น้ำกับกาแฟ ตอนที่ 1: คุณภาพน้ำ (Water for Coffee part 1: Water Quality)

หนึ่งในปัญหาที่มักจะพบเวลาซื้อเมล็ดกาแฟมาชงทานเองที่บ้านคือ กาแฟที่ชงนั้นมีรสชาติแตกต่างจากตอนทานที่ร้าน แม้ว่าจะพยายามปรับวิธีการชงให้ใกล้เคียงกับที่ร้าน แต่ก็พบว่า รสชาติที่ได้นั้นแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง

สาเหตุสำคัญที่ทำให้รสชาติของกาแฟเปลี่ยนแปลงไปก็คือ

น้ำ

น้ำกับกาแฟ

     แม้เราจะดื่มกาแฟเพื่อรสชาติ หรือกลิ่นของกาแฟ แต่ก็ต้องยอมรับว่าที่มาของกลิ่นและรสของกาแฟนั้นมาจากสารต่างๆในเมล็ด ซึ่งถูกน้ำเป็นตัวทำละลายให้สารที่ให้กลิ่นหรือรสชาติเหล่านี้ออกมา

กาแฟหนึ่งแก้วมีน้ำอยู่ประมาณ 90% สำหรับ Espresso  และประมาณ 98% สำหรับ Slow bar ทำให้น้ำกลายเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อรสชาติของกาแฟ

โดยพื้นฐานแล้วน้ำ [ H2O ] เป็นของเหลวที่ใส ไม่มีกลิ่น ไม่มีสี ไม่มีรสชาติ แต่ในชีวิตประจำวันน้ำที่ถูกใช้บริโภคนั้นจะเป็นน้ำที่มีสิ่งเจือปนที่เรียกว่า Impurity โดยสิ่งเจือปนจะละลายปะปนไปกับน้ำที่เราเรียกว่า Dissolved Solid ซึ่ง Dissolved Solid บางชนิดจะส่งผลต่อรสชาติของกาแฟ

น้ำที่ใช้ชงกาแฟจึงต้องเป็นน้ำที่สะอาด ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีตะกอน และ ไม่มีสารเคมีอื่นๆที่ผลต่อสุขภาพ

TDS :Total Dissolved Solid

     เมื่อพูดถึงเรื่องน้ำ เครื่องมือที่ได้รับความนิยมที่สุดที่นำมาใช้วัดน้ำก็คือ TDS Meter โดยการวัดค่าน้ำด้วยวิธีนี้ทำได้ง่ายและไว

TDS Meter จะวัดค่าการน้ำไฟฟ้าของน้ำและแปรผลออกมาเป็นตัวเลข [ เลขมากแปลว่า มี Dissolved Solid มาก เลขน้อยแปลว่า มี Dissolved Solid น้อย ] แต่ปัญหาของ ค่าที่วัดได้นั้นบอกได้แค่ว่าในน้ำมีสารละลายอยู่มากหรือน้อยเท่านั้น เหมือนกับบอกว่ากล่องๆหนึ่งหนักเท่าไร แต่ไม่ได้บอกว่าในกล่องนั้นมีอะไรอยู่บ้าง

TDS เป็นเหมือนภาพคร่าวๆของ Impurity ที่อยู่ในน้ำ แต่จะมี Impurity สามชนิดหลักๆที่ส่งผลต่อรสชาติของกาแฟ

1.pH

     pH ย่อมาจาก potential of hydrogen เป็นเกณฑ์ในการวัดระดับความเป็นกรด หรือ ด่าง ของสารละลายต่างๆ

pH จะบ่งบอกค่าความเป็นกรดหรือด่างของน้ำ จากความสามารถในการให้ หรือรับ Hydrogen Ion [ H+] 

รสชาติเปรี้ยวเกิดจาก H+ ที่อยู่ในน้ำ ดังนั้นถ้ามีปริมาณ H+ มากก็จะมีรสชาติเปรี้ยวที่มากกว่า *ค่า pH ที่แสดงเป็นค่าที่สมมุติขึ้นมา

