Water & Coffee Extraction

น้ำกับการสกัดกาแฟ

Coffee Extraction, Pour Over Coffee, How to make coffee, Water for Coffee

ชิมกาแฟที่ร้าน☕️ รสชาติถูกใจมากจนซื้อเมล็ดติดมือกลับมาด้วย… แต่พอดริปออกมา ทำไม Acidity หายหมด😫 ถามสูตรก็แล้ว เครื่องบดก็เครื่องรุ่นเดียวกัน บดเบอร์เดียวกัน ทำไมอย่างกับกาแฟคนละตัว… หรือหยิบกาแฟผิดถุง?? ก็เป็นไปได้… แต่ปัญหาอาจจะจุดใต้ตำตอกว่านั้น อาจจะเป็น “น้ำ💧” ที่ไม่เหมือนกัน

เฮลโหล… น้ำก็คือน้ำ มันจะทำให้กาแฟที่ออกมารสชาติต่างกันขนาดนั้นได้ยังไง?😏 (คิดว่าต้องมีคนคิดในใจแบบนี้อยู่แน่ ๆ) คำตอบคือ… ได้ครับ น้ำนี่แหละที่ทำให้รสชาติกาแฟต่างกันแบบกลายเป็นกาแฟคนละตัวได้เลย

กาแฟแก้วนึงประกอบด้วยน้ำ 98% แน่นอนถ้าน้ำรสชาติไม่ดี กาแฟแก้วนั้นย่อมรสชาติไม่ดี… แต่เมื่อนี่คือบทความของ ZMITH เรื่องมันจะไม่จบง่าย ๆ แบบนั้น เพราะเหล่านัก Brew กาแฟนั้นรู้ดีอยู่แล้วว่าการเอาน้ำไม่สะอาด น้ำเค็ม น้ำกร่อย มา Brew เมล็ดกาแฟอันมีค่าของเรา มันไม่ใช่เรื่อง

ใน Content นี้เราจะมาพูดถึงน้ำสะอาด ๆ จากขวด จากเครื่องกรอง ที่ชิมแล้วไม่มีกลิ่น ไม่มีรสเหมือน ๆ กัน แต่สกัดกาแฟออกมาไม่เหมือนกัน… มาดูกันครับว่า อะไรทำให้น้ำเหมือนกัน… ไม่เหมือนกัน 😁

เริ่มจากการไปทำความรู้จักกับสิ่งที่เรียกว่า “น้ำ💧” กันก่อนเลยครับ

What is Water

น้ำคืออะไร? 💧

ทุกสิ่งในโลกนี้ที่เรามองเห็น “และ” จับต้องได้นั้นประกอบด้วยอนุภาคเล็ก ๆ ที่เรียกว่า “อะตอม(Atom)” (ใช่ครับ วันนี้เราจะมาเริ่มคุยกันตั้งแต่ตรงนี้แหละ สนุก ๆ 😂) ซึ่งอะตอมที่ว่าเล็กแล้ว ก็ยังเล็กไม่สุด เพราะมันยังประกอบขึ้นมาจากหน่วยที่เล็กยิ่งกว่าอีกชนิดคือ Proton และ Neutron ซึ่งเกาะกันแน่นเป็นแกนกลางของอะตอม และ Electron เยอะแยะที่บินว่อนอยู่รอบ ๆ

Atom นั้นมีหลากหลายรูปแบบขึ้นอยู่กับจำนวน Proton ที่มีอยู่ในแกนกลาง(นิวเคลียส) ความแตกต่างนี้ทำให้เกิดเป็นอะตอม ออกซิเจน(O) ไฮโดรเจน(H) คาร์บอน(C) และอีกมากมาย ซึ่งอะตอมที่บางตัว เมื่อมาเจอกันจะดึงดูดเข้าหากัน และฟอร์มตัวเป็นอนุภาคที่ใหญ่ขึ้นที่เราเรียกว่า “โมเลกุล(Molecule)”

H2O น่าจะเป็นโมเลกุลที่มีคนรู้จักกันมากที่สุด… มันประกอบด้วย ไฮโดรเจน(H) 2 อะตอม ยึดติดกับออกซิเจน(O) 1 อะตอม ต่อกันเป็นรูปร่างคล้ายคนกางแขนออกไปข้างหน้า และนั่นก็คือ “น้ำ” องค์ประกอบสำคัญของสิ่งมีชีวิตทั้งมวล (นี่เรื่องกาแฟจริง ๆ นะ 😂)

