在過去的幾年裡，咖啡行業的科學界經歷了一場涉及創新、技術、研究和實驗的複興。
大多數精品咖啡專業人士一直致力於在咖啡的各個方面追求卓越——衝煮、烘焙、種植、加工等——但近年來，對更科學、更數據驅動的咖啡方法的興趣真正佔據了上風。關閉並成為主流。
不久前，您還很難找到一家使用秤或折光儀來測量和改進咖啡的咖啡店。如今，此類工具的使用司空見慣，並被視為最佳實踐的一部分。
同樣，越來越多的烘焙師正在使用軟件或智能烘焙機（如Ikawa Sample Roaster）來更好地記錄和評估他們的烘焙。在當今咖啡科學的黃金時代，沒有什麼是不可衡量的。
水分活度 101
最近特別受到進口商和烘焙商特別關注的咖啡科學主題之一是生咖啡中的水分活度。儘管長期以來，精品咖啡協會一直將水分活度的測量視為質量參數，但對該主題的研究相對較少。2016 年至 2020 年間，我們在可持續收穫組織進行了一項研究，以進一步調查水分活度與生咖啡之間的關係。
我們探討了以下問題：
水分活度與生咖啡質量有何關係，為什麼重要？
水分活度對哪些質量因素影響最大？
作為生產商和進口商/烘焙商的質量控制參數，是否應該或多或少地重視水活性？
您可以在我們今年早些時候發表的論文中閱讀完整的研究——以及這些問題的答案。但要了解基礎知識，您需要了解以下內容：
什麼是水分活度？
從技術上講，水活度是物質中水的分蒸氣壓與純水的分蒸氣壓（在標準條件和相同溫度下）的比值。
這裡有一個簡單的方法來說明蒸氣壓：想像一個密封的容器，裡面裝滿了一半的純水。隨著水的蒸發，水分子充滿水上方的空氣並產生壓力——這就是純水的蒸汽分壓。
水分活度的測量範圍為 0.0 到 1.0，其中 1.0 是純水。除純水外，所有其他物質的水活度都小於 1.0。
理解水活度的另一種方法是將其視為測量物質中水的化學可用性，即物質中多少水未結合併自由參與化學反應。更高的水活度意味著更多的水可用於化學反應，反之亦然。
水分活度和水分含量一樣嗎？
不！水分活度與水分含量不同，儘管這兩種測量密切相關。水分含量只是衡量物質中水量相對於其重量的量度（例如，在 20% 的水分含量下重 5 磅的物質意味著有 1 磅的水重量）。
水分含量衡量一種物質中總水的含量，而水活度衡量的是有多少水可以通過化學方式進行反應。
雖然水分含量和水分活度相關，但重要的是要注意它們不直接相關，這意味著特定水分含量並不表示任何特定的水分活度測量。一般來說，隨著水分含量的增加或減少，水分活度會相應地增加或減少——但情況並非總是如此。根據經驗，在給定一定水分含量的情況下，假設一定範圍的水分活度讀數是安全的（反之亦然）。
生咖啡中水分活度的重要性是什麼？
在生咖啡加工的干燥階段和生咖啡儲存期間，達到並保持理想的水分活度對於確保生咖啡保持穩定至關重要。
我們所說的“穩定”是什麼意思？
如前所述，較高的水活度意味著有更多的水可用於參與化學反應；就生咖啡而言，高水分活度意味著有更多的水可以促進黴菌和真菌的生長，其中一些是有毒的。更多的可用水也會加速導致降解（例如氧化和老化）的化學過程。
另一方面，如果水分活度太低，那么生咖啡種子將沒有足夠的水來維持其重要的酶促反應（有趣的事實：生咖啡種子確實是活的，你實際上可以種植在合適的條件下從生咖啡中提取新咖啡植物）。如果沒有足夠的水，種子就會死亡，從而導致烘焙時咖啡中出現“扁平”或陳舊的味道。
水分活度是一個熱力學參數，受溫度和環境條件變化的影響。它是對系統中能量狀態的測量；在這種情況下，系統是咖啡豆。水分活度越高，豆子中的能量越高，這將導致更快的物理和感官惡化。
穩定的水分活度——既不會太高以促進不需要的過程，也不會太低以至於停止種子代謝活動，並且不會在高低之間波動——對於正確維護生咖啡至關重要。
水分活度有何影響？
首先，我們發現水分活度和杯子得分之間沒有相關性。在某些情況下，我們給咖啡打了很高的分，發現它們的水分活度遠遠超出了可接受的範圍。就我們現在所知，水分活度不是杯測分數的有用預測指標。
然而，水分活度可以預測咖啡隨著時間的推移保持其質量的程度；換句話說，水分活度對儲存中的生咖啡有巨大影響。咖啡具有吸濕性，這意味著它傾向於從周圍環境中吸收水分。水分活度高的咖啡會比水分活度低的咖啡吸收更多的水，從而加速降解並縮短保質期。這將導致異味和缺陷（如苯酚）的產生、風味和香氣等感官品質的喪失以及快速的物理劣化。
一杯咖啡在高水分活動中的杯測分數為 88 分，在短短幾個月的時間裡，它的杯測分數可能會下降多個分。如果同樣的咖啡具有理想的水分活度——並且在適當的儲存條件下保存——它很可能可以將其質量保存幾個月。
那麼咖啡的理想水分活度範圍是多少？
在我們的研究中，我們發現生咖啡的最佳水分活度範圍在 0.45aw – 0.55aw 之間。在適當的儲存條件下，此範圍內的咖啡將保持質量至少 6-8 個月，甚至可能更長。事實上，我們發現 0.50aw 是我們測試的咖啡中最穩定的點，而且這些咖啡在儲存中至少能保持 18 個月的質量！
該水分活度範圍還與大約 10.5%-11.5% 的水分含量範圍相關。
烘焙師的主要收穫是什麼？
首先也是最重要的：確保正確存放咖啡！這是您可以做的最好的事情，以確保您從咖啡中獲得最大的收益。
關於生咖啡儲存的話題有很多要說的，但簡而言之：將咖啡放在涼爽的地方（60-70°F 之間），避免陽光直射，乾燥，濕度保持在 50% 左右。還要注意不要讓您的咖啡經歷溫度或濕度的大幅波動。
如果您碰巧發現自己喝的咖啡水分活度低於理想值，那麼這些應該是您首先使用的咖啡。由於這些咖啡的質量會下降得最快，因此請盡快烘焙它們，以便您可以“捕捉”它們的最佳價值和特徵，同時它們仍在杯測中。
最後，請記住，水分活度隨時間波動是正常的。只要它保持在正確的範圍內，就應該沒有什麼可擔心的。