น้ำสำหรับชงกาแฟ (Water for Coffee)

     ในกาแฟหนึ่งแก้วจะมี “น้ำ” เป็นส่วนประกอบที่สำคัญและมีสัดส่วนมากที่สุดเลยก็ว่าได้ ซึ่งในกาแฟที่สกัดแบบเอสเพรสโซมีน้ำอยู่ประมาณ 90% และการสกัดแบบฟิลเตอร์มีน้ำมากถึง 98% โดยที่น้ำจะทำหน้าที่เป็นตัวทำละลายกลิ่นหรือรสชาติที่มีอยู่ในกาแฟออกมา ดังนั้นจึงแทบปฏิเสธไม่ได้เลยว่าน้ำนั้นเป็นส่วนสำคัญเป็นอันดับต้นๆ ที่มีผลต่อรสชาติกาแฟเป็นอย่างยิ่ง

     ก่อนอื่นเรามาทำความรู้จักกับองค์ประกอบพื้นฐานของน้ำกันก่อน โดยพื้นฐานแล้วน้ำ เป็นของเหลวใส ไม่มีกลิ่น ไม่มีสี ไม่มีรสชาติ

     และมีคำที่บอกว่า “น้ำ คือ ตัวทำละลายที่ดีที่สุดในโลก” เนื่องจากโมเลกุลของน้ำ 1 โมเลกุล (H2O) ประกอบด้วยอะตอม 2 ชนิด คือ Oxygen 1 อะตอม และ Hydrogen 2 อะตอม ทั้งสองอะตอมนี้จะดึงดูดกันด้วยแรงคล้ายแรงแม่เหล็กไฟฟ้าหรือขั้วไฟฟ้า เรียกคุณสมบัตินี้ว่า Polarity ซึ่งคุณสมบัติ Polarity นี้เอง ทำให้โมเลกุลของน้ำสามารถจับกันเองได้เพื่อให้ขนาดโมเลกุลใหญ่ขึ้น จนทำให้น้ำมีคุณสมบัติเป็นของเหลว สามารถไหลไปไหนมาไหนได้และไม่สามารถเปลี่ยนรูปได้ง่าย

     นอกจากนี้น้ำยังมีคุณสมบัติในการละลายสารต่างๆ ได้ดี โดยสารที่ละลายน้ำได้นั้นจะสามารถแตกตัวได้เมื่อเจอกับน้ำ แล้วกลายเป็นประจุหรือไอออนลอยอยู่ในน้ำ ซึ่งเราเองอาจจะมองไม่เห็นได้ด้วยตาเปล่า แต่ในขณะเดียวกันก็มีสารที่ไม่ละลายน้ำเช่นเดียวกัน เช่น น้ำมัน ซึ่งเวลาที่น้ำมันเจอกับน้ำจะทำให้เกิดการแยกชั้นนั่นเอง

     ด้วยเหตุผลดังกล่าวนี้ ทำให้เวลาที่น้ำในธรรมชาติไหลไปที่ไหน ก็จะทำละลายและพาเอาสารต่างๆ ไปด้วย ทำให้แหล่งน้ำในแต่ละที่มีองค์ประกอบในน้ำแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับแร่ธาตุในดินหรือหิน ณ บริเวณนั้นมีแร่ธาตุแตกต่างกันอย่างไร น้ำบางแหล่งอาจมีรสชาติที่อร่อย เช่น น้ำแร่ เป็นต้น จึงถูกนิยมนำมาทำเป็นน้ำดื่มในปัจจุบัน

     น้ำที่มีสิ่งเจือปนที่เรียกว่า Impurity โดยสิ่งเจือปนที่ละลายปะปนไปกับน้ำที่เราเรียกว่า Dissolved Solid ซึ่ง Dissolved Solid บางชนิดจะส่งผลต่อรสชาติของกาแฟ โดยทั่วไปจะถูกเรียกรวมๆ ว่า Total Dissolved Solid หรือ TDS แต่มีคำถามว่า น้ำที่มีค่าTDS เท่ากัน แปลว่าคุณภาพน้ำเหมือนกันรึเปล่า? คำตอบคือ ไม่เหมือนกันเสมอไป แล้วถ้าน้ำมีค่า TDS เหมือนกัน ชงกาแฟตัวเดียวกัน ออกมารสชาติต่างกันได้ แล้วสารอะไรในน้ำที่มีผลต่อรสชาติกาแฟ?