โมเลกุลน้ำเมื่ออยู่รวมกันเยอะ ๆ แขนไฮโดรเจน(H)ของโมเลกุลน้ำจะยื่นไปจับกับอะตอมออกซิเจน(O)ที่อยู่ใกล้ ๆ ยึดติดกันเป็นก้อนใหญ่ ซึ่งการยึดติดกันของโมเลกุลน้ำนี้เราเรียกว่า Hydrogen Bond หรือ พันธะไฮโดรเจน 💧 💧 💧 💧

การที่น้ำเป็นองค์ประกอบของชีวิตทุกชีวิต เป็นเพราะคุณสมบัติพิเศษหลาย ๆ อย่างของมัน และหนึ่งในนั้นก็คือ “การทำละลาย(Dissolution)” ซึ่งเป็นคุณสมบัติสำคัญที่ทำให้เราได้มีกาแฟดื่มกันทุกวัน ☕️

Dissolution

การละลาย

ทุกคนรู้ว่า ถ้าเราเอาเกลือใส่ลงไปในน้ำแล้วคนให้เข้ากัน เกลือจะ “ละลาย” ลงไปในน้ำจนมองไม่เห็น… ซึ่งเรารู้กันดีว่า เกลือไม่ได้หายไปไหน มันอยู่ในน้ำนั่นแหละ แต่… ทำไมเราถึงมองไม่เห็นเกลือแล้วล่ะ? แล้วการ “ละลาย” มันเกิดขึ้นได้ยังไง?

มาดูกันก่อนว่า “เกลือ” คืออะไร… เกลือคืออะตอมโซเดียม(Na) ที่ยึดติดกับอะตอมคลอรีน(Cl) เกิดเป็นโซเดียมคลอไรด์(NaCl) หรือที่ป้าแถวบ้านเราเรียกว่า “เกลือ” นี่แหละครับ… แต่เราจะไม่โฟกัสไปที่ความเค็มของมัน แต่เราจะมาดูกันว่า โซเดียม กับ คลอรีน เนี่ย กันเกาะอยู่ด้วยเป็นเกลือกันได้ยังไง ทำไมมันถึงไม่ลอยเคว้งออกจากกัน?

อะตอมต่าง ๆ ยึดติดกันด้วยพันธะ(Bond) หลายแบบ และพันธะที่ยึดโซเดียม กับคลอรีนไว้ด้วยกัน เราเรียกว่า พันธะไอโอนิค(Ionic bond) ทีนี้ “น้องน้ำ” เราเนี่ย เป็นโมเลกุลขี้อิจฉา นางทนเห็นโซเดียม กับคลอรีนควงแขนกันกลมแบบนั้นไม่ได้ นางเลยแทรกเข้าไป กระชากแขน Ionic Bond ระหว่างโซเดียม กับคลอรีนออก แล้วเข้าไปควงแขนทั้งโซเดียม และคลอรีนที่แยกกันอยู่ด้วย พันธะไฮโดรเจน(Hydrogen Bond)ที่นางมีอยู่

เมื่อโซเดียม กับคลอรีนแยกห่างจากกัน มันก็ไม่อาจคงสภาพผลึกเกลือที่เป็นของแข็งเอาไว้ได้ กลายเป็นสองอะตอมที่ล่องลอยอยู่กลางน้ำ (เราเรียกอะตอมพวกนี้ว่า ไอออน(ions)) และนั่นก็คือสิ่งที่เราเรียกว่า… “การละลาย(Dissolution)”

ซึ่งสิ่งที่ละลายในน้ำได้ไม่ได้มีแค่เกลือ… แต่มีมากมายมหาศาลจนน้ำถูกขนานนามว่า ตัวทำละลายครอบจักรวาล(Universal Solvent) ดั้งนั้น “น้ำ” ที่เราเห็น ๆ ดื่ม ๆ กันอยู่ทุกวันนี้ แทบจะไม่มีน้ำบริสุทธิ์เลย เพราะว่ามันมีอะไร ๆ ละลายอยู่ในนั้นเต็มไปหมด

TDS:

Total Dissolved Solids

เมื่อเมฆกลั่นตัวเป็นหยดน้ำ และร่วงผ่านอากาศ ฝุ่นผง ตกลงมาบนผืนดินที่อุดมไปด้วยแร่ธาตุ น้ำก็ละลายแร่ธาตุ วัตถุต่าง ๆ ไปตามทาง ทำให้น้ำที่เราพบเจอในแหล่งน้ำธรรมชาตินั้นห่างไกลจากคำว่าบริสุทธิ์มาก

ซึ่งเรามีวิธีการวัด “ปริมาณ” แร่ธาตุ และสิ่งปนเปื้อนต่าง ๆ (ไม่ได้หมายความว่าสกปรกเสมอไปนะ😅) อยู่หลายวิธี หนึ่งในวิธีที่เป็นที่นิยมในหมู่นักชงกาแฟที่สุดก็คือ การใช้ TDS Meter เพื่อวัดค่า TDS… เออ… แล้ว TDS มันคืออะไรอ่ะ 😅 แล้วตัวเลขที่ขึ้นมานั่นมันบอกอะไรบ้าง?

