浸漬とろ過の設計

エアロプレスやクレバードリッパーのような一部の「ハイブリッド」抽出法を除き、浸漬抽出とは、必要な水の100%を最初に加える必要がある抽出方法を指します。コーヒーは適切な抽出状態になるまで水に浸され、注げる状態になります。一方、浸透抽出とは、重力を使ってコーヒー中の固形物を溶かす抽出方法を指します。したがって、現代のコーヒー抽出方法のほぼすべては、浸食と拡散という2つの基本的な抽出原理に基づいていると言えます。用途に応じて、抽出器具や抽出方法は、浸食または拡散のいずれか、あるいは両方の組み合わせを優先します。

フィルターコーヒーとインフュージョンコーヒーの違いは単純です。フィルターコーヒーは、常に補充されるきれいな水を使って抽出します。一方、インフュージョンコーヒーは、溶解物質によって濃度が増していく水媒体から抽出します。そのため、抽出工程中に抽出速度はより急速に低下します（次ページの図1を参照）。これは拡散の物理法則によるものです。溶媒中の化合物（コーヒーから溶解したもの）の濃度が高いほど、濃度差が小さくなるため、その化合物を抽出するのが難しくなります。しかし、これはインフュージョンの抽出速度が遅い理由を説明するだけであり、それぞれの抽出方法で化学化合物の風味プロファイルに比較的大きな違いが生じる理由を説明するものではありません。

フィルターコーン内では、コーヒーに熱湯が連続的に加えられ、注ぎ口からの流れによってコーヒー豆から可溶性物質が同時に浸食・拡散されます。そのため、各コーヒー豆に可溶性物質が残っている限り、抽出率は高いまま維持されます。つまり、抽出速度の速い化合物は、ろ過過程で過剰に溶解されるということです。言い換えれば、フィルターで抽出したコーヒーの化学組成は、抽出率と非常に密接に関係しています。一方、浸漬工程は、コーヒー豆に含まれる各化合物の量と密接に関係しています。

しかし、インフュージョンコーヒーには重要なポイントがあります。それは、たとえ水が特定の化合物で濃縮されていても、他の化合物の効率的な抽出を妨げるわけではないということです。これは、ほぼ飽和状態の塩水にさらに砂糖を加えるのと似ています。したがって、十分な時間があれば、コーヒー豆に含まれる個々の化合物が抽出液とバランスが取れるまで拡散するため、抽出工程はコーヒー豆本来の化学組成を非常に正確に反映します。しかし、私たちは（飲み物がまだ十分に温かい状態であることを確認するために）抽出工程をすべて抽出する前に止めることが多いため、抽出速度の遅い化合物は抽出液中に含まれません。

抽出効率を評価するために、図1に基づくと、浸漬コーヒー（赤色）の抽出率（インスタントコーヒーの量）を表す曲線は、非常に早くピークに達した後、時間の経過とともにゆっくりと増加することがわかります。一方、濾過コーヒー（青色）の抽出率は、時間の経過とともに着実に増加し、抽出サイクルの終わりに最大値に達します。

一方、2つの抽出方法における風味の豊かさを考慮すると（図2）、コーヒーに含まれる約30種類の主要な風味成分の定量化に基づくと（緑/赤の各点はコーヒーから抽出された成分を表す）、浸漬抽出法ではこれらの成分のほとんどがほぼバランスの取れた割合で含まれています（浸漬を続けると、この差はさらに小さくなります）。一方、濾過抽出法では各成分の濃度に大きな違いが見られ、右隅の成分は濾過したコーヒーカップで濃度が高く、浸漬抽出カップではそれほど多くありません。

つまり、浸漬式コーヒーは可溶性成分の差が小さく、そのほとんどが抽出工程のごく初期段階で抽出されます。一方、濾過式コーヒーは可溶性成分の差が大きく、これらの成分は抽出工程の様々な段階で除去されます。

浸漬式抽出法（フレンチプレスなど）と「ハイブリッド式抽出法」（クレバードリッパーやエアロプレスなど）は、いずれも抽出サイクルの最後に最後の排出段階があり、この段階で抽出される液体が最も濃度が高くなります。一方、濾過式抽出法（ケメックスやV60ファンネルなど）では、最後に残る液滴が最も濃度が低く、抽出工程に寄与する液体の中で最も濃度が低くなります。

これは、フィルターコーヒーと浸漬式抽出法に関するよくある誤解を避けるのに役立ちます。浸漬式抽出法は確かに時間がかかり、抽出率も高くなります。しかし、だからといって味が良いとは限りません。抽出率が同じであっても、この2つの方法の感覚的な違いは、まさにこの点にあります。風味の強さの違いは顕著です。

グラフ中のパラメータは概念的な説明のみを目的としており、実際の測定値を表すものではありませんのでご注意ください。出典：ジョナサン・ギャニエ著『フィルターコーヒーの物理学』（2021年）。