抽出温度は味をどう変えるか

コーヒー抽出において、温度は最も一般的なエネルギー形態です。これには2つの理由があります。まず、物体は温度が高いほどエネルギーが大きくなります。そのため、温度が高いほど分子（または原子）の振動が大きくなり（つまり、運動エネルギーが大きくなります）、次に、温度はエネルギー伝達の法則に従い、エネルギーの高い分子からエネルギーの低い分子へと移動します。

これはコーヒーの抽出において2つの点で当てはまります。まず、温度が高いほど水分子の運動エネルギーが高くなります。そのため、水分子の動きが活発になり、より強い物理的な力によってコーヒー豆から成分を抽出する能力が高まります。つまり、温度が高いほどコーヒーが水に溶けやすくなるのです。次に、抽出中に抽出器具や周囲環境などを通して熱伝導によって水の熱が失われるため、熱湯は抽出後もコーヒーが十分に温かい状態を保つように補償する役割を果たします。これは感覚的な観点からも非常に重要です。

93.33℃

適切な水温は、コーヒーの風味をより深く味わうのに役立ちます。水温が低いと、コーヒーは薄く（粘度が低く）、味が薄く、風味の強さも弱くなります。水温が上がると、抽出液中の溶存分子の活性が高まり、よりクリアで豊かで繊細な風味が引き出されます。一般的に、冷めたコーヒーは苦味と酸味が強く感じられます。しかし、これは実際に苦味や酸味が増すからではなく、心地よい風味が弱まることで、嗅覚と味覚が他の風味をよりはっきりと感じ取れるようになるためです。

スペシャルティコーヒー協会が発行する『コーヒー抽出ハンドブック』によると、「適切な抽出」（つまり、TDSとPEが「理想的な範囲」内にあること）には、92～96℃の抽出温度が必要です。この範囲外の温度では過抽出となり、コーヒーが苦すぎたり渋すぎたりする可能性があります。一方、この範囲を下回る温度では抽出不足となり、コーヒーが薄かったり酸っぱかったりします。

今日では、生豆の分類、カッピング、抽出水などの基準に加えて、SCA（Specialty Coffee Association）の「Brewing Best Practices」では、抽出水の温度を93.0℃±3℃*と推奨しています。他の多くのコーヒー関連書籍でも、同様の最適な温度範囲が言及されています。しかし、これらの指定された温度範囲を裏付けるデータを提供している情報源はほとんどありません。科学文献では、温度がさまざまなコーヒー成分の溶解度、揮発性、抽出速度に影響を与えることは認められていますが、抽出水の温度が直接与える影響を扱った研究はごくわずかです。

さらに、抽出に最適な温度は焙煎度合いにも大きく左右されます。これは、焙煎によってコーヒー豆の細胞構造が変化し、焙煎時間が長くなるほど細胞構造が破壊されるためです。そのため、深煎りのコーヒーは一般的に多孔質で溶解性物質が多く含まれているため、抽出温度は低めで済みます。逆に、浅煎りのコーヒーは細胞構造がより健全で多孔質性が低いため、コーヒーの風味を担う成分が溶けにくくなります。この場合は、より高い抽出温度が適しています。

温度と抽出速度

理論的には、水温はコーヒーから抽出される化合物の量に影響を与えるはずです。したがって、ほとんどのコーヒー成分の溶解度は一般的に温度の上昇とともに増加します。しかし、この関係は常に当てはまるわけではありません。例えば、クエン酸の溶解度は温度の上昇とともに直線的に増加しますが、カフェインの溶解度は80～100 ℃の間で4倍になります（抽出サイクルの最初の2分以内にカフェインの80%以上が放出されます）。つまり、この狭い範囲内では、わずかな温度変化がこれらの化合物の溶解度に大きな影響を与えるのです。したがって、クエン酸とカフェインの溶解度比は水温によって変化します。

したがって、抽出温度を変えると、抽出工程全体が変化するだけでなく、抽出される様々な化合物の相対的な割合も変化します。つまり、得られる溶解物質の総量が一定であっても、相温度を変えると風味のバランスが変化するということです。

これは、低温で抽出したコーヒー（例えばコールドブリュー）が、溶解固形分の総量が少なく、味に強く影響する化合物の溶解が少ないため、しばしばコクが不足する理由も説明しています。しかし、抽出時間を長くする（8～24時間）ことで、十分な風味を引き出すことができ、ある程度補うことができます。一方、低温での抽出では、高温抽出に比べて揮発性物質の損失がはるかに少なく、これらの芳香分子は飲料の中に「閉じ込められる」ことになります。この原理は、コールドブリューコーヒーで実証されています。コールドブリューコーヒーは、抽出時間が長いため、従来のホットブリューコーヒーとは驚くほど異なる飲み物です。そのため、コーヒー中の芳香化合物は抽出中に空気中に放出されます。温度が高いほど、香りの損失が大きくなります。もちろん、抽出工程中（および直後）のコーヒーの香りの拡散は、全体的な風味の知覚と体験に貢献しますが、カップ内の香りの濃度を低下させます。

水温のもう一つの影響は、より物理的な性質のものであり、水温が高いほど水の粘度が低くなるということです。粘度が低いということは、水がコーヒー豆の構造に浸透しやすくなり、繊維状の細胞構造内部の隙間にも入り込んで、コーヒーに含まれる成分を溶解しやすくなることを意味します。この効果は、水温の上昇に伴ってコーヒー中の油分（脂質）が増加する理由を説明しています。

UCデイビスコーヒーセンターとスペシャルティコーヒー協会が2020年に発表した「一定の抽出濃度と抽出量における抽出温度は、ドリップコーヒーの官能特性にほとんど影響を与えない」と題された3年間の研究では、

本研究では、3種類の濾過コーヒー（87 ℃、90℃、93℃）の温度変化すべてにおいて、総溶解固形分（TDS）濃度と抽出率（Ey）が同じであった場合、テイスターはコーヒー間の違いを全く感じなかった。逆に、TDSやEyが変化すると、テイスターはコーヒーをより容易に区別できた。本研究によると、TDSとEy（前者が後者よりも高い）が、特定のコーヒーの官能特性に最も大きな影響を与えた。したがって、TDSとEyが一定であれば、抽出水の温度変化は顕著な官能特性の変化にはつながらなかった。つまり、目的のTDSが得られるように水温を調整すれば、抽出水の温度自体は問題にならないということです。

[*] 実際、93.33°Cは200°Fに相当します。アメリカ人の視点からすると、200°Fはほとんどの人が覚えやすいので「便利な温度」であり、沸点よりわずかに低いことが保証されています。