     เรามาทำความรู้จักกับ Total Dissolved Solid หรือ TDS คือ ค่าของปริมาณสารที่ละลายในน้ำทุกอย่าง ไม่ว่าจะเป็นแร่ธาตุรวมถึงสารพิษต่างๆ ขอแค่ละลายน้ำได้ก็จะถูกนับเป็นส่วนหนึ่งของค่า TDS ทั้งหมด จากหลักการทางวิทยาศาสตร์ที่ว่าสารต่างๆ ที่ละลายน้ำได้แสดงว่าจะต้องแตกตัวได้เเละเกิดประจุไฟฟ้าบวก-ลบอยู่ในน้ำ ทำให้นักวิทยาศาสตร์เอาหลักการนี้มาสร้างเครื่องวัดค่า TDS ทางอ้อม คือ การวัดค่าประจุไฟฟ้าในน้ำแทน เรียกว่า Conductivity (ค่าการนำไฟฟ้า) ดังนั้น เครื่องวัด TDS แบบที่เราใช้กันทั่วไป ที่นำไปจุ่มในน้ำแล้วจะแสดงค่าเป็นตัวเลข มีชื่อเต็มว่า TDS Conductivity Meter หรือ เครื่องมือวัดค่า TDS จากการวัดค่าการนำไฟฟ้า จึงทำให้ค่าที่ได้ไม่ค่อยแม่นยำนัก เนื่องจาก

     1. ไม่สามารถระบุได้ว่าสารที่วัดได้ในน้ำคือแร่ธาตุอะไร ใช่แร่ธาตุที่เราต้องการทราบหรือไม่

     2. แร่ธาตุแต่ละตัวมีลักษณะการนำไฟฟ้าต่างกัน ดังนั้นการวัดค่าการนำไฟฟ้า จึงทำให้ได้ผลลัพธ์ออกมาไม่เหมือนกัน อาจเกิดความคลาดเคลื่อนของการแปรผลได้ถึง 30%

     แต่การวัดค่า TDS Conductivity นั้น จะมีประโยชน์ในกรณีที่เรารู้ว่าในน้ำมีสารอะไรแน่นอน เช่น การนำเอาน้ำที่ผ่านการกรองแบบ Reverse Osmosis (RO) จะมีค่า TDS ต่ำมาก (0-10 ppm) มาผสมกับแร่ธาตุที่เราต้องการ ถ้าเรารู้ค่าที่ TDS ที่ต้องการจากการคำนวนมาแล้ว ก็อาจจะใช้เครื่องมือตรวจสอบได้ หรือการวัดค่าน้ำประปาในแต่ละวัน ก็อาจจะใช้เปรียบเทียบคุณภาพน้ำได้บ้าง แต่ไม่สามารถบอกได้ว่าสิ่งที่วัดได้คืออะไร นอกจากนี้การวัด TDS ยังมีประโยชน์ในการตรวจสอบค่าประสิทธิภาพของการกรองน้ำ เช่น การกรองด้วย RO ค่า TDS ควรจะเป็น 0 หรือต่ำมาก หรือบอกคุณภาพน้ำดื่มได้ เช่น มีค่าสูงเกิน 500 อาจทำให้เกิดโรคนิ่วได้

