SCA 金杯萃取標準在咖啡沖煮教學中的應用

王蕾蕾

（廣州番禺職業技術學院，廣東廣州 511483）

一、研究背景

精品咖啡近年在中國的發展越來越快，咖啡行業對擁有專業技術的咖啡師的需求越來越大。廣州番禺職業技術學院與廣州米吉咖啡聯合開展校企協同精準培養從“種子到杯子”，從“出品到出師”的咖啡技能人才。咖啡是自然界的一粒“種子”，需要“技術”（處理法、烘焙、沖煮技術等）做好一杯咖啡，保證“出品”；學生是未來的一粒“種子”，需要“培養”（素養、知識、技術等）做好一杯咖啡，學成“出師”。

科學數據與技術的結合是學生掌握咖啡沖煮技術的基本前提，在校企合作過程中，如何能更好地通過校內教學培養學生的咖啡沖煮技術，是提升高職院校咖啡教學質量的關鍵。一杯理想的精品手沖咖啡要具備酸、香、甜等豐富的層次變化和細膩的風味變化，才能體現出精品咖啡的精髓[1]。學生在學習技術的過程中時常感到困惑，咖啡好不好喝僅僅是主觀的感受和評價嗎？“咖啡文化與技藝”專業綜合實踐課圍繞教學過程中學生關心的“如何去主觀化評價一款沖煮出來的咖啡，有沒有客觀的評價標準來判斷咖啡的品質？”問題。在有限的課堂教學中，為了幫助學生掌握客觀評價咖啡品質的標準，讓學生通過客觀的沖煮數據去領悟、反思咖啡沖煮過程，進而精進咖啡沖煮技術，故將國際SCA金杯萃取標準引入課堂教學，幫助學生建立一套國際化、專業化的客觀評價標準，進而幫助學生進階咖啡沖煮技術。

二、SCA 金杯萃取標準

在手沖咖啡中，一定的萃取率及咖啡濃度決定了咖啡的味道，萃取率和濃度的標準非常重要，SCA金杯萃取標準可以給學生一個參考的基準。第二次世界大戰后，美國國家咖啡協會（National Coffee Association)在1952年聘請麻省理工學院化學博士厄內斯特·厄爾·洛克哈特設立咖啡沖泡學會（Coffee Brewing Institute，CBI)負責濾泡式咖啡的科學研究、推廣與出版工作，并協助中南美咖啡生產國向美國銷售咖啡。

洛克哈特博士團隊詳細分析咖啡豆結構與成分，發現咖啡熟豆能被萃取出來的水溶性滋味物只占熟豆重量的28%～30%，其余70%是無法溶解的纖維質。他是世界第一位將咖啡抽象的風味量化成數據的科學家。之后，洛克哈特博士對美國民眾隨機取樣，調查美國民眾對咖啡濃淡度的偏好，并形成數據。洛克哈特博士用電動滴濾式咖啡機沖煮同一產地的中度烘焙咖啡，以不同萃取率和不同濃度，請民眾試喝，并填寫自認為最好喝與最難喝咖啡的問卷，研究人員再從近萬份的調查樣本中歸納總結出美國民眾偏好的咖啡萃取率與濃淡度。初步研究結果發現，美國消費者偏好的咖啡萃取率區間在17.5%～21.2%，濃度區間在1.04%～1.39%，這就是最初的“金杯準則”。如圖1所示，X軸表示咖啡粉的萃取率，Y軸表示咖啡液的濃度，而斜線則表示粉水比（粉量/水量）。

圖1 SCA 金杯萃取標準

1964年咖啡沖泡研究中心（Coffee Brewing Center，CBC）協同美國軍方知名的中西部研究中心共同檢視最初版數據。幾經縝密辯證以及專家杯測后，將最初萃取率區間上調到18%～22%，濃度區間調整為1.15%～1.35%，美國精品咖啡協會（SCAA）采用此修正版并本沿用至今.現美國精品咖啡協會（SCAA）與歐洲精品咖啡協會（SCAE)，已合并為精品咖啡協會（SCA)。

SCA所定義的金杯萃取率是在18%～22%，即10g粉萃取1.8～2.2 g，而滴濾咖啡的TDS濃度為1.15%～1.35%，即萃取的18%～22%咖啡物質占整杯咖啡的比例是1.15%～1.35%。可以計算出來，為了達到這個濃度范圍，咖啡粉與注水量的比例就在1∶12～1∶15。在圖1中，金杯萃取的范圍就坐落在最中心的陰影部分，也稱理想區間。

在SCA金杯萃取標準中，萃取率是表示“萃取出的咖啡物質”占總咖啡豆重的比例，代表的是咖啡酸甜苦咸4種滋味“質”的優劣。研磨后的咖啡粉并不能完全溶于水中，真正能溶解于水中的化合物約占30%，在一般的咖啡沖煮中咖啡粉中18%～22%的物質會溶入水中。萃取率超過22%的時候，咖啡容易出現苦、咸的味道；萃取率低于18%則容易出現呆板的尖酸、青澀等味道。

萃取率的計算公式：萃取率（%）=萃取咖啡粉物質的質量（g）/ 咖啡粉質量（g)×100%。

濃度是表示一杯咖啡里“萃取出的咖啡物質”占總咖啡液體的比例，代表的是咖啡酸甜苦咸4種滋味“量”的強度。濃度低于1.15%的時候，咖啡的風味很淡，口感偏薄；濃度高于1.55%時候，會覺得咖啡滋味太重難以入口，有礙口之感。

濃度的計算公式：濃度（%）=萃出咖啡粉物質的質量（g）/ 咖啡液容量（ml)。

三、SCA 金杯萃取的應用

（一）教學實施策略

咖啡沖煮是一門科學，沖煮數據是科學實驗的基礎。咖啡沖煮技術的學習與提高需要深究、理解每一個沖煮參數的真正含義。SCA金杯萃取標準固然重要，但更重要的是在標準的基礎上去不斷實驗和探索，找到適合消費者味道偏好的金杯標準。