การวัดค่า pH นั้นจะมี scale เริ่มจาก 1 – 14 เริ่มจากเลข 7 คือจุดที่เป็นกลาง [ neutral ] โดยเลขน้อยกว่า 7 นั้นแสดงว่าน้ำนั้นมีค่าเป็นกรด โดยยิ่งเลขน้อยจะเป็นกรดที่แรง ในขณะที่เลขที่มากกว่า 7 นั้นจะเป็นด่างและยิ่งเลขมากแสดงว่าจะเป็นด่างที่แรงขึ้น

โดยทั่วไปแล้วค่า pH ของกาแฟที่ผ่านการชงจะอยู่ในช่วง 4 – 7 แล้วแต่ชนิดของกาแฟและเมนู

สำหรับน้ำที่จำมาชงกาแฟควรมีค่า pH ประมาณ 7 หรือบวกลบได้เล็กน้อยเพื่อไม่ให้รสชาติของกาแฟถูกกระทบจากความเป็นกรดหรือด่างของน้ำที่นำมาชงกาแฟ

2.Carbonate Hardness (Alkalinity, KH หรือ Buffer)

Carbonate Hardness ประกอบด้วย     Carbonate Hardness มีสัมพันธ์กับค่า pH โดย Carbonate hardness นั้นจะทำหน้าที่ป้องกันไม่ให้ค่า pH เกิดการเปลี่ยนแปลง

ตัวอย่างเช่นถ้าน้ำที่มี Carbonate Hardness สูงเปรียบเทียบกับน้ำที่มีปริมาณ Carbonate Hardness ต่ำ[ ทั้งสองตัว pH เท่ากับ 7 ] ใส่กรดลงไปในปริมาณที่เท่ากัน น้ำที่มี Carbonate Hardness ต่ำ จะมีรสชาติที่เปรี้ยวกว่าน้ำที่มี Carbonate Hardness สูงกว่า

*ค่า pH ที่แสดงเป็นค่าที่สมมุติขึ้นมา

เนื่องจาก Bicarbonate;  HCO3- และ Carbonate C032- จะทำการจับกับ H+ ที่อยู่ในน้ำทำให้ค่า pH ไม่เปลี่ยนแปลงจนกว่าปริมาณ Bicarbonate และ Carbonate จะหมดทำให้ค่า pH จะเริ่มเปลี่ยนแปลง

การมี Alkalinity มากหรือน้อยเกินไปจะส่งผลต่อความเปรี้ยว (Acidity) ของกาแฟ

นอกจากนี้ Carbonate hardness จะมีความเกี่ยวเนื่องกับตระกรันด้วย

*Alkalinity ไม่ได้มีความเกี่ยวเนื่องกับ Alkaline หรือเบส แต่อย่างใด 

3.Total Hardness หรือ General Hardness

     Total Hardness ประกอบด้วย Total Temporary Hardness และ Total permanent Hardness 

หรือ
Total Hardness = Total Temporary Hardness + Total Permanent Hardness

สำหรับ Total Temporary Hardness นั้นเป็น Hardness ที่จะหายไปเมื่อนำน้ำไปต้ม ดังนั้นน้ำที่ใช้ในการชงกาแฟส่วนใหญ่จึงสนใจแต่ Total Permanent Hardness 

Total permanent Hardness ประกอบไปด้วยธาตุโลหะสองชนิดหลักๆคือ Calcium Ion [Ca2+] และ Magnesium Ion [Mg2+] หรือสามารถพูดได้ว่า

Total Permanent Hardness =  [Ca2+] hardness + [Mg2+] hardness

(paper ของ C.hendon, 2014)

Compounds ที่นำมาทดลอง

  1. Lactic Acid
  2. Malic Acid
  3. Citric Acid
  4. Quinic Acid
  5. Chlorogenic Acid
  6. Caffeine
  7. Eugenol

จะพบว่า Magnesium Ion [Mg2+] สามารถดึงดูดสารประกอบในกาแฟได้ดีกว่า Calcium Ion [Ca2+]

สรุปว่า Total Hardness จะส่งผลในการสกัด Flavour Compounds ในกาแฟ เช่น Acidity, Body และอื่นๆ แต่การมี Total Hardness มากเกินไปก็มีโอกาสในการสกัดรสชาติที่ไม่ดีในกาแฟออกมาได้เช่นกัน

