用咖啡豆生產(chǎn)咖啡粉過程的性質(zhì)會對最終產(chǎn)品的味道產(chǎn)生重大影響。需要考慮的關(guān)鍵因素包括焙燒程度（烘烤時間越長，味道越濃），以及研磨材料的顆粒大小。

為在合理的時間內(nèi)沖泡出所需的風(fēng)味，必須對所研磨咖啡顆粒的大小進(jìn)行控制。如果顆粒大小或太大，那么沖泡可能需要更長時間。研磨到更細(xì)的粒徑增加了總體顆粒表面積，導(dǎo)致任何風(fēng)味成分的提取更快速。然而，這也使沖泡過程中提取苦味成分的可能性更大。而過細(xì)的磨粉也會更緊密地聚集在一起，在咖啡機(jī)中具有更大的防水性，導(dǎo)致在沖泡過程中需要更大的壓力推動水通過研磨的咖啡粉，這會再次影響咖啡最終的味道。

咖啡的顆粒大小傳統(tǒng)上使用基于篩分的方法來測量。雖然篩分提供了一種區(qū)分不同研磨粉末的方法，但它既費(fèi)力又不能準(zhǔn)確評估研磨過程中產(chǎn)生的細(xì)顆粒數(shù)量。正是由于這種技術(shù)缺乏解決細(xì)顆粒變化的能力，限制了其幫助控制最終產(chǎn)品質(zhì)量的能力。

上述篩分法的局限性，使激光衍射技術(shù)得以被廣泛應(yīng)用用于咖啡粉的粒度分析。激光衍射系統(tǒng)，如Mastersizer 3000，非常容易設(shè)置，其方法可以自動提供可靠的結(jié)果，而無需用戶干預(yù)。測量也非常迅速，幾秒鐘就能提供樣品完整的粒徑分布。因此，該技術(shù)非常適合咖啡生產(chǎn)和質(zhì)量控制的要求。

圖1：不同種類咖啡的粒徑分布

粒徑和口味之間的聯(lián)系可以通過比較不同的預(yù)磨咖啡產(chǎn)品的粒徑分布來顯示。在圖1中，對過濾過的、平滑烘焙的和濃縮咖啡的粒徑分布進(jìn)行了比較。

使用配備有Aero S干法分散裝置的Mastersizer 3000來表征每個樣品。Mastersizer系統(tǒng)的寬動態(tài)范圍不但使粒徑大的顆粒能夠被檢測（粒度上限高達(dá)3.5mm），粒徑非常小的細(xì)顆粒也同樣能被測量。結(jié)果表明，濃縮咖啡產(chǎn)品含有大量的細(xì)粉，這產(chǎn)生了其苦味口感。隨著咖啡顆粒的增大，咖啡的口感會變得更順滑。

圖2展示了使用電動研磨機(jī)研磨的咖啡的粒徑分布如何隨著研磨機(jī)間隙設(shè)置而變化。圖2中編號較小的設(shè)置代表較小的磨床間隙，而較大的設(shè)置則與較大的磨床間隙有關(guān)。所獲得的結(jié)果表明，Mastersizer 3000系統(tǒng)能夠在調(diào)整研磨機(jī)設(shè)置時跟蹤粒度的變化。粒徑隨著間隙尺寸的減小而減小，在最小設(shè)置下觀察到很大比例的細(xì)粒。這些粒徑小的微粒將產(chǎn)生一種快速沖制但產(chǎn)生苦味的咖啡，例如意式濃縮咖啡。而較大間隙尺寸生產(chǎn)的粗磨咖啡更適合用作過濾咖啡。

圖2：不同研磨設(shè)置下的下累積粒徑分布圖

圖3：不同咖啡顆粒大小的沖泡動力學(xué)。C是T時刻水相中溶質(zhì)的濃度，而Ceq是達(dá)到平衡時的濃度。（改編自^[1]）

顆粒大小、沖泡時間和口味發(fā)展之間的聯(lián)系也可以通過實(shí)驗(yàn)來證明。Smith等人^[1] 使用光譜技術(shù)監(jiān)測可溶性咖啡化合物注入熱水中的變化如何根據(jù)咖啡顆粒的大小而變化。所得結(jié)果如圖3所示，證實(shí)減小顆粒粒徑可以顯著增加沖沏速度。但觀察到速度的增加與粒徑減小的關(guān)系不是線性的。這是因?yàn)榭Х鹊臎_泡過程依賴于懸浮液中咖啡的表面積，而表面積本身則根據(jù)粒徑的平方而增加。

參考文獻(xiàn)：

[1] A. J. Smith and D. L. Thomas, 'The Infusion of Coffee Solubles Into Water: Effect of Particle Size and Temperature', ExemplarChem 2003