前言很多咖啡從業(yè)者和重度的咖啡玩家，會注意咖啡沖煮用水的總溶解性固體總量（Total dissolved solids，TDS）。從TDS的概念可以得知，TDS值越高表示水中含有的溶解物越多，可是TDS值并不能反映水中溶解物的離子狀態(tài)，包括濃度以及離子類型。意思就是TDS值的高低只能反映水中溶解了物質的多少，并不能反映水中到底溶解了什么。所以從咖啡萃取的角度上看，水的TDS值的高低實際上并不能完全真實反映到底是什么影響了咖啡的萃取?！?不同角度下的咖啡萃取首先我們先來理解什么是咖啡的萃取，咖啡的萃取不同于化學意義上的萃取，化學意義上萃取的定義是利用物質在兩種互不相溶（或微溶）的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同，使溶質從一種溶劑內(nèi)轉移到另外一種溶劑中的方法。從化學的角度上看，手沖咖啡的萃取本質上是指：咖啡中的可溶于水的風味物質(包括親水性有機物和可溶于水的無機物)溶解于水，難溶于水的風味物質脫離咖啡擴散到水的過程。為了方便起見，本文所提及的“萃取”均為咖啡的萃取，除特殊說明外。
如果各位同學對萃取概念已經(jīng)有了跟我一樣共識后，那么我們就可以接著討論沖煮用水中的離子到底是如何影響萃取。讓我們先來理解幾個概念，首先是溶解度（Solubility，S）和溶解速率（Dissolving Rate）?！?溶解度與溶解速率溶解度是指在一定溫度下，固態(tài)物質在100g溶劑中達到飽和狀態(tài)時所溶解的溶質的質量，叫做這種物質在這種溶劑中的溶解度。物質的溶解性是物質本身的屬性，用來描述物質溶解能力的大小，而溶解度是描述物質在溶劑中的溶解性的定量表示。溶解度的影響因素一般有溶質與溶劑的本身、壓強、溫度。那么我們就很容易理解什么是溶解速率，溶解速率是用來描述物質溶解的快慢的程度。溶解速率的大小跟分子的熱運動相關，所以通過攪拌、振蕩和加熱的方式可以提高溶解速率。世界上不存在絕對不溶的物質，因此難溶的物質也會微量溶解于水，形成沉淀——溶解平衡，我們用溶度積（Solubility product，Ksp）表示。溶度積只與溫度有關，一般情況下溫度越高，物質的溶度積越大。理解了溶解度和溶解速率的概念及其影響因素之后，我們對于手沖咖啡參數(shù)就有了更深一層的了解了。比如在研磨度一定、標準狀態(tài)下（STP）單位時間內(nèi)，提高水溫可以增加萃取率就是因為咖啡難溶于水的風味物質的溶度積隨著溫度的升高而升高，另一方面提高水溫可以加快咖啡風味物質溶解速率。更深層的原因是熱能增加了水分子間的熱運動的劇烈程度，使得水分子更容易進入咖啡中，擁有能量的水分子傳遞能量給咖啡中的風味物質讓風味物質分子獲得能量，增加了風味物質分子間的熱運動劇烈程度，使得風味物質分子更容易擴散到水中。
克里斯托弗·亨登（Christopher Hendon）在 <
Water for Coffee> 中提到水中電離的陽離子與咖啡中的風味物質之間的結合能與離子電荷成正比，與離子半徑成反比。那為什么會有這樣的結論呢？一般而言，咖啡中含有的咖啡因、葫蘆巴堿、黑腐酸、蛋白質類黑素、檸檬酸、蘋果酸、綠原酸、纖維素、阿拉伯半乳聚糖等上千種有機物。而它們在水的溶解性其實各異，含有極性基團（羥基、羧基、酚類、醛基等）分子量較小的有機物更容易溶解于水中，這是因為極性基團容易與水分子中的氧原子的孤對電子形成氫鍵。水中的鈣鎂離子與咖啡中的風味物質的結合其實是在水中形成非共價鍵，咖啡中含有的酯類和羧酸類物質中在水中會一定程度的水解形成有機陰離子，而水中增加鈣鎂陽離子可以與有機陰離子形成靜電引力（Electrostatic attraction），其作用力大小正比于它們帶電量的乘積，反比于它們之間距離的平方。因此水中鈣鎂離子的濃度增大可以增加萃取的速率，其本質就是在水中增加有機物與水中鈣鎂離子的離子鍵形成的概率，從而影響萃取速率。
這也是為什么美國精品咖啡協(xié)會（Specialty Coffee Association，SCA）在Coffee Standard中推薦咖啡用水目標50-175 ppm CaCO3的原因之一。
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