     เมื่อค่า TDS เป็นผลรวมของแร่ธาตุหรือปริมาณสารที่ละลายน้ำทุกตัว ซึ่งไม่สามารถระบุได้ว่ามีแร่ธาตุอะไรบ้าง และไม่ใช่แร่ธาตุทุกตัวจะเหมาะสมสำหรับการชงกาแฟเสมอไป ดังนั้นแล้วการหาน้ำที่เหมาะสมสำหรับการชงกาแฟจะใช้เพียงค่า TDS อย่างเดียวอาจจะไม่เพียงพอ เราจำเป็นต้องดูรายละเอียดอื่นๆ ร่วมด้วย ซึ่งวันนี้เราจะมาทำความรู้จักกับ 3 ค่าในน้ำ ซึ่งเป็นปัจจัยหลักสำคัญที่จะส่งผลต่อรสชาติของกาแฟกันครับ นั่นก็คือ ค่า pH, ค่า Total Hardness และค่า Alkalinity ในน้ำนั่นเอง เดี๋ยวเรามาดูกันว่าค่าเหล่านี้ทำไมถึงมีความสำคัญต่อรสชาติของกาแฟ

1. ค่า pH หรือ ค่าความเป็นกรด-ด่าง

     โดยปกติน้ำบริสุทธิ์ที่ไม่มีสิ่งเจือปนจะมีค่าเป็นกลาง เมื่อวัดค่า pH ที่อุณหภูมิ 25°C จะมีค่า pH เท่ากับ 7 ซึ่งคุณสมบัติของน้ำ (H2O) จะเป็นตัวรักษาสมดุลของกรด-ด่าง เมื่อมีสิ่งเจือปนในน้ำ น้ำและสามารถแตกตัวเป็นได้ทั้งกรดและด่าง เพื่อปรับสภาพน้ำมีค่าเป็นกลางมากที่สุด โดยสามารถแตกตัวเป็น H+ (โปรตอน) และ OH- (ไฮดรอกไซด์) ได้ทันทีตลอดเวลา

     ค่าความเป็นกรด (Acid) หมายความว่า เวลาวัดค่า pH จะได้ค่าต่ำกว่า 7 เนื่องจาก การวัดค่า pH ของน้ำ คือ การวัดค่าประจุของ Hydrogen ions (H+) ในน้ำ ตามคำนิยามของสารที่เป็นกรด (Acid) คือ สารที่พอละลายน้ำแล้วจะแตกตัวให้ค่า H+ ออกมา ส่วนสารที่เป็นด่าง (Base) คือสารที่พอละลายน้ำแล้วแตกตัวให้ Hydroxide ions (OH-) ออกมา

     ดังนั้น ถ้าเอากาแฟคั่วอ่อนไปชงกับน้ำที่ผ่านการกรองแบบ Reverse Osmosis (RO) คือ น้ำที่แทบจะไม่มีแร่ธาตุอะไรเหลือในน้ำ จะทำให้กรดในกาแฟแตกตัวให้ H+ ออกมา รวมกับ CO2 ที่อยู่ในเมล็ด ที่เกิดเป็นกรดคาร์บอนิก (Carbonic acid) เป็นการเพิ่มกรดเข้าในน้ำอีก ทำให้กาแฟที่ได้มักจะเปรี้ยวขึ้น และรสชาติไม่สมดุล

     แต่ในธรรมชาติ เช่น ในแหล่งน้ำธรรมชาติ หรือในร่างกายเรา จะมีการรักษาสมดุลกรดด่างอยู่ผ่านระบบที่เรียกว่า Carbonate system คือ Bicarbonate (HCO3-) ที่มีความเป็นด่างอ่อน คอยเข้าไปปรับสมดุลกับกรดที่เพิ่มเข้ามา เพื่อให้ค่า pH ออกมาเป็นกลางเสมอ

     ข้อสังเกตที่สำคัญ คือ ค่า pH แม้จะแสดงความเป็นกรด-ด่าง แต่ไม่ได้บอกว่าจะมีจำนวนกรดจริงๆ มากน้อยแค่ไหน เพราะค่า pH เป็นผลลัพธ์สุดท้ายหลังจากที่น้ำพยายามจะรักษาสมดุลของสารละลายทั้งหมดที่อยู่ในน้ำให้เป็นกลางให้ได้ ซึ่งค่า pH ตามมาตรฐาน SCA แนะนำจะอยู่ที่ pH 6.5 – 7.5 เพื่อให้ค่าเป็นกรดหรือด่างในน้ำไม่ส่งผลกระทบต่อรสชาติของกาแฟ

