Tỉ lệ và lượng chiết xuất
Sự chiết xuất cà phê diễn ra ở hai giai đoạn. Giai đoạn đầu, khi nước nóng tiếp xúc với bột cà phê sẽ làm giải phóng khí ga, đồng thời ngay lập tức rửa trôi các chất rắn trên bề mặt bột cà phê. Giai đoạn hai, khi các sợi fiber của bột cà phê bắt đầu hấp thụ nước và bột cà phê bắt đầu phồng lên, nước nóng sẽ đẩy khí CO2 ra khỏi cà phê và các hương dễ bay cũng sẽ thoát ra ngoài, các chất rắn trong cà phê bắt đầu tan ra và hoà vào dung dịch xung quanh thông qua sự khuếch tán.
Sự chiết xuất sẽ bắt đầu rất nhanh nhưng tiếp diễn từ từ khi các chất rắn được đưa ra khỏi bột cà phê. Hình bên dưới là một đồ thị cơ bản về quá trình chiết xuất cà phê
Tốc độ chiết xuất được quyết định bởi độ mịn của bột cà phê, nhiệt độ của hỗ hợp dung dịch bột cà phê và nước trong quá trình chiết xuất (slurry) , nồng độ đậm đặc của hỗn hợp dung dịch bột cà phê và nước (concentration gradient) , sự khuấy động trong quá trình pha và tỉ lệ pha. Các yếu tố trên không có thứ tự ưu tiên yêu tố nào là quan trọng hơn cả. Ví dụ, sử dụng cà phê mịn hơn, nhiệt độ nước cao hơn và khuấy động nhiều hơn hoặc giảm tỉ lệ pha đều tăng độ chiết xuất cà phê. Tổng lượng được chiết xuất cuối cùng là kết quả của tỉ lệ chiết xuất và thời gian tiếp xúc của cà phê và nước.
Chất lượng chiết xuất
Mặc dù những yếu tố trên quyết định đến lượng chất rắn được chiết xuất từ bột cà phê, nhưng về mặt chất lượng và sự cân bằng về hương vị của cà phê thì được xác định bởi: nhiệt độ chiết xuất, độ đồng đều của cỡ bột, chất lượng nước và thời gian pha. Bên cạnh đó, sự đồng nhất trong việc chiết xuất toàn bộ khối bột cà phê có yếu tố then chốt đến chất lượng hương vị.
Tổng chung, các yếu tố sau ảnh hưởng đến tỉ lệ chiết xuất:
- Nhiệt độ hỗn hợp dung dịch bột cà phê và nước
- Độ mịn của bột cà phê
- Độ cô đặc của hỗn hợp dung dịch bột cà phê và nước
- Khuấy đảo trong quá trình pha
- Tỉ lệ pha
Các yếu tố sau ảnh hưởng đến chất lượng hương vị chiết xuất:
- Nhiệt độ hỗn hợp dung dịch bột cà phê và nước
- Độ đồng đều về độ mịn của bột cà phê
- Chất lượng nước
- Thời gian tiếp xúc
- Độ đồng nhất trong quá trình chiết xuất khối bột cà phê
Nhiệt độ
Nhiệt độ nước cao hơn sẽ dẫn tới tỉ lệ chiết xuất diễn ra nhanh hơn vì hầu hết các hợp chất đều hoà tàn được trong nước ở nhiệt độ cao. Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến hương vị vì mức độ hoà tan trong nước của một số hợp chất cũng thay đổi tại các mức nhiệt độ khác nhau. Đề xuất nên sử dụng nước ở nhiệt độ phù hợp để tạo ra hỗn hợp bột cà phê và nước ở nhiệt độ 91 tới 94 độ C. Việc đo nhiệt độ của hỗn hợp dung dịch bột cà phê và nước là rất quan trọng, không chỉ đơn giản là đo nhiệt độ của nước trước khi nó tiếp xúc với cà phê. Vì sẽ có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ của hỗn hợp này khiếp nó thấp hơn rất nhiều nhiệt độ ban đầu của nước. Ví dụ, trong phương pháp pha tay, Chemex sẽ làm mất nhiệt độ của nước rất nhiều vào không khí. Bên cạnh đó các dụng cụ pha chế cũng sẽ làm mất nhiệt đi rất nhiều, trừ khi chúng được làm nóng chúng đến nhiệt độ nước trước khi pha. Nhiệt độ hỗn hợp nước và cà phê nếu thấp hơn 91 độ C có thể tạo ra vị chua tiêu cực, còn nếu cao hơn 94 độ thì có thể tạo ra vị đắng, chát và khô.