咖啡萃取的进程适当杂乱。所以一直以来，安稳地萃取高质量的咖啡，更多的被认为是一门（搞不懂的）艺术，而不是（可以厘清的）科学。这种缺少可仿制性是开展可继续商业模式的一个重要瓶颈。
咖啡的萃取是“从种子到杯子”，面向消费集体的终究一步，对杯中出现咖啡质量的点评，既包含主观要素，也包含客观要素。主观要素是指顾客的个人感知，客观要素包含萃取的物理化学和咖啡的感官特性。
关于咖啡的萃取，许多学者做了许多的作业，企图从科学的视点解读这一巨大的课题。本篇阅览笔记根据一篇总述文章：
Córdoba,N. et al. Coffee extraction:A review of parameters and their influence on the physicochemical characteristics and flavour of coffee brews. Trends in Food Science & Technology (2020), https://doi.org/10.1016/j.tifs.2019.12.004.
1 萃取进程
咖啡的萃取率，物理化学和风味特征取决于许多的工艺变量。
咖啡的风味与咖啡生豆中的化学物质（前驱体）有关。这些物质在烘焙进程中转化为蒸发性和非蒸发性化合物。
许多化合物被萃取到咖啡中，其萃取率与萃取参数密切相关，包含粒径、萃取时刻、压力、温度、水质、粉水比和萃取办法。
咖啡萃取进程中的首要参数及其与咖啡的理化特性和风味特征的联络图：咖啡生豆，烘焙程度和首要工艺变量
1.1 萃取办法
萃取办法可以精确的通过萃取东西和影响终究风味的要害工艺参数进行分类。
咖啡的萃取办法可大致分为三大类：煎煮法、注入法和压力法。
1.2 萃取办法的研讨趋势
在咖啡萃取研讨的文献中，最多的是关于意式浓缩（压力法）和过滤法（注入法）的研讨。
关于意式浓缩咖啡的研讨，首要会集在不同的萃取参量，例如：温度，萃取时刻，烘焙度，压力，粉水比，水质和研磨度，这些参量对物理化学特性及芳香化合物构成的影响。
也有些一些研讨开端重视冷萃咖啡，由于萃取时刻和温度参量的独特性，冷萃咖啡一般具有典型的甜感和巧克力味。
2 咖啡萃取的物理化学特性
2.1 总固体物质和萃取率
总固体物质（Total solids）是咖啡中存在的物质，其总浓度一般被顾客感知为“强度”。
总溶解固体（Total dissolved solid, TDS）份额是指咖啡中溶解物质质量占咖啡总质量的份额。
萃取率（Extraction yield ，EY）是指萃取的咖啡溶质质量与运用的咖啡粉质量之比。
EY 和TDS 一般以百分比的方式来表明。
咖啡中固体的化学成分根据咖啡生豆质量、烘焙进程和萃取办法而改动。
2.2 PH值和总酸度
PH值的丈量量化了水溶液中氢离子的浓度。总可滴定酸度(总酸度)是对样品中所有酸性质子的丈量。总酸度和PH值已被大范围的运用在通过感知酸度来表征咖啡的特性。
虽然人们现已做了许多尽力来了解PH值、可滴定酸度和可感知酸度之间的联络，但仍然难到达一致。这是由于咖啡酸度的改动很小，最常用的酸度丈量办法无法检测到细小的改动。
关于酸度感知，酸和味蕾之间的相互效果还不彻底清楚。感知到的酸度或许与其他感官特点堆叠。而且一些环境要素也会影响到感知，例如温度会影响到酸的感知。
2.3 非蒸发性化合物
油脂对咖啡萃取风味中起着及其重要的效果，由于它们构成的乳状液保留了芳香化合物，而且它们改进了咖啡的质感。
多糖锁住香气，安稳泡沫，添加萃取物粘度。
绿原酸在咖啡中的含量很高(虽然具有热不安稳性)，它是咖啡作为功能性饮品的首要成分，具有抗氧化才能、抗炎效果、抗高压和抗骤变特性。
咖啡中的酸与涩味、苦味和酸度有关。咖啡酰奎宁酸和阿魏酰奎宁酸含量较高时，会带来不愉悦的风味。绿原酸是酚和邻苯二酚的前驱体，在烘焙进程中发生，在萃取造进程中会构成令人不快的气味。
含氮化合物中，咖啡因和葫芦巴碱对咖啡苦味的奉献占比分别为10-30%和1%。其他的含氮化合物，包含一些呋喃-2-基甲基苯二醇和三醇，也对咖啡的苦涩味有奉献。
2.4 蒸发性化合物
咖啡中的蒸发性化合物含量也取决于萃取进程。
关于蒸发性化合物的研讨中，报导最多的是吡嗪(pyrazines)、呋喃(furans)、醛(aldehydes)、酮(ketones)和吡咯(pyrroles)。
虽然这些化合物与人们所感知的咖啡风味没有直接联络，但人们发现，当浓度高于气味阈值时，它们会影响特定的气味。