2. ค่า Total Hardness หรือ ค่าความกระด้างของน้ำ

     หมายถึงค่าของปริมาณแร่ธาตุของ แคลเซียม (Calcium) และ แมกนีเซียม (Magnesium) ที่แตกตัวอยู่ในน้ำ แม้ความจริงอาจจะมีค่าอื่นในน้ำด้วย แต่ตามมาตรฐานน้ำดื่มจะต้องมีน้อยมากจนไม่นำมาคิดคำนวณ

     ค่าของแคลเซียมและแมกนีเซียมในน้ำจะเป็นตัวบอกค่าความกระด้าง ซึ่งตามมาตรฐาน SCA จะให้อยู่ที่ประมาณ 50-175 ppm

โดยคุณ Christopher Hendon และ Maxwell Colonna-Dashwood ได้ทำการศึกษาเรื่องน้ำสำหรับกาแฟ พบว่าหากในน้ำมีแคลเซียมและแมกนีเซียมอยู่ จะช่วยเพิ่มการทำละลายของสารให้กลิ่นและรสชาติในกาแฟดีกว่าน้ำที่มีค่าแคลเซียมและแมกนีเซียมน้อยหรือไม่มีเลย

     จากการศึกษาดังกล่าวพบว่าแมกนีเซียมมักจะชอบจับพวก Citric, Malic หรือรสชาติโทน Fruity ในกาแฟออกมามากเป็นพิเศษ ขณะที่แคลเซียมจะจับสารที่ให้รสแนวหนักที่ทำให้รู้สึก Creamy

     แต่ปัญหาหนึ่งของน้ำที่มีแร่ธาตุสูงคือ มีโอกาสเกิดตะกรันได้ง่าย เพราะเมื่อเราต้มน้ำที่กระด้าง ก็จะทำให้เกิดหินปูนเกาะตามผนังหม้อต้มและท่อต่างๆ ทำให้การต้มน้ำให้ร้อนยากขึ้นและมีผลต่อการไหลของน้ำในเครื่องชงกาแฟด้วย ดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องควบคุมคุณภาพของน้ำไม่ให้มีค่าความกระด้างที่มากเกินไป

3. Alkalinity หรือ Acid Buffer Capacity

     คือ ค่าความสามารถในการรักษาสมดุลความเป็นกลางของน้ำ ซึ่งเราจะวัดจากค่า Bicarbonate (HCO3-) ในน้ำ ซึ่งในธรรมชาติจะมีกระบวนการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศเป็นส่วนหนึ่งใน “วัฏจักรคาร์บอน” (Carbon Cycle) โดยน้ำทำหน้าที่เป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอนที่สำคัญ และยังช่วยควบคุมปริมาณของคาร์บอนในชั้นบรรยากาศโลกอีกด้วย ด้วยความที่น้ำสามารถดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์นี้เองจะทำให้น้ำมีค่าความเป็นกรดสูง แต่ด้วยน้ำมีคุณสมบัติเป็น Buffer ที่ดี จะมีการรักษาสมดุลกรดด่างอยู่ผ่านระบบที่เรียกว่า Carbonate system คือ Bicarbonate (HCO3-) ที่มีความเป็นด่างอ่อน คอยเข้าไปปรับสมดุลกับกรดที่เพิ่มเข้ามา เพื่อให้ค่า pH ออกมาเป็นกลางเสมอ

     ค่า Bicarbonate มีความสำคัญในการรักษาสมดุลกรด-ด่างทั้งในน้ำและในร่างกายของเรา คือ หากมีการเติมกรด (pH<7) ลงในน้ำ ตัว Bicarbonate จะรีบไปจับกับกรด ทำให้น้ำกลายเป็นกลาง ดังนั้น หากในน้ำมี Bicarbonate มาก ก็จะมีค่า Alkalinity มาก หมายความว่าความสามารถในการเป็น Buffer ก็จะสูงด้วย

