速溶咖啡的诞生
速溶咖啡看似平凡。它只是粉末加热水而已。但要让它真正发挥作用,却花了几十年的时间。
《Works in Progress》
2026年4月6日
奥斯卡·赛克斯(Oscar Sykes)和本杰明·斯塔宾(Benjamin Stubbing)解释了为什么在不破坏咖啡风味的情况下将其干燥是如此困难。
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速溶咖啡的便利性掩盖了一个出人意料的难题。咖啡的魅力在于数百种挥发性化合物,它们创造了它的风味和香气,而这些物质恰恰是最容易在加工过程中消失的。要制造速溶咖啡,需要开发出一种技术,从不溶性的植物残渣中提取咖啡中的可溶性分子,同时不破坏那些让咖啡值得饮用的脆弱化合物。
据记载,第一次尝试制作这种饮料的结果非常糟糕。1771年,也就是咖啡传入欧洲两个多世纪后,伦敦人约翰·德林(John Dring)申请了一项“咖啡化合物”的专利。德林的方法是将磨碎的咖啡与黄油和牛脂混合,然后在铁板上加热,直到混合物变稠成糊状,可以塑造成饼状。这些饼随后溶解在热水中制成咖啡。动物脂肪的作用并不完全清楚。它们可能是为了提取并携带咖啡渣中的可溶性化合物,或者是为了防止磨碎的咖啡氧化。无论德林的目的是什么,这种方法在商业上都不可行,因为脂肪会变质,导致饼很快腐坏。
在19世纪中期,几家公司生产了速溶咖啡浓缩液,可以用水复原。1840年,苏格兰公司T & H Smith开发了一种“咖啡精华”,通过冲泡咖啡并将其浓缩到原体积的四分之一左右制成。这种浓稠液体与菊苣提取物和焦糖糖浆混合,制成类似糖蜜的浓缩物。一两茶匙与沸水混合即可饮用,但它的味道更像是咖啡风味的糖蜜,而不是真正的咖啡。
另一次尝试发生在美国内战期间。1832年,安德鲁·杰克逊总统用咖啡豆和糖取代了士兵每天的酒精配给。这给军队带来了沉重的后勤负担:10万士兵20天的供应量重达250吨,全都需要用马拉货车运输。在野外烘焙、研磨和冲泡咖啡也非常耗时。
1861年,联邦军队开始研究速溶咖啡作为解决方案。他们从HA Tilden & Co公司采购了一种咖啡浓缩物,由浓缩咖啡和加糖炼乳混合而成。这将咖啡的重量和体积减半,但士兵们并不喜欢,他们形容其质地像车轴润滑脂。
这些精华是通过将冲泡好的咖啡煮沸浓缩制成的。这会破坏风味,产生苦涩难喝的饮料,因此有了那句老话“煮沸的咖啡就是毁掉的咖啡”。这就是为什么它们是糖浆状的。如果将所有水分煮干制成干粉,就会摧毁剩余的咖啡风味。要制造可行的速溶咖啡粉,生产商需要一种方法,在不煮沸的情况下从冲泡好的咖啡中去除水分。
一位香料商的解决方案
第一个真正的速溶咖啡粉出现在1889年,由新西兰因弗卡吉尔的一位香料商大卫·斯特朗(David Strang)发明。他开发了一种“干热风”方法,通过吹热空气来去除咖啡中的水分,很可能是使用他几年前获得专利的香料干燥机。虽然热风脱水早在1795年就已在法国用于商业销售面食等食品,但斯特朗是第一个将其应用于咖啡的人。
这种方法的工作原理是通过温暖咖啡周围的空气,而不是直接加热咖啡本身。将水转化为蒸汽需要能量,而蒸发水分会从流过的热空气中吸收能量。由于能量来自空气而非液体,咖啡表面在蒸发时实际上会变冷。这使得液体在干燥过程中始终保持在沸点以下。
作为干粉,它比之前的速溶咖啡尝试更轻、更稳定,更适合运输和储存。该产品在新西兰取得了适度的商业成功,广告称其“远优于任何所谓的咖啡精华”。但味道仍远非理想,咖啡专家阿琼·哈萨德(Arjun Haszard)指出:“鉴于我们对咖啡在热量和空气作用下会发生什么的了解,这一过程无疑会导致热损伤和氧化的咖啡。便携,是的,但很可能也非常难喝。”
斯特朗速溶咖啡的精美包装掩盖了几乎无法饮用的产品。图片来源:Puke Ariki博物馆。
乔治·华盛顿参战
第一个取得广泛商业成功的速溶咖啡出现在1909年,当时比利时-英国发明家乔治·康斯坦特·路易斯·华盛顿(George Constant Louis Washington)推出了Red E Coffee。华盛顿将自己的方法作为商业秘密,因此确切工艺仍未知,但结果显然没有比之前的尝试好多少,味道被描述为“令人不快”。华盛顿的成功似乎主要来自他率先建立了工业规模的生产设施,位于布鲁克林的布什终端工业园区。
这款咖啡在生产初期相当受欢迎,但第一次世界大战爆发后需求激增。军方采购了全部可用产量,最高峰时每天达3.7万磅(16.7公吨)。尽管味道不佳,但速溶咖啡的极大便利性为部队提供了巨大的士气提升。一位士兵写给家人的信捕捉到了这种情感:
尽管有老鼠、雨水、泥泞、穿堂风、炮声轰鸣和炮弹尖啸,我还是很开心。只需一分钟点燃我的小油炉,就能冲一杯乔治·华盛顿咖啡……每天晚上我都会特别祈祷华盛顿先生的健康和福祉。
到战争结束时,美国军队被称为地球上伙食最好的军队。速溶咖啡配给无疑是一种令人羡慕的奢侈品。
华盛顿咖啡在美国海外士兵中的巨大成功,甚至在战后仍成为其营销的核心。图片来源:维基共享资源。
解决粘稠问题
1929年,华尔街崩盘重创巴西经济。巴西高度依赖咖啡出口,咖啡占其出口总额的一半,而美国是其最大客户。咖啡价格在一年内暴跌90%,促成了1930年的革命并推翻了政府。为了稳定价格,巴西政府在多年间焚烧了103亿磅(460万吨)咖啡。这相当于全球三年咖啡产量的总和。1937年《时代》杂志的一篇文章描述了这一场景:“巨大的灰绿色咖啡豆堆在巨大烟柱下缓慢闷烧,驳船缓慢驶向大海将咖啡倾倒入海,工人们将咖啡和焦油混合制成砖块用于建筑。”
在危机期间,法国和意大利南美银行(Banque Française et Italienne pour l’Amérique du Sud)发现自己的仓库里堆积了大量剩余咖啡。为了找到这些多余咖啡豆的用途,他们找到了雀巢主席路易·达普尔斯(Louis Dapples)——他曾是该银行的员工——提出开发更好的速溶咖啡产品的建议。
1932年,瑞士化学家马克斯·摩根塔勒(Max Morgenthaler)负责该项目,但一直没有成功迹象,雀巢在1935年削减了资金支持。摩根塔勒没有气馁,他自己购买咖啡豆,并在家中继续研究,偶尔在工厂实验室安静时使用设备。1937年4月,他取得了突破,并向雀巢执行董事会展示了样品。他们反应良好。一位与会者惊呼:“雀巢妈妈生了一个漂亮宝宝!”
摩根塔勒的工艺包括让热水通过多根装有磨碎咖啡的柱子来制成咖啡提取液,然后进行喷雾干燥。喷雾干燥是化学家塞缪尔·珀西(Samuel Percy)于1872年发明的技术,用于将液体转化为粉末。它的工作原理是将液体喷成细雾进入加热室,热空气迅速蒸发水分,将液滴变成粉末。
喷雾干燥从20世纪初起就成功用于制作奶粉,但将其应用于咖啡面临独特挑战。咖啡的天然糖和酸分子量较低,这意味着它们在相对较低的温度下就会软化并变得粘稠。在喷雾干燥过程中,这会导致咖啡聚集成糊状,而不是形成自由流动的粉末。摩根塔勒的解决方案是在咖啡中混入大致等量的碳水化合物(如麦芽糊精或葡萄糖)后再干燥。这些较大的碳水化合物分子在较高温度下仍保持固态,提高了混合物变粘的温度点,从而允许它干燥成合适的粉末颗粒。
尽管喷雾干燥使用的空气温度远高于之前的方法(通常150–250摄氏度),但它实际上对咖啡的热损伤更小,因为液滴在加热室中仅停留几秒钟,而且蒸发的水分使它们保持相对凉爽。
该产品于1938年以Nescafé(雀巢咖啡)推出。它立即大受欢迎,一年的库存两个月就售罄。第二次世界大战极大地推动了销售。1942年,美国军方的需求如此巨大,以至于政府将其列为“战争努力至关重要的商品”,雀巢美国工厂的全部产量都用于供应武装部队。
从冰到蒸汽
虽然摩根塔勒解决了喷雾干燥咖啡的技术问题,但添加的碳水化合物显著稀释了咖啡风味。雀巢在1952年通过发现可以从咖啡本身提取天然碳水化合物来解决这个问题。该方法首先在高压下(高达175摄氏度)让水通过磨碎的咖啡,破坏细胞壁并释放出在正常冲泡温度下不溶解的多糖类碳水化合物。然后液体在约100摄氏度下流过额外柱子提取风味化合物,就像原始方法一样。结果是100%纯咖啡粉。
喷雾干燥使热暴露时间很短,但制造商们想知道是否能完全避免高温,使用一种称为冷冻干燥的工艺。该方法包括冷冻材料,然后置于低压下,将冰直接转化为蒸汽而不经过液相。这是因为在极低压力下,水只能以固体冰或蒸汽形式存在,不能以液体形式存在,因此温和加热会让冰直接升华为蒸汽,这一过程称为升华。
各种文化几个世纪以来就以某种形式实践冷冻干燥——13世纪印加人在安第斯高山上冷冻干燥马铃薯——但工业兴趣在第二次世界大战期间增长,当时试图找到保存血浆和青霉素的方法。没有可靠的冷藏,这些物资经常在送达患者前变质。冷冻干燥去除水分,使它们能在室温下储存,并在需要时快速复原。
1963年,麦斯威尔豪斯(Maxwell House)——通用食品公司(现属Kraft Heinz)旗下的咖啡品牌——推出了第一款冷冻干燥速溶咖啡。雀巢在1965年跟进,推出Nescafé Gold。该工艺包括将咖啡提取液冷冻至零下40至零下45摄氏度,然后将冻结的板块破碎成颗粒并过筛定级。这些颗粒置于真空室中,控制加热使冰在数小时内升华,留下干燥的咖啡粉。
冷冻干燥比喷雾干燥更好地保留风味。一项研究发现,冷冻干燥保留了77%的挥发性化合物,而喷雾干燥仅为57%。
另一个优势是质地。冷冻干燥产生粗糙、多孔的颗粒,能快速完全溶解在热水中。相比之下,喷雾干燥产生细粉颗粒,往往浮在表面而非溶解。为了解决这个问题,制造商现在通常添加团聚步骤:喷雾干燥的粉末在空中翻滚时暴露于蒸汽。水分使颗粒粘在一起,形成较大的颗粒。
冷冻干燥也有缺点。该过程需要8–16小时,并要求昂贵的真空设备和冷凝器。冷冻干燥咖啡的零售价通常是喷雾干燥咖啡的两倍左右,这就是喷雾干燥仍占主导地位的原因。
高端速溶
速溶咖啡在其历史上的大部分时间里都是最便宜、最快捷、最便携的咖啡,但以咖啡爱好者追求的风味质量而闻名低劣。这一状况在过去二十年里开始改变:高端速溶咖啡市场开启。如今,像Verve和Supreme这样的精品烘焙商提供他们咖啡的冷冻干燥版本,通常每杯售价约2.50美元,是标准速溶咖啡价格的35倍。
实现这一点需要技术突破。一个问题是香气损失。虽然冷冻干燥有助于在干燥过程中保留更多挥发性化合物,但微妙的芳香物仍可能在早期的烘焙、研磨和提取阶段丢失。保留更多这些化合物需要改进的香气回收方法,在工艺早期捕获挥发物,单独储存,并在干燥后添加回去。原始形式的香气回收早在20世纪初就已存在,但冷冻干燥出现后的进展为制造商提供了更好的工具来保留区分精品咖啡豆的细微特征。
Flavourtech的旋转锥柱——最初为葡萄酒脱醇开发——已成为高端速溶咖啡生产中流行的香气回收技术。该装置由一个垂直圆柱组成,内部交替排列固定锥和旋转锥,像冰淇淋蛋筒一样堆叠。磨碎咖啡与冷水的浆料从顶部倒入,沿柱向下流动,每个旋转锥将液体甩出成约一毫米厚的薄膜。低温蒸汽(40–50摄氏度)从柱中上升,收集咖啡中的挥发性芳香物,然后冷却并冷凝成浓缩香气提取物。该过程很快:咖啡在机器中仅停留25秒。
即使使用更温和的方法,风味化合物在干燥过程中仍不可避免地会丢失。闪冻咖啡通过完全跳过脱水步骤来避免这一点。闪冻是一种现有技术,但由马萨诸塞州公司Cometeer(2016年创立)将其适应于咖啡。它包括以正常浓度十倍冲泡咖啡,然后用液氮暴露于低温。在这种极端寒冷下,咖啡几乎瞬间冻结,速度快到冰晶保持微小,不会破坏咖啡结构或降解挥发性化合物。冻结浓缩物随后密封在铝胶囊中。
闪冻并不便宜。它需要昂贵的低温设备和冷冻配送基础设施,因为产品必须用干冰包装并快速交付,以避免在送达最终消费者冰箱前解冻。因此,Cometeer的胶囊起价约每杯2美元,最高端的咖啡豆可达7.50美元。
质地和口感提供了另一个改进机会。新鲜冲泡的咖啡含有油脂,能涂覆舌头,还有细小颗粒能创造醇厚度。用于制作速溶咖啡的水提取工艺会将这些留在后面。因为它们不溶于水,无法被捕获在可溶性粉末中。没有它们,速溶咖啡尝起来会更稀薄。
微磨咖啡提供了一种解决办法。2009年9月,星巴克推出了VIA Ready Brew,这款产品在其研发部门创始人唐·瓦伦西亚(Don Valencia)领导下开发了近20年。该创新将可溶性速溶咖啡与足够小的烘焙咖啡颗粒结合,这些颗粒能在水中悬浮而非完全溶解。竞争对手迅速开发了自己的微磨产品,Jacobs Douwe Egberts(现为JDE Peet’s)于2011年推出Millicano,雀巢于2012年推出Nescafé Azera。然而,这并未在高端速溶咖啡中被普遍采用。一个问题是微磨颗粒会在杯底留下沉渣层。
技术本身不足以创造高端速溶市场。生产经济学也必须改变。速溶咖啡生产需要数百万美元的资本投资,用于提取电池、浓缩设备和干燥设施。历史上,只有大规模运行的制造商才能承担这些成本,这让精品烘焙商无法真正进入这一领域。
这种情况在2016年改变,当时内特·凯泽(Nate Kaiser)在宾夕法尼亚州兰开斯特创立了Swift Cup Coffee,开创了你可以称之为“速溶咖啡即服务”的模式。如今,存在一个充满活力的合同加工商市场,为精品烘焙商服务。这些加工商按精确提取标准冲泡烘焙商的咖啡豆,小批量冷冻干燥,并以烘焙商自己的品牌包装成品。这将笨重的固定成本转化为可变成本,让烘焙商无需重大投资即可测试市场。
虽然速溶咖啡可能永远不会成为咖啡鉴赏家的首选饮品,但几十年的创新已让它在数百万人的生活中占据一席之地。从战场上的士兵,到匆忙的早晨和露营旅行,当时间或设备不足时,它提供了一个实用的解决方案。
本杰明·斯塔宾是一位经济分析师。奥斯卡·赛克斯是一位软件……