报导的各种蒸发性化合物占比
3 萃取参数对风味质量的影响
3.1 萃取时刻
萃取时刻是影响萃取的要害要素。
不同物质的萃取功率不同，会在不同的阶段被萃取出来：萃取初期，糖，有机酸和咖啡因被高效萃取；通过较长时刻（或注入较多水量后），一些不易溶解的物质才被萃取出来。
萃取动力学，不只取决于化合物的溶解度和蒸发性，也取决于化合物的极性。
萃取时刻会影响到己醛和甲硫醇的浓度，己醛与青草味（green）相关，甲硫醇与卷心菜、奶酪、大蒜、硫磺味相关。
一些研讨结果
[浓缩咖啡]
● 开始的8秒, 超越70%的抗氧化剂（二咖啡酰奎宁酸在外）被萃取出来；
● 10秒内，95% 的蒸发性化合物（VOCs）被萃取出来。
[滴滤咖啡]
● 2分钟内，咖啡粉中敏捷开释可溶性物质，萃取率可达18-22%；
● 5分钟后，萃取出80%以上的可溶性物质。
[冷萃咖啡]
● 开始的180分钟，3-CGA（绿原酸）和咖啡因浓度敏捷升高；
● 挨近400分钟时，3-CGA和咖啡因浓度到达平衡。
3.2 水温
水温是萃取的驱动力。
高水温：水分子的动能更高，活动性添加，萃取出化合物的或许性更大，一起蒸发性有机物开释。
低水温：浓度、萃取率和总固体含量更低；利于高极性化合物的萃取；其他化合物的萃取需求更长的触摸时刻。
一些研讨结果
● 温度从88 添加到98℃，利于油脂的提取。
● 递加梯度温度(88-93℃)：添加了咖啡因、几种酸性化合物和绿原酸的提取，苦涩平衡，油脂色彩好，香气强度、浑厚度与风味有较好的平衡。
3.3 压力
流体中的压力场发生势能，转化为动能，使流体加快，将微米级固体颗粒或油滴打入杯内，很大程度上会改动咖啡的感官特性。
与低压/无压萃取比较：
芳香化合物不易蒸发，在杯中的含量更高。压力是构成泡沫和油脂的条件: 当施加压力时，咖啡粉中的二氧化碳被逼进入水中；溶解的二氧化碳被缓慢地开释；随后在顶部构成细密安稳的油脂。
介意式浓缩咖啡的萃取进程中，一般选用7-9bar的压力，92℃的水温，在这样的萃取条件下，几种生物活性物质（例如咖啡因，胡卢巴碱和烟酸）得到有用提取。在9bar的条件下萃取的咖啡，泡沫稠度和香气强度高。
虽然将萃取压力提升到11bar, 能添加粘性、浑厚度度和气味强度，可是顾客的承受度较低。
3.4 粉水比
粉水比是咖啡粉分量与冲泡用水分量之比。
不恰当的粉水比或许构成萃取缺乏，较弱的风味，或过萃的苦味。
当粉量过大时，潮湿进程中咖啡粉不能充沛胀大，而且粉层过密会影响渗流，使得固形物堆积。较低的渗透性，伴随着较高的萃取压力，较低的流速，更长的萃取时刻，或许会引起过萃。
3.5 研磨度
咖啡颗粒巨细决议了一些化合物的萃取率，确认了咖啡的终究风味。
3.6 水质
咖啡中的风味化合物以非质子、电荷中性物质、酸和共轭盐的方式存在。水中溶解的矿物质含量会影响这些有机分子的溶解和萃取。
水中Na+、Mg2+和Ca2+浓度不同，化合物的萃取速度不同。
关于浓缩咖啡的最新研讨结果表明，水中天然存在的碳酸氢根离子供给了额定的二氧化碳来历，可用于泡沫的构成。
核算化学的结果表明：
● 富Mg2+的水，利于咖啡成分的萃取；
● 关于浅烘的咖啡，要到达最佳的风味平衡，Ca2+和Mg2+都是有必要的。
3.7 物理和传输现象
研讨咖啡萃取进程的物理和传输现象，一般有两类模型：
● 多孔粉床的活动模型
● 特定化合物（一般是咖啡因）的传质模型
现有的模型并不能树立萃取参数与风味或感官特征之间的直接相关。
总结和展望
关于咖啡的萃取，有许多关于香气与蒸发性有机化合物联络的研讨。
还有研讨结果表明，一些非蒸发性化合物，如咖啡因、胡卢巴碱、绿原酸和黑色素，与咖啡的苦涩有关。
脂类和一些多糖与质构特性（浑厚度和余韵）有关。
咖啡的可滴定度和可感知的酸度之间，以及咖啡的化学成分和咖啡的甜度之间，都没有清晰的联络。
咖啡的萃取进程是一个非常杂乱的操作，由于一些变量对咖啡的化学成分和感官特征有直接影响。
虽然咖啡的萃取进程很杂乱，但对物理、流体力学和质量/热量传递现象的研讨,可认为萃取与影响咖啡感官特征的化学成分之间的联络供给有价值的见地。
进一步的研讨将结合新的东西和使用常识，用于开发可仿制、本钱效益高、质量高的咖啡饮品，最大极限地满意顾客需求，促进消费。
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