因此，在教學中我們采取啟發式教學，首先，通過開展咖啡沖煮實操活動，記錄咖啡豆質量、咖啡液質量等參數，學生參與品鑒，評選投票。其次，教師組織做實驗，利用TDS咖啡濃度測量儀測量出咖啡濃度數據，運用金杯萃取率的計算公式，計算出萃取率，繪制出金杯萃取圖。最后，用咖啡沖煮數據說話，再次驗證咖啡味道。教會學生會運用公式計算數據，掌握標準會調整影響參數，進而命中金杯萃取的理想區間，保證咖啡出品的品質。

圖2 教學實施策略

（二）教學實施過程

教師組織A、B、C三位同學進行沖煮咖啡展示，復習鞏固之前學的沖煮技術，同時，加入運用SCA咖啡金杯萃取標準的實操環節。讓學生借助TDS咖啡濃度測量儀測出濃度數據，按照金杯萃取的計算公式，進行計算，用數據檢測沖煮咖啡的品質。

課堂教學使用實訓室采購的埃塞俄比亞的耶加雪菲咖啡豆進行沖煮展示。

圖3 SCA 金杯萃取實驗設計

（三）SCA 金杯萃取標準應用

咖啡中所含的化學物質紛繁復雜，想要做到精確萃取保證咖啡的品質，對初學者來講有一定的困難。但如是果能夠從數據、公式的角度理解咖啡萃取的過程，調整影響咖啡品質的因素，那沖泡咖啡的過程會變得簡單。SCA金杯萃取標準及其計算公式是將主觀的咖啡味道和感受進行量化，用表格、數字的形式表現咖啡的味道。其作用主要包括：一是幫助咖啡師繪制符合客人或者自己味道偏好的金杯表格，找到顧客喜歡的咖啡萃取率和濃度；二是針對不同咖啡豆繪制不同表格，從而定制咖啡沖煮味道；三是幫助發現沖煮咖啡出問題了該怎么調節沖煮參數（例如，研磨度、水溫、水流等），也就是反向利用咖啡金杯萃取標準，將其作為精進咖啡沖煮技術的指引，出現問題的時候進行調整。

影響咖啡萃取的參數主要包括：水流的攪拌、水溫、時間、研磨度、粉水比等，利用金杯表格能幫助學生理解如何調整萃取參數[2-3]。一般而言，水流的攪拌力度越強，攪拌次數越多，則咖啡的萃取率就會越高；水溫越高越容易萃取出更多的物質（這些物質好壞都有），所以也可以增加萃取率；時間越長萃取出的物質（這些物質好壞都有）越多，萃取率就越高；研磨度越細則萃取率越高。反之水流的攪拌力度越弱，攪拌次數越少，則咖啡的萃取率就會越低；水溫越低萃取出的物質越少，所以萃取率越低；時間越短萃取出的物質越少，萃取率就越低；研磨度越粗則萃取率越低。

（1）反向應用：根據沖煮結果的數據顯示，調整參數。一般來說，反向應用是根據沖煮結果的數據調整參數，這種計算比較簡單。圖4中顯示B同學沖煮咖啡的萃取率是25.5%，濃度是1.53%，這屬于過度萃取，一般會出現苦感。在手沖咖啡沖煮中涉及諸多變量，需逐個考慮，此處先不改變粉水比，若想調整那么就需要B點落在金杯理想區域內，也就是朝著A點移動，那么就需要將B點沿著這條線向下滑動（調整建議：調粗研磨度，改變水流）。同理，C同學沖煮咖啡的萃取率是16%，濃度是1.27%，這屬于萃取不足，一般會出現尖酸和水感，若想調整那么要A點落在金杯理想區域內，同樣也是朝著A點移動，那么就需要將A點沿著這條線向上滑（調整建議：調細研磨度，改變粉水比，改為中小水流）。

圖4 SCA 金杯萃取應用啟示圖

圖4 粕谷哲的四六沖煮法

（2）正向應用：預設TDS數據，設定參數。正向應用，預設TDS，設定參數相對比較難。假設想泡出一杯(236 cc) 的咖啡，如果 TDS 濃度要 1.5%，需要多少克的咖啡粉、多少克的水?如果咖啡要濃一點 (淡一點)，水粉比是多少？假設沖煮出的咖啡液體為1000 mL，萃取率是20%，已知濃度為1.55%（使用TDS濃度測量儀測出），請問需要多少克咖啡粉？

在SCA咖啡金杯萃取標準的指導下，結合粕谷哲經典的四六沖煮法[4-5]，調整咖啡沖煮參數（水溫、研磨度、沖煮時間、燜蒸時間、注水速度與水流大小等），使其落在咖啡金杯萃取區間，進而調整咖啡出品。

咖啡沖煮萃取率和濃度恰好落在金杯萃取理想區間，但是這個范圍不一定是所有人都覺得好喝，但大部分人會覺得這個金杯萃取理想區間里的咖啡是好喝的。影響金杯萃取標準的兩大重要因素就是濃度和萃取率。我們需要學會的是掌握金杯萃取標準的計算公式，利用濃度和萃取率的數值繪出落點區間，利用數據結合沖煮因素，調整咖啡沖煮過程，精進沖煮技術，最終建立起沖煮邏輯框架。

四、結束語

咖啡沖煮的學習入門容易，精深不易。SCA金杯萃取標準是咖啡沖煮經驗的數據反映，是很多人的經驗總結。沖煮咖啡出品有問題的時候，可以利用金杯萃取標準作為調整方向的指引。