TDS หรือเต็ม ๆ คือ Total Dissolved Solids คือปริมาณรวมของอนุภาคต่าง ๆ (ที่ขนาดเล็กกว่า 2 ไมครอน)ที่ละลายอยู่ในน้ำ ไม่ว่าจะเป็นเกลือ แมกนีเซียม แคลเซียม คาร์บอเนต หรือแร่ธาตุอื่น ๆ ซึ่งหน่วยวัดของค่า TDS ที่นิยมในการใช้ตรวจวัดน้ำเปล่าก็คือ ppm (Part Per Million) หรือ มิลิกรัมต่อลิตร (mg/L)

เวลาที่เห็นคำแนะนำว่าควรใช้น้ำ TDS 80 ppm นั่นก็คือ ในน้ำ 1 ลิตรนั้นมีแร่ธาตุรวม ๆ กันอยู่ประมาณ 80mg นั่นเอง… ซึ่ง TDS เป็นมาตรวัดที่หยาบมาก ๆ เพราะเรารู้เพียงผลรวมของแร่ธาตุ แต่เราไม่รู้เลยว่าใน 80mg นั้นมีแร่ธาตุอะไรอยู่บ้าง ซึ่งปริมาณแร่ธาตุแต่ละชนิดจะเป็นสิ่งที่บอกว่า น้ำที่เราจะใช้นั้นมี “ความเป็นด่าง(Alkalinity)” หรือ “ความกระด้าง(Hardness)” มากเท่าไหร่ ซึ่งทั้งสองตัวแปรนี้มีผลต่อการสกัด และรสชาติของกาแฟเป็นอย่างมาก

Alkalinity

ความเป็นด่าง

Alkaline หรือ ด่าง เป็นคำเรียกสารละลายที่มีค่า pH สูงกว่า 7.0 ซึ่งเป็นคนละอย่างกับ Alkalinity หรือความเป็นด่าง ที่หมายถึงความต้านทานของสารละลายที่จะเปลี่ยนค่า pH ไปเป็นกรด… งงมั้ยครับ? 😅

อธิบายให้ง่ายคือ สารละลายที่มีความเป็นด่าง(Alkalinity)สูง ไม่เกี่ยวกับว่าค่า pH จะสูงแค่ไหน แต่หมายถึงว่ามัน “ดื้อ” ต่อการลดค่า pH ของตัวเอง ต่อให้ใส่กรดลงไปตัวมันก็ไม่ค่อยอยากจะเปลี่ยนเป็นกรด… ซึ่งมันส่งผลโดยตรงต่อหนึ่งในรสชาติกาแฟที่เราต้องการ นั่นก็คือ Acidity

สาเหตุที่น้ำไม่เปลี่ยนเป็นกรด(ไม่เปรี้ยว) ก็เพราะว่าแร่ธาตุที่ทำให้น้ำมีความเป็นด่างก็คือ Carbonate และ Bicarbonate นั้นจะทำปฏิกิริยาทางเคมีกับกรดที่ผสมลงมา และกลายเป็นกลางไป(สูญเสียความเป็นกรด)

ยกตัวอย่างเช่น ถ้าในน้ำมี Bicarbonate อยู่ 3 หน่วย และกาแฟที่เราพยายามสกัดมีกรดอยู่ 5 หน่วย เราจะเหลือกรดแค่ 2 หน่วย เพราะอีก 3 หน่วยเสียความเป็นกรดไปจากการทำปฏิกิริยากับ Bicarbonate ที่อยู่ในน้ำ

ดังนั้นถ้าเราใช้น้ำที่มีความเป็นด่างสูง (ซึ่งสูงในที่นี้ก็ยังไม่ถึงขนาดชิมแล้วแยกแยะออก) จะทำให้เราสกัดความเป็นกรดออกมาได้น้อย(ได้กาแฟที่ Acidity ต่ำ) จากกาแฟที่ควรจะเปรี้ยวระดับ 5 อาจจะเหลือแค่เปรี้ยวระดับ 2 เพราะแร่ธาตุในน้ำ

แต่ในกาแฟไม่ได้มีแค่กรด ยังมีสารประกอบทางเคมีอื่น ๆ ที่ประกอบเป็นกลิ่นรสของกาแฟ ซึ่งสารประกอบเหล่านั้นจะถูกสกัดออกมาได้มากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับปัจจัยอีกอย่างของน้ำ นั่นก็คือ “ความกระด้าง(Hardness)” ของน้ำ

Hardness

ความกระด้าง

น้ำกระด้าง สระผมแล้วล้างฟองยาก… แต่นั่นไม่เกี่ยวกับกาแฟ 🤬 ถ้าสระผม เราอยากให้น้ำอ่อน แต่ถ้าสำหรับการ Brew กาแฟ เราจะอยากให้น้ำมีความกระด้างอยู่บ้าง เพราะนั่นหมายความว่า เราจะสามารถสกัดกลิ่นรสของกาแฟออกมาได้ดีขึ้น

แร่ธาตุที่ทำให้น้ำกระด้างมาก หรือน้อยก็คือ แคลเซียม(Calcium) กับ แมกนีเซียม(Magnesium) ซึ่งแร่ธาตุทั้งสองนั้นช่วยให้การสกัดกาแฟมีประสิทธิภาพมากขึ้นแน่นอน แต่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ฟันธงว่าเป็นเพราะอะไรแน่

สมมุติฐานแรกคือ ไอออน(ions) ซึ่งก็คือ แคลเซียมกับแมกนีเซียมไปช่วยเพิ่มความเร็วของกลไกการแพร่(Diffusion) สำหรับเคมีบางชนิดในกาแฟ

สมมุติฐานที่สองคือ แร่ธาตุทั้งสองเป็นตัวช่วยในการ “ชู” รสชาติต่าง ๆ ในกาแฟขึ้นมา ถึงแม้ว่าจะมีปริมาณน้อยจนชิมแล้วไม่รู้ว่ามันมีอยู่ตอนเป็นน้ำเปล่าก็ตาม

จากการทดลองของ Dr.Smrke พบว่า Hardness ที่มาจากแคลเซียมจะช่วยในเรื่องของ Body และ Sweetness ส่วน Hardness ที่มาจากแมกนีเซียมจะช่วยในเรื่องของความซับซ้อนของกลิ่นรส (Complexity)

ในเรื่องนี้เคยได้ยินพี่ปิ และพี่เอ(Gallery Drip) ยกตัวอย่างไว้อย่างน่าฟังว่า น้ำก็เหมือนกระดาษทราย กระดาษทรายที่เบอร์ละเอียด (น้ำอ่อน) ก็จะขัดเอาแร่ธาตุในกาแฟออกมาได้น้อยกว่ากระดาษทรายเบอร์หยาบ (น้ำกระด้าง)

Conclusion

สรุป

น้ำเป็นสิ่งที่สำคัญมากในการสกัดกาแฟ แต่ก็เป็นปัจจัยที่มักจะโดนละเลย คุณสมบัติของน้ำนั้นสามารถชี้เป็นชี้ตายกาแฟตัวนึงได้เลย และค่า TDS ก็ไม่เพียงพอที่จะบอกได้ว่า น้ำนั้นจะส่งผลต่อการสกัด และรสชาติกาแฟยังไง

น้ำที่มีความเป็นด่าง(Alkalinity)สูง จะทำให้กาแฟแบน ขาดมิติของ Acidity ได้ง่าย ๆ ส่วนน้ำที่มีความกระด้าง (Hardness) ต่ำ ก็จะไม่สามารถสกัดออกมาได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เราอาจไม่จำเป็นต้องเข้าใจกลไกทางเคมีอย่างลึกซึ้งถึงจะสามารถสกัดกาแฟ แต่อย่างน้อยเราก็ควรรู้ว่า น้ำเป็นปัจจัยที่สำคัญมากในการสกัดกาแฟ และมันเป็นเรื่องปกติมาก ๆ ที่เมล็ดกาแฟที่ชงต่างที่ ต่างปัจจัยนั้นจะมีรสชาติที่ไม่เหมือนกัน เพราะปัจจัยที่ส่งผลต่อรสชาติกาแฟนั้นมีมากมายเหลือเกิน

การที่จะสร้างประสบการณ์กาแฟที่ดีได้ เราต้องมีความรู้ ประสบการณ์ และวัตถุดิบที่เหมาะสม ซึ่งถ้าอ่านบทความนี้มาจนจบ ก็จะรู้ว่า “น้ำ” ก็เป็นวัตถุดิบในการทำการแฟที่สำคัญไม่แพ้ตัวกาแฟเองเลย

เพราะประสบการณ์คืองานคราฟท์

หากต้องการศึกษาเบื้องลึกเพิ่มเติม สามารถหาได้จากหนังสือที่ใช้เป็นข้อมูลอ้างอิง

The Crafte and Science of Coffee - BRITTA FOLMER

The Physics of Filter Coffee - Jonathan Gagne

Everything but Espresso - Scott Rao

Water for Coffee - Colonna-Dashwood and Hendon

#ZMITH #ExperiencesWellCrafted #waterforcoffee #coffeeextraction