
但在许多展演、课程、教学当中不断超译、演化这些基本概念
开始说酸性物质溶解最快，苦味物质溶解最慢
甚至开始说苦味物质一开始溶解得很慢
随着萃取进行则会加速溶解
甚至出现一堆这种版本的图
https://imgur.com/gKvK3Cb
在图中可以明显看到苦味物质的萃取速度随着时间加速了
这些概念，渐渐变成越来越离谱的错误
咖啡萃取的根本，就是扩散
化合物一开始群聚在咖啡豆的细胞壁当中
随着萃取过程，逐渐扩散到外头的热水里
决定扩散速度的一个要素叫做浓度梯度
咖啡内部的物质浓度越高，跟外界热水的浓度差异越大
浓度梯度也就越大
扩散速度也越快
目前已知咖啡中带有苦味的化合物包含咖啡因在内大约有三十几种
在萃取的一开头，这些化合物满满地塞在细胞壁中
一碰到热水就会释出
随着时间过去
这三十几种化合物当中无论哪一种，数量都会减少
内部的浓度也就因此降低
浓度梯度减小，扩散速度变慢，萃取速度也就跟着下降
是的，带有苦味的化合物
随着时间过去，萃取的速度只会越来越慢
跟酸味物质也好，其他有味道无味道的化合物都一样
萃取速率只会随着时间越来越慢(因为可以萃的东西越来越少)
咖啡当中所有的化合物都遵循一样的扩散法则
也就是如果把萃取的咖啡液依照时序分成三份、五份
无论分成几份，第一份的各种苦味物质浓度总是最高的
并没有到第几段才开始萃取苦味这回事
有喝过尾段的人都知道，比起"苦味”
尾段更常出现谷物、木质、茶感、涩感
本质上是风味欠缺，而不是苦味强烈
那为什么会有过萃会苦这回事?
如果看到萃取率高、萃取时间拉长而产生苦味
就认为是后面才有苦味物质跑出来
加上苦味物质一定溶解得很慢
这样想很直观，很简单
却未必符合事实
从前面的那些研究可以知道
苦味并不是单纯由本身带有苦味的物质所决定
而是由多种类型的化合物综合而成的结果
不仅一个苦味化合物要让味觉受器感知，需要超过该化合物的阈值
而一个与苦味相关的协同作用要影响味觉
也同样需要各种相关的化合物达到作用的阈值
而这些阈值又会受到酸味也好、咸味也好
各种其他风味的强度而改变
一杯咖啡萃取率拉高到会苦，是因为所有协同作用产生的结果
并不是到某个时间点后才有苦味物质加速溶解出来
同样的，萃取不足或平衡萃取的风味
也不会是特定一段萃取的产物
而是整体萃取总和化合物协同，配合浓度变化产生的结果
不是单纯谁溶解比较快的问题
来帮没有时间的人总结一下
1. 在咖啡中，一种风味的呈现，至少受到三大类的化合物影响
a. 本身带有这种风味的化合物
b. 不带有这种风味但能增强此种风味的化合物
c. 不带有这种风味而能遮蔽此种风味的化合物
2. 浓度对于风味的影响是反直觉的
有些化合物的相关风味与浓度成正比
有些化合物的相关风味与浓度成反比
3. 在萃取中，包含苦味成分，所有化合物的萃取速度都是由快转慢
4. 味觉不是加减法，而是一个交互作用的复杂协同系统
在直接品尝之前，无法用成份来预判结果
判断风味必须以最终成品为准
5. 特定风味变得强烈
未必代表相关物质的浓度增加
也不代表相关物质加速释出
反之，特定风味减弱
未必代表相关物质的浓度减少
写到这里，也没有什么结论
好像也不该下结论
相关的研究这几年发展得很快，每隔一阵子就会看到新的东西
咖啡萃取的理论也是一直在改变
如果真的要说什么是最重要的
就是风味本身
继续喝，继续看，也许新的想法就会出现吧