水一旦進入咖啡細胞，就會開始溶解其中的可溶物質。在充分溶解之後，水和這些可溶物質所形成的溶液就是我們熟知的咖啡，但並不是所有可溶物質都是好的。
咖啡豆總重當中，僅有30%的物質是可溶於水的，剩餘的70%均是不可溶於水的纖維和碳水化合物。
在這30%當中，只有20%是好的可溶物質（即“理想可溶物質”），剩下10%則是壞的可溶物質（即“多餘可溶物質”），這些多餘的物質讓咖啡變得難喝。爲了讓咖啡變得更加美味，我們要儘可能多地萃取出咖啡中的“理想可溶物質”，並儘量避免萃取“多餘可溶物質”。
好消息是“多餘可溶物質”通常溶解較慢，因此控制沖泡時間對於咖啡品質來講至關重要。
水與細胞接觸時間越長，所萃取的可溶物質越多
在咖啡業內，“萃取率”被用於描述被鎖定在咖啡豆當中可溶物質總量與被萃取出可溶物質總量之間的比例。
原則上，水與咖啡細胞接觸時間越長，被萃取出的可溶物質就越多。
美國精品咖啡協會（SCAA）官方給出的理想萃取率爲18-22%，也就是說溶解在水中的可溶物質總重應當爲咖啡豆原始重量的18-22%。若數值低於或高於該值，咖啡的口味將難以達到理想，如下圖：
水只會萃取出接觸到的可溶物質
從微觀角度瞭解了咖啡的萃取過程之後，讓我們再從宏觀的角度來看一看水在咖啡萃取過程中所起到的作用。爲便於解釋，讓我們暫且將咖啡豆看作是一個二維的平面（實際當中咖啡豆是一個三維的立體，如上圖）。
上圖展示的是一顆被整粒浸入水中的咖啡豆。水只能接觸到咖啡豆的表層細胞，即用亮藍色標示出來的部分。
我們的目的是讓水充分接觸咖啡豆的所有細胞，因此我們必須讓水進入到咖啡豆的內部。
研磨咖啡，使水接觸到更多咖啡細胞
通過將咖啡豆研磨成更小的顆粒，我們能夠使水接觸到更多的咖啡細胞。顆粒越小，水所接觸到的咖啡細胞就越多。
時間越長，水浸入單個顆粒的程度就越深。
讓我們將單個咖啡粉顆粒想象成一個擁有90個細胞的盒子（30x30，如上圖）。在最左側的盒子中，水與細胞的接觸時間爲30秒，在此期間，水僅浸入了位於盒子最外側的兩層細胞。
當時間達到120秒時，水已經浸入到了第15層。如果在此刻停止沖泡，位於中心的細胞仍保留着原有狀態，其中的可溶物質仍被鎖定在細胞當中，這種情況應被認爲是“不充分萃取”。
當時間達到240秒時，水已全部浸入所有細胞，所有可溶物質均被充分萃取。
顆粒大小決定萃取速率
若改變研磨程度（即單個咖啡粉顆粒大小），會發生什麼呢？首先，讓我們假設不同研磨程度咖啡粉的沖泡時間和細胞總數相同（如上圖）。
由於顆粒大小不同，我們有可能用30秒的時間完整萃取出咖啡中的全部可溶物質。
顆粒大小無法決定被萃取出的物質種類，卻能夠決定水浸入所有咖啡細胞所用的時間。
現在，你是否已經理解沖泡時間和研磨程度對咖啡萃取產生的影響了呢？二者相輔相成，此消彼長。
萃取就是在時間和研磨程度之間找到平衡
如果我們用相同的時間（例如120秒）對不同研磨程度的咖啡粉進行萃取，會發生些什麼呢？
我們剛剛說過，如果水與咖啡的接觸時間過長，就有可能產生過度萃取，釋放出一些“多餘可溶物質”。如上圖最左側的盒子中，橙色所顯示的細胞就是那些“多餘可溶物質”。
在中間的盒子中，我們成功萃取出了全部“理想可溶物質”，即咖啡總重的20%。此時，時間與研磨程度達到了完美平衡，所有“理想可溶物質”被充分萃取，所有“多餘可溶物質”仍被鎖定在細胞當中。
在右側的盒子當中，由於水與咖啡粉的接觸時間不夠，水沒能萃取出全部的“理想可溶物質”，仍有部分物質被鎖定在細胞當中。
從上圖中，我們可以得出另一個結論，那就是咖啡粉顆粒大小的均勻程度對咖啡的萃取程度影響極大。如果咖啡粉顆粒大小不均，就會造成在部分顆粒萃取過度的同時，另一些顆粒萃取仍不充分。
濃度是可溶物質與水之間的比例
在瞭解完如何才能完整萃取出全部“理想可溶物質”之後，讓我們來聊一聊“濃度”，即可溶物質比（TDS）。
TDS 是指一杯咖啡中可溶物質和水之間的比例。由於個體差異和口味偏好，每個人對於 TDS 的理解都不盡相同。總的來講，1.15%-1.35%是較爲理想的可溶物質比。
也就是說，1份可溶物質需要兌上99份水，咖啡纔會變得好喝。
被萃取出的可溶物質決定了咖啡的口味，而 TDS 則能夠顯示這些口味的濃烈程度。若把口味比作“音樂”，TDS則好比是“音量”。
提高 TDS，咖啡的口味會變得更濃，但如果某些口味的濃度過高，就會蓋過其他更加細微、精緻的味道。下圖展示了不同TDS下咖啡的口味特徵：
萃取率和可溶物質比（TDS）是衡量咖啡品質最關鍵的兩大要素。希望本文的內容能夠讓大家初步理解咖啡萃取的過程，以及萃取率和 TDS 的概念與含義。