ดังนั้นการลดปริมาณ Ca2+ และเพิ่มปริมาณ Mg2+ ก็จะสามารถให้น้ำที่มีคุณลักษณะใกล้เคียงกัน แต่สามารถลดการเป็นตระกรันได้มากกว่า 


ตระกรัน [ Limescale ] คืออะไร

ตระกรันนับว่าเป็นเป็นปัญหาสำคัญของเครื่องชงกาแฟ ตระกรันหรือ Calcium Carbonate [ Limescale ] นั้นส่วนประกอบทางเคมีคือ CaCO3

จะเห็นได้ว่าตระกรันประกอบไปด้วย Calcium และ Carbonate

มีสูตรในการเกิดดังนี้

ถ้าสังเกตดีๆก็จะพบว่าการเกิดตระกรันนั้นเกิดจาก Ca2+ ใน Total Permanent Hardness รวมกับ Carbonate CO32-ใน  Alkaklinty

ดังนั้นตระกรันสามารถป้องกันได้ถ้าสามารถลดปริมาณ Calcium ion [Ca2+] หรือ Carbonate [CO32-] หรือลดทั้งสองลง


น้ำที่ดีควรจะอยู่ที่ค่าเท่าไร

รูปจาก SCAE 

จากกราฟจะแสดงว่าสัมพันธ์ระหว่าง Total Hardness [ General Hardness ] และ Alkalinity [ Carbonate Hardness ] โดยมีหน่วยเป็น ppm CaCO3 

ทั้งสี่มุมของกราฟจะเขียนรสชาติของกาแฟที่พบลักษณะของน้ำที่มีค่า Total Hardness และ Alkalinity ต่างกัน

จะเห็นได้ว่าทาง SCAE มีการเปรียบเทียบค่า SCAA water standard, Acceptable brew zone และ Ideal Brew Zone จากหนังสือ Water for Coffee รวมถึง Scott Rao และ Leeb and Rogella

SCAA Water Standard จะมีค่า Alkalinity อยู่ที่ 40 mg/l และ ค่าTotal Hardness อยู่ที่ 17 – 85 mg/l  หรือเส้นสีแดงบนกราฟ

Acceptable Brew Zone และ Ideal Brew Zone จากหนังสือ Water For Coffee ทั้งสอง Zone เป็นผลการจากการทดลองของ Maxwell Corona-Dashwood และ Christopher H. Hendon โดยทำน้ำที่มีค่า Total Hardness และ Alkalinity ที่แตกต่างกันหลากหลายตัวอย่าง แล้วนำมาทำการ Cupping เพื่อดูว่าอัตราส่วนของ Total Hardness และ Alkalinity เป็นอย่างไรจึงได้ออกมาเป็น Acceptable Brew Zone และ Ideal Brew Zone โดยมี Comment ว่า Zone ที่ได้อาจจะไม่เหมาะกับกาแฟทุกตัว

Scott Rao แนะนำค่า Alkalinity อยู่ที่ 50 mg/l และ  Total Hardness อยู่ที่ 70-80 mg/l

Leeb and Rogalla แนะนำค่า Alkalinity อยู่ที่ 50 mg/l และ  Total Hardness อยู่ที่ 150 mg/l

จากกราฟจะพบว่าค่าที่ Scott Rao และค่าที่ Leeb and Rogalla แนะนำจะอยู่ใน Ideal Brew Zone ของหนังสือ Water for Coffee

สรุป

การเลือกน้ำที่จะนำมาใช้ชงกาแฟควรจะเริ่มจากดูลักษณะหรือรสชาติของกาแฟที่ต้องการนำเสนอ เช่นถ้าต้องการเสิร์ฟกาแฟที่มีรสเปรี้ยวน้อย  Body หนัก ก็ควรใช้น้ำที่มี Alkalinity และ Total Hardness ใกล้เคียงกัน หรือถ้าต้องการกาแฟที่มี Acidity ชัดเจนก็ควรจะใช้น้ำที่มี Total Hardness มากกว่า Alkalinity เป็นต้น

Reference

Water For Coffee, Maxwell Colonna-Dashwood and Christopher H. Hendon

The Role of Dissolved Cations in Coffee Extraction, Christopher H. Hendon (2014).

SCAE Water for Coffee extraction

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *