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萃取咖啡时，将磨好的咖啡粉放入滤杯中再精心注水。第一次注水要少量，且静置至浸透咖啡粉，然后再分为3～4次注水（也有一次性注水完毕）。为什么要分这些步骤呢？这是因为咖啡萃取时利用了溶解和扩散的原理。
萃取咖啡时，如果仔细观察滤杯就可以看出咖啡的变化过程，这对萃取咖啡起著参考作用。但是滤杯里夹着滤纸不能直接看到里面的变化，所以准备一套与滤杯相似的透明的器具。那么萃取时，溶解和扩散是如何进行的呢？
手冲咖啡的核心原理是溶解和扩散
在烘焙过程中，咖啡细胞内部发生化学反应，生成散发出咖啡香气和味道的多种成分。作为这些化学反应的副产物，咖啡内部慢慢形成的气体，使细胞开始膨胀。这些气体和水分通过细胞内部非常小的细孔往外排出。这些不计其数的细孔中含有烘焙过程中形成的主导咖啡味道的成分。要想溶解这些成分，首先要粉碎咖啡豆，而且尽可能地把咖啡豆细胞组织内部的细孔多裸露到表面。然后慢慢注水，就能溶化出咖啡的成分，这就是溶解。
为了顺利进行溶解，我们可以考虑把咖啡粉磨到最细，使细胞内的所有成分得到溶解。但是磨得太细就容易堵住滤纸，所以实际萃取时咖啡粉只磨成芝麻粒大小。这样有一些含有咖啡成分的细胞被裸露到表面，也有一些细胞未露出表面。还有一些含有咖啡成分的细胞通过粉碎也不能破碎，这种细胞无法通过溶解来萃取，这时只能通过扩散才形成萃取。
咖啡装入滤杯里，先少量注水至咖啡浸透，咖啡就开始膨胀。这是因为热水顺着烘焙过程中形成的咖啡细胞之间的毛细管，浸入到咖啡细胞内的同时，把细胞内的气体往外推挤出来，使得咖啡膨胀。
进入到咖啡细胞内的水，开始溶解咖啡成分从而形成了浓厚的咖啡溶液。静置一会儿再次往滤杯内注水，这时咖啡细胞内形成的溶液和新注入的水之间产生浓度之差，浓浓的咖啡溶液就开始往新注入的水中推送咖啡成分，这种过程就是扩散。
就这样，为了更顺利地进行溶解，以及充分形成以浓度之差引起的扩散，正式萃取之前往咖啡细胞内第一次注水之后静置30～40秒的过程叫作事前萃取（也叫闷蒸）。在这个过程中，咖啡已充分形成萃取准备。
秘诀在于咖啡和水均匀接触
将烘焙好的咖啡豆拿到显微镜下观看会发现有很多的小孔，就因为这样的多孔结构，注水时咖啡粉会浮在水面。
仔细观察浮在水面的咖啡粉，可以看出被分成了两层。底层因为咖啡粉充分与水接触，从而形成了咖啡成分活跃地溶解和扩散，但是上层与咖啡中排出来的气体混合在一起，因此咖啡无法充分地与水接触。因此即使放入足够的咖啡粉，有一部分的咖啡成分不能完全地溶解出来。
为使充分形成溶解和扩散，咖啡里注水后，有时也用勺子在滤杯里搅拌。通过勺子搅拌，被分层的部分再次混合，这样咖啡和水就可以充分地接触。如果注水时精心一点儿，可以不用勺子搅拌，咖啡粉也能充分地与水接触。
经常会听到有人说注水时为避免咖啡层的塌陷，都要小心仔细地控制水流进行注水。但是像图片里看到的那样，水面上漂浮的咖啡粉上即使用再细的水流注入，落下的水流还是给表面咖啡层带起冲击力，使得咖啡随着水流下沉到底层后又再次浮到水面上。就因为这种现象，咖啡与水能够充分均匀地接触。
注水本身就是为了让水和咖啡充分搅匀，所以只要能够让水和咖啡充分地搅匀，不管注水方法如何，对咖啡的味道也没有多大的影响。
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