為什麼水質比你想的重要
咖啡中有高達百分之九十五以上的成分是水，水質的好壞直接決定了萃取出來的咖啡風味是否完整。同一款豆子、用同樣的研磨粗細與水溫，只是因為水質不同，萃取出來的咖啡可能在酸質明亮度、果香活潑度與Body厚實度上有明顯差異。這就是為什麼許多專業咖啡師願意花時間研究水質參數的原因。
根據世界咖啡研究組織（WCR）的資料，水中的礦物質會與咖啡粉中的可溶性物質產生化學反應，進而影響萃取出來的風味分子種類與比例。軟水與硬水的萃取效率差異可達到百分之二十以上，這個數字足以讓同一款豆子呈現出完全不同的風味面貌。
看懂水質參數：TDS、硬度與酸鹼值
TDS的中文名稱是總溶解固體量，代表的是一公升水中所有溶解性物質的總含量，單位為百萬分之一（ppm）。這個數值反映了水中礦物質、鹽類與微量元素的整體濃度。 SCA建議的咖啡沖歹徒用水TDS範圍落在125至250ppm之間，低於125ppm的水過於純淨，萃取時缺乏足夠的礦物質載體，會讓咖啡喝起來平板乏味；高於250ppm的水則含太多的礦物質，會干擾正常萃取的進行，讓苦澀味過度釋出。
硬度的部分是另一個關鍵指標。水的硬度指的是水中鈣、鎂離子的濃度，硬度太高稱為硬水，過低則為軟水。硬度通常以德國度（dH）來表示，一度代表一公升水中含有十毫克的氧化鈣。硬度的計算方式會同時考慮鈣離子與鎂離子的含量，但這兩種離子對咖啡萃取的影響機制並不相同，在調整水質時有必要分開考量。
酸鹼值代表水的酸性或鹼性程度，以0至14的數值來表示，7為中性。低於7為酸性，高於7為鹼性。咖啡本身的pH落在4.85至5.10之間，屬於弱酸性範圍。水的pH如果過高（偏鹼），可能會在萃取過程中與咖啡的酸性物質產生交互作用，進而影響酸質的表達。不過在日常見到的水質範圍內（pH 6.5至8.0），酸鹼值對萃取結果的影響程度遠不及TDS與硬度來得顯著。
鎂離子與鈣離子：咖啡風味的幕後推手
水中對咖啡萃取影響最大的兩種礦物質離子，分別是鎂離子與鈣離子。兩者的化學特性不同，在萃取過程中扮演的角色也各有差異。
鎂離子是咖啡萃取中最被推薦的礦物質離子，原因在於鎂離子特別擅長萃取出咖啡中的花香與果香分子。咖啡業界常用的「第二段萃取水配方」（Second Crack Water Recipe）特別提高鎂離子的比例，實驗結果顯示這種配方能讓淺焙豆的花果香層次更加分明，酸質也更為明亮活潑。鎂離子直徑較小，進入咖啡粉細胞壁的速度更快，有助於萃取出更多細緻的揮發性香氣化合物。
鈣離子的特性則與鎂離子有所不同。鈣離子帶兩個正電荷，對咖啡中的脂肪酸與蛋白質有較強的親和力。在萃取過程中，鈣離子會與咖啡油脂結合，幫助這些親水性較低的物質釋放到液體中，讓咖啡的Body更為厚實、口感更為滑順。 SCA建議的水中鈣離子含量應至少維持在每公升二十毫克以上，才能確保咖啡有足夠的口感厚度。
理想的沖歹徒用水應同時含有適量的鎂離子與鈣離子，兩者的比例會因為咖啡豆的焙度與風格導向而有所不同。淺焙豆適合偏重鎂離子的水，深焙豆則適合鈣離子比例稍高的配方，這樣才能充分發揮各焙度豆子的特色。
台灣常見水源優缺點分析
台灣各地的自來水水質差異頗大，北部與中南部的自來水硬度與TDS數值各有不同。自來水經過淨水廠處理後，通常已去除大部分的懸浮固體與微生物，安全性有基本保障。然而自來水中的餘氯殘留是常見問題，氯會與咖啡中的酚類化合物反應，產生類似藥水或橡膠的異味，是咖啡師在自來水使用上最需要克服的難題。
RO逆滲透純水機處理過的水幾乎不含任何礦物質，TDS值通常落在5至20ppm之間。這種水的好處是完全中性，不會對咖啡風味產生任何干擾，是許多比賽選手偏愛使用的水源。缺點是過於純淨的水在萃取時缺乏足夠的離子載體，會讓萃取效率降低，導致酸質過度釋出、口感偏酸的問題。如果要使用RO純水，建議添加適量的礦物質鹽類來調整到理想範圍。
市售礦泉水的水質則差異很大，不同品牌的TDS從50ppm到500ppm以上都有，礦物質成分比例也各不相同。選購時應查看包裝上的礦物質成分標示，選擇TDS落在125至200ppm之間、且含有適量鎂離子的品牌。一般而言，來自山區或岩層滲透的天然礦泉水，礦物質組成會比自來水更適合咖啡萃取。
如何調整水質到理想範圍
如果現有的水源TDS偏高或偏低，可以透過稀釋或添加礦物質的方式來調整到SCA建議的範圍。自來水TDS過高時，最簡單的做法是將自來水與RO純水混合，透過不同比例的調配來達到目標TDS值。計算方式很直觀：假設自來水TDS為300ppm，目標TDS為150ppm，只需要將自來水與RO水以一比一的比例混合即可。若要更精確的計算，可使用混合加權平均公式來算出各水源的所需比例。
TDS過低時，則需要添加含有礦物質的試劑。咖啡業界最常使用的配方是SCA認可的純水配方，使用七種礦物質鹽類來調配接近理想的水質。最常見的添加鹽類包括硫酸鎂（七水硫酸鎂）、碳酸氫鈉（小蘇打）與氯化鈣等。添加時建議以少量多次的方式進行，每次添加後使用TDS筆測量，直到數值落在目標範圍內為止。
至於pH值的調整，一般情況下不需要特別處理。如果水的pH明顯偏離正常範圍（pH低於6.0或高於8.5），可以使用少量的碳酸氫鈉（鹼性）來提升pH，或使用檸檬酸（酸性）來降低pH。但這種調整需要精密的pH計來測量，一般使用者建議直接選擇pH在6.5至8.0之間的水源即可。
水質與其他萃取參數的連動關係
水質並不是獨立運作的參數，它會與研磨粗細、水溫、萃取時間等其他變數產生連動效應。理解這些連動關係，才能根據手中豆子的特性做出整體性的參數調整。
水質與研磨粗細的連動最為關鍵。使用軟水或低TDS的水時，因為萃取介質中的離子濃度較低，水分子較容易滲透進咖啡粉細胞，萃取效率因此較高。這種情況下建議將研磨稍微調粗一些，避免過度萃取導致的苦澀。反之，使用硬水或高TDS的水時，離子濃度高會稍微抑制某些物質的溶出，萃取效率較低，可以將研磨稍微調細來彌補。
水溫與水質的搭配也有需要注意的地方。水的軟硬度會影響比熱容量，進而輕微改變水與咖啡粉接觸時的熱傳導效率。不過這個影響相對輕微，在日常操作中不需要過度擔心，只需要確保水溫在建議的92至96度範圍內即可。
水質檢測與參數優化實驗
要精準掌握水質狀況，投資一支準確的TDS筆是基本步驟。TDS筆的價格從幾百元到幾千元不等，專業級的型號精確度較高，適合認真想深入研究水質的愛好者。測量時，建議每次測量至少取三個樣本取平均值，以確保數據的可靠性。
實驗的標準流程是這樣的：固定其他所有萃取參數（豆子、研磨、水溫、萃取時間、液量），只改變水質。設計三到四種不同的水質配方，例如自來水、RO水、礦泉水與自調配方，分別萃取並詳細記錄品鑑結果。品鑑時特別注意酸質的表現（是否明亮或沉悶）、Body的厚薄、以及整體風味的豐富程度。
這個實驗的好處是能讓你真正理解水質對咖啡風味的影響，而不是只停留在理論層面。許多咖啡爱好者在做完這個實驗後都會驚訝地發現，水質帶來的差異竟然比更換豆子帶來的差異還要大。找到最適合的水質配方之後，就能將這個配方應用在日常沖歹徒中，大幅提升咖啡的整體表現。
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參考資料
- Specialty Coffee Association (SCA). Water for Brewing Specialty Coffee. https://sca.coffee
- World Coffee Research (WCR). Coffee Water Handbook. https://worldcoffeeresearch.org
- Scott Rao. The Coffee Roaster's Companion. 2014.