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《专业咖啡师手册》
作者：Scott Rao 翻译：德瓦叔叔
第八章 水
水化学常识
在精品咖啡行业，水化学并没有得到它应有的重视。大家可能都听说过“咖啡中98.75%的成分是水”这句话，但很少有人意识到水对其余那1.25%的成分影响有多大。只经过碳过滤的水单独尝起来或许不错，但你高价竞拍来的肯尼亚用这种水冲泡出来的味道，不一定能比用优质水冲泡的肯尼亚FAQ（普通等级）好。
基础知识
众所周知，冲泡用的水要先经过碳过滤，而且没有异味，但这仅仅只是优质冲泡用水的基本要求。为了得到更好喝的咖啡（或茶、Espresso），所用的水应该是中性酸碱度，有一定的硬度、含碱量、和总溶解固体量（TDS）。
以下是与咖啡制作有关的水化学术语。
总溶解固体量（TDS）：水中分布的小于2微米的化学物质的总和，计量单位mg/L或ppm。
硬度：主要用于计量溶于水的钙离子和镁离子，尽管水中还有其他的矿物质。计量单位mg/L或格令/加仑。
pH值 : 通过氢离子活度计量溶液的酸碱性，数值7.0为中性。
酸性：溶液的pH值低于7.0。
碱性：溶液的pH值高于7.0。
含碱量：溶液对酸的缓冲能力，计量单位mg/L。
用来描述水的化学参数有多种计量单位，为简单起见，笔者选用mg/L（毫克每升，或百万分之一）作为TDS、硬度、含碱量的测量单位。
Tips：溶液可以呈碱性但只有很低的含碱量，反之亦然。用政派来做个类比，把碱性当做右派，而酸性是左派。碱性温和保守，酸性自由激进。（此处不包含任何政治观点！）含碱量可以看做反抗变得更自由的一种顽固性格。毫无疑问，一个人可能是左派，也可以是右派（酸性，或碱性），但他仍然可以选择反抗变得更自由（高含碱量），或接受变得更自由（低含碱量）。
术语
“含碱量”和“碱性”说的不是同一个东西。“碱性”特指溶液的pH值在7.01~14之间；而“含碱量”特指溶液对酸的缓冲能力，或者说，抵抗变得更加呈酸性的能力。
硬度和含碱量之间的关系也需要澄清。硬度来源于钙离子、镁离子，和其他正离子（正电荷离子）。含碱量来源于碳酸盐、碳酸氢盐，和其他负离子（负电荷离子）。碳酸钙这样的化合物由硬度和含碱量两者构成，因为它同时包含了钙（硬度）和碳酸盐（含碱量）；而碳酸氢钠就只由含碱量构成。常见软水器的工作原理是把水里的钙置换成钠，这样就减少了硬度，但是对含碱量没有影响。
水壶里的水垢是硬水加热后碳酸钙沉淀的产物，水垢的沉淀能够降低水的硬度和含碱量。从长期来看，水垢会严重损害你的意式咖啡机。从短期来看，水垢能迅速阻塞细的阀门和管道，对阀门和热交换器的影响尤其明显。
意式咖啡机制造商通常推荐使用软水器来保护机器。软水器可以保护你的机器，但是也可能毁了你的出品（详见本章“水处理选项”）。
冲煮用水标准
笔者推荐使用符合下列标准的水来冲泡咖啡、茶、和意式浓缩。
大多数行业规范提倡的硬度和TDS都比上面列出来的要略高一点，使用那些标准也能做出一些好咖啡，但我不推荐使用它们来制作Espresso，因为那会提高生成水垢的风险。
理论上，硬度比80 mg/L略高一点的水，在标准的意式浓缩冲泡水温下不会生成水垢。但事实上，考虑到机器的温度、水处理系统对硬度的影响，我宁愿过分谨慎一些。尤其是对于泵过滤器和热处理器，一点点水垢就能极大程度影响这两个小东西的表现。
请记住：硬度在70 mg/L的水，在蒸汽锅炉的标准温度下会产生水垢。如果既想保护锅炉，又想使用优质水来冲泡，只有一个办法，就是给意式机的两条线路分别使用不同硬度的水。
水化学对咖啡风味的影响
简单来说，已经溶解在冲煮用水中的“东西”越少，水能从咖啡粉中溶解出的“东西”就越多。如果水本身的TDS值太高，那它的溶解能力就较弱，不能从咖啡粉中萃出充足的可溶解物。水的TDS值太低，则做出的咖啡会有尖锐、粗劣的风味，而且通常会明亮得过头了。
硬水并不会破坏咖啡和Espresso的潜在品质。即便咖啡机使用的水质非常硬，在实际冲煮时也不会有那么硬，因为在标准的冲泡温度下，很多构成硬度的物质会沉淀为水垢。不幸的是，水垢会损坏或影响热交换器、节流器、流量计、阀门、加热组件，以及与这些东西相连的部件。因此，硬水出好咖啡，但是毁咖啡机。
碱性水或者含碱量高的水做出的咖啡风味暗沉、毛刺、平淡。含碱量高的水会中和咖啡的酸性，导致咖啡液的酸味减少。如果含碱量太低，做出的咖啡又会过于明亮，而且太酸。
酸性水出品的咖啡明亮度、平衡度高。但呈酸性而且含碱量低的水很可能会腐蚀水壶。
水的处理
测量水质的装备可以从水过滤公司和水族行业供应商的网站上获取。每一个咖啡馆都应该对水质进行测试——不管是自来水还是过滤后的水。你可以自己购买测量工具，或者把水样寄到水处理公司。请注意：自来水的水质一年到头都在变化，理想的水处理系统最好可以针对每个季节的变化来进行调节。
水处理选项
根据你的测试结果，可以尝试下列水处理方法。
碳过滤：能够改进水的口感和气味，但是对TDS和硬度的作用甚微。每个咖啡馆都应该在沉淀物过滤器之前装置一个碳过滤器，作为水处理的第一阶段。
反渗透：能够去除90%的TDS、硬度、含碱量。RO直出水对于冲泡意式浓缩、茶和咖啡来说过于纯净，RO水应该与富含矿物质、碳过滤后的水混合在一起使用，或重新矿化后再使用。反渗透系统有点昂贵，而且会浪费很多水，但是维护量则相对较少。TDS或硬度太高的水还要先做预处理，否则RO膜的使用强度太大，很快会被堵塞。
离子交换树脂：类型多样，包括软化剂、脱碱剂、去离子剂。
· 脱碱剂：把碳酸盐和碳酸氢盐转化成氯化物或者氢氧基。能够在不改变硬度和矿物质含量的基础上减少含碱量。
· 软化剂：把钙离子转化成钠离子，以减少硬度。软化剂通常用来预防意式咖啡机结垢。在制作Espresso时并不推荐把硬水完全软化，因为会让咖啡粉颗粒的浸湿速度变慢，导致Espresso的过滤时间太长，从而需要较粗的研磨度来加速水流。软化过程中产生的碳酸氢钠（小苏打）还会使咖啡粉颗粒凝结，导致过滤不稳定、不均匀。如果非要软化不可，那么软水通常应该与富含矿物质、碳过滤后的水混合，或重新矿化后再使用。最后，不推荐使用硬度低于80 mg/L的软水。
· 去离子剂、除矿物质剂：通过阴离子树脂转换阴离子床和阳离子床，来制作纯净（或几乎纯净）的无离子水。和RO水一样，去离子水应该与富含矿物质、碳过滤后的水混合，或重新矿化后，再用于冲泡咖啡。
· 重新矿化剂：往水中加入矿物质，用于提高TDS、含碱量、硬度。
如何选择水处理系统
在决定如何对水进行处理之前，一定要先对其进行测试。如果你的运气够好，咖啡馆用水的硬度、含碱量和TDS数值都在合理范围，那么只需要做一下沉淀物过滤和碳过滤即可。几乎任何一个水处理系统都包含了沉淀物过滤和碳过滤装置。
如果你的水TDS值很高，但是硬度：含碱量的比例合理，那就可以使用碳过滤水和RO水或去离子水的混合水；如果比例合理但硬度和含碱量的数量不够，就要使用重新矿化剂。
如果硬度：含碱量的比例非常失调，你的水可能需要做反渗透处理或去离子处理，来去除水中几乎全部的离子。然后再重新矿化，构造出期望的数值。
还有很多其他情况和对应的解决方案，在购买之前最好找一位专家进行咨询，这位专家一定要能够理解水的化学参数平衡的重要性，而且在购买环节中没有利益关系。
有趣的是，我发现适合用来制作茶、咖啡和Espresso的水，化学参数非常接近或完全一样。而且茶——更具体一点——乌龙茶、白茶、绿茶，对水质更加敏感，因为茶叶里的可溶解物质比咖啡少多了，水中的物质的影响就成比例的放大，最后对茶的品质的影响也被放大。
去除水垢
如果你的机器中有泵过滤器或者热交换器，那么每几个月都要定期检查这些管道有没有水垢。发现水垢后，可将管道进行更换。这些管口发生的故障是一个警告信号，这时你应该注意到水的硬度可能太高了。比方说，从冲煮头出来的水流速度很慢，可能预示着泵过滤器堵塞。
如果你的机器有严重的水垢问题，那就有必要拆机除垢了。除垢简直是一场噩梦，要先把水垢弄碎，然后用酸液浸泡。笔者强烈建议你把结垢的机器送给有经验的公司处理，或者索性以此为由购买一台你垂涎已久的新机器。
（第八章 完）