     เมื่อเราสกัดกาแฟที่มีความเป็นกรด (pH<7) เจ้า Bicarbonate ก็จะไปจับกับกรดทันที ซึ่งกรดที่แตกตัวไปแล้วก็จะกลายเป็นสิ่งที่เรียกว่า Conjugated Base ทำให้กาแฟมีรสเปรี้ยวน้อยลงจนอาจจะไม่มีรสชาติ หรืออาจเกิดรสขมหรือรสเค็มก็ได้ ขึ้นกับว่าในน้ำมีสารอะไรอยู่

     ดังนั้น หากน้ำมีค่า Alkalinity สูง ก็หมายความว่ามีค่า Bicarbonate สูง เมื่อชงกาแฟแล้วความเปรี้ยวก็จะหายไปหมด เพราะค่า Calcium และ Magnesium ในธรรมชาติ มักจะอยู่ในรูปของ Calcium bicarbonate และ Magnesium bicarbonate ดังนั้น ถ้าแร่ธาตุสูง ค่า Alkalinity ก็จะสูงไปด้วยนั่นเอง

น้ำที่มีค่า Alkalinity ที่ต่ำไปก็ไม่ดีเช่นกัน โดยเฉพาะน้ำที่ไม่มีแร่ธาตุเลย เพราะจะทำให้เกิดการกัดกร่อนของโลหะได้ อาจทำให้เครื่องชงเสียหายเช่นกัน ดังนั้นจึงต้องมีการปรับคุณภาพน้ำให้เหมาะสมก่อน จึงทำให้มีการตั้งค่าน้ำมาตรฐานที่ SCA กำหนดไว้

ค่าน้ำมาตรฐาน

     ค่าน้ำมาตรฐานที่ SCA กำหนดให้ ซึ่งจะมีค่าสำคัญคือ

- ค่า TDS ประมาณ 75-250 mg/L โดยค่าเฉลี่ยจะอยู่ที่ 150 mg/L

- ค่า Total hardness 17-85 mg/L

- ค่า Alkalinity 40 mg/L

- ค่า pH 6.5 – 7.5

     การศึกษาของ Christopher Hendon และ Maxwell Colonna Dashwood คนที่เขียนหนังสือ Water for Coffee จะพบว่า ค่าน้ำในอุมดมคติจะมีขอบเขตแตกต่างจากที่ SCA กำหนด คือ

- ค่า Total Hardness จะอยู่ในช่วง 50-175 ppm

- ค่า Alkalinity อยู่ที่ 35-75 ppm

- ค่า pH 7-8 คือเป็นกลางหรือด่างนิดหน่อย

     จะเห็นได้ว่า “น้ำ” ถือเป็นส่วนสำคัญที่ส่งผลต่อรสชาติของกาแฟได้ การเลือกน้ำที่จะนำมาใช้การสกัดกาแฟนั้น จริงๆ แล้วโดยทั่วไปน้ำควรสะอาด ปลอดภัย ไม่มีสีและไม่มีกลิ่น แต่ถ้าเราเข้าใจถึงองค์ประกอบในน้ำที่มีผลต่อรสชาติของกาแฟแล้ว ก็จะทำให้เราเลือกน้ำได้ง่ายยิ่งขึ้น เพื่อนำมาสกัดกาแฟให้เหมาะสมกับเมล็ดกาแฟที่เราใช้ได้และได้รสชาติที่เราต้องการ เช่น ถ้าต้องการกาแฟที่มีรสเปรี้ยวน้อย เนื้อสัมผัสมาก ก็ควรใช้น้ำที่มีค่า Alkalinity และ Total Hardness ใกล้เคียงกัน หรือถ้าต้องการกาแฟที่มีรสเปรี้ยวชัดเจนก็ควรจะใช้น้ำที่มีค่า Total Hardness มากกว่า Alkalinity เป็นต้น

     ทั้งนี้หากใครสนใจอยากศึกษาเพิ่มเติม ก็สาสามารถไปลองหาซื้อน้ำ หรือลองผสมขึ้นมาเองเพื่อมาสกัดกาแฟกันได้ จะทำให้กาแฟชงกาแฟสนุกมากขึ้น


Overdose Season 2 : Ep.08 Water for Coffee