速溶咖啡的诞生

 

序言:速溶咖啡看起来平平无奇——不过是粉末加热水而已。但让它真正能喝,却花了几十年时间。这篇文章讲述了一段鲜为人知的食品工业史:从十八世纪的黄油咖啡糕,到二战期间的军用口粮,再到今天售价近20元一杯的精品速溶咖啡,这背后是一连串让咖啡既保持风味又能溶于水的技术难题。对于每天早晨靠速溶咖啡提神的人来说,了解它的来历,也许会让你对这杯平凡的饮料多几分敬意。 原文:The creation of instant coffee,作者 Oscar Sykes 和 Benjamin Stubbing,发表于 Works in Progress 第 23 期,2026 年 4 月 6 日。


速溶咖啡的诞生

速溶咖啡看似毫无特别之处。不过是粉末和热水而已。但让它真正成功,却用了数十年时间。

速溶咖啡的便利性背后,隐藏着一个出人意料的难题。咖啡的魅力来自数百种挥发性化合物,这些化合物共同构成了咖啡的风味和香气——而它们恰恰是在加工过程中最容易流失的物质。要制造速溶咖啡,必须开发出一种技术,既能从不可溶的植物纤维中提取咖啡的可溶性分子,又不会破坏那些让咖啡值得一喝的脆弱化合物。

人类对速溶咖啡的首次尝试,按各种记载来看,都糟糕透顶。1771 年,在咖啡传入欧洲两个多世纪后,伦敦人 John Dring 为一种”咖啡化合物”申请了专利。Dring 的方法是将研磨咖啡粉与黄油和动物脂油混合,然后在铁板上加热,直到混合物变稠成糊状,可以塑形成块。这些咖啡块随后被溶解在热水中饮用。加入动物脂肪的目的并不完全清楚。它们可能是为了提取并携带咖啡粉中的可溶性化合物,也可能是为了防止咖啡粉氧化变质。不管 Dring 的初衷是什么,这种方法在商业上并不成功,因为脂肪会变馊,导致咖啡块迅速变质。

十九世纪中期,几家公司生产了可以加水还原的浓缩液态速溶咖啡。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至原体积的四分之一左右制成。这种浓稠的液体与菊苣提取物和焦糖浆混合,形成类似糖蜜的浓缩液。一到两茶匙浓缩液加入沸水就可以制成一杯饮料,不过它的味道更像是咖啡味的糖蜜,而非真正的咖啡。

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日的烈酒配给。这给军队带来了沉重的后勤负担:十万士兵二十天的补给重达 250 吨,全部需要靠马拉货车运输。在战场上烘焙、研磨和冲泡咖啡对士兵来说也非常耗时。

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。这使咖啡的重量和体积减少了一半,但并不受士兵欢迎,他们将其浓稠度比作车轴润滑油。

这些咖啡精华都是通过煮沸冲泡好的咖啡来浓缩制成的。这个做法会破坏风味,产生苦涩、难喝的饮料,因此有句老话说”煮过的咖啡就是毁掉的咖啡”。这也解释了为什么它们只能是糖浆状。如果将所有水分都煮沸蒸干来制成干粉,那剩下的咖啡风味将会荡然无存。要制造可行的速溶咖啡粉,生产者需要找到一种方法,在不煮沸咖啡的情况下去除水分。

一位香料商人的解决方案

第一款真正的速溶咖啡粉诞生于 1889 年,由新西兰因弗卡吉尔的香料商人 David Strang 创造。他开发了一种”干热空气”方法,通过向咖啡吹送加热空气来去除水分,使用的很可能是他几年前获得专利的香料干燥机。虽然热风脱水自 1795 年起就在法国被用于商业脱水面食等食品,但 Strang 是第一个将其应用于咖啡的人。

这种方法的工作原理是加热咖啡周围的空气而非咖啡本身。将水转化为蒸汽需要能量,而蒸发的水分会从流过的热空气中吸收这些能量。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。这使得咖啡液即使在干燥过程中也能保持在沸点以下。

作为干粉,这款产品比之前的速溶咖啡尝试更轻、更耐储存,更便于运输和保存。该产品在新西兰取得了一定的商业成功,被宣传为”远胜于任何所谓的咖啡精华”。但味道仍然远非理想,咖啡专家 Arjun Haszard 指出:”根据我们对咖啡在热和空气作用下的了解,这个过程无疑会产生热损伤、氧化的咖啡。便携性不错,但味道极可能很糟糕。”

Strang 速溶咖啡的精美包装掩盖了其几乎无法饮用的产品

乔治·华盛顿走向战场

第一款取得广泛商业成功的速溶咖啡出现在 1909 年,比利时裔英国发明家 George Constant Louis Washington 推出了 Red E Coffee。Washington 将他的方法作为商业秘密保护,因此确切工艺至今未知,但结果并没有明显优于之前的尝试,味道被描述为”令人不快”。Washington 的成功似乎主要来自于他是第一个建立工业规模生产设施的人,工厂位于布鲁克林的 Bush Terminal 工业区。

这款咖啡在投产的头几年相当受欢迎,但需求在第一次世界大战开始后急剧飙升。军方采购了全部可用的产量,高峰时达到每天 37,000 磅(16.7 吨)。尽管味道不佳,速溶咖啡的便利性为部队提供了显著的士气提振。一位士兵在家信中的话捕捉了这种情感:

尽管有老鼠、雨水、泥泞、穿堂风、炮火的轰鸣和炮弹的呼啸,我还是非常快乐。只需要一分钟就能点燃我的小油炉,泡一杯 George Washington 咖啡……每天晚上,我都会为 Washington 先生的健康和幸福献上特别的祷告。

到战争结束时,美国军队被称为地球上伙食最好的军队。速溶咖啡口粮无疑是一项令人羡慕的奢侈品。

Washington's Coffee 在海外美军士兵中取得的巨大成功,即使在战后也一直是其营销的核心

解决粘稠难题

1929 年,华尔街崩盘重创了巴西经济。巴西严重依赖咖啡出口,咖啡占其总出口的一半,而美国是其最大客户。咖啡价格在一年内暴跌 90%,促成了 1930 年推翻政府的革命。为了稳定价格,巴西政府多年来烧毁了 103 亿磅(460 万吨)咖啡。这相当于全球三年的咖啡产量。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浓烟中缓慢燃烧,驳船笨重地驶向大海倾倒咖啡,工人们将咖啡和焦油混合制成建筑用煤砖”。

在这场危机中,法兰西意大利南美银行发现自己仓库中积压了大量咖啡。为了给过剩的咖啡豆找到用途,他们找到雀巢公司董事长 Louis Dapples(他曾是该银行的雇员),提议开发一种更好的速溶咖啡产品。

瑞士化学家 Max Morgenthaler 于 1932 年被任命负责该项目,但由于进展不佳,雀巢在 1935 年削减了对该项目的资助。Morgenthaler 并未气馁,他自购咖啡豆,在家中继续研究,偶尔在工厂实验室空闲时使用那里的设备。1937 年 4 月,他取得了突破,向雀巢执行董事会展示了样品。样品受到了好评。一位与会者惊呼:”雀巢妈妈生下了一个漂亮的婴儿!”

Morgenthaler 的工艺包括让热水通过多根装有咖啡粉的柱子,制作咖啡提取液,然后进行喷雾干燥。喷雾干燥是化学家 Samuel Percy 于 1872 年发明的一项将液体转化为粉末的技术。其原理是将液体以细雾形式喷入加热室,热空气迅速蒸发水分,将液滴转化为粉末。

喷雾干燥自二十世纪初已成功用于制造奶粉,但将其应用于咖啡却面临独特的挑战。咖啡中的天然糖和酸具有较低的分子量,这意味着它们在相对较低的温度下就会软化和变粘。在喷雾干燥过程中,这会导致咖啡结块成糊状,而非形成自由流动的粉末。Morgenthaler 的解决方案是在干燥前将咖啡与大致等量的碳水化合物(如麦芽糊精或葡萄糖)混合。这些较大的碳水化合物分子在较高温度下仍能保持固态,提高了混合物变粘的温度点,使其能够干燥成适当的粉末颗粒。

尽管使用的空气温度远高于之前的方法(通常为 150 至 250 摄氏度),喷雾干燥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,而蒸发的水分使它们保持相对低温。

喷雾干燥工艺示意图

该产品于 1938 年以 Nescafé(雀巢咖啡)之名推出。它一炮而红,一年的库存在两个月内售罄。第二次世界大战进一步大幅推动了销售。1942 年,美军的需求如此之大,以至于政府将其列为”战争努力所必需的商品”,雀巢美国工厂的全部产量专门供应武装部队。

从冰到蒸汽

虽然 Morgenthaler 解决了咖啡喷雾干燥的技术难题,但添加的碳水化合物显著稀释了咖啡风味。雀巢在 1952 年解决了这个问题,他们发现可以从咖啡本身提取天然碳水化合物。该方法首先在加压条件下让水以极高温度(高达 175 摄氏度)通过咖啡粉,分解细胞壁并释放出在正常冲泡温度下无法溶解的多糖类碳水化合物。然后,液体在约 100 摄氏度下流经额外的柱子以提取风味化合物,如同原始方法一样。最终得到的是 100% 纯咖啡粉。

喷雾干燥将热暴露时间控制得很短,但制造商们想知道是否可以通过一种称为冷冻干燥的工艺完全避免高温。这种方法首先将物料冷冻,然后将其置于低压环境下,使冰在不经过液相的情况下直接转化为蒸汽。这之所以可能,是因为在极低的压力下,水只能以固态冰或蒸汽形式存在,而不能以液态存在,因此温和的加热能将冰直接转化为蒸汽,这个过程称为升华。

不同文化已经实践了多种形式的冷冻干燥数百年——十三世纪印加人在安第斯高地冷冻干燥土豆——但工业界的兴趣是在第二次世界大战期间增长起来的,当时人们在寻找保存血浆和青霉素的方法。没有可靠的冷藏条件,这些物资在送达患者之前常常已经变质。冷冻干燥去除了水分,使它们能够在室温下储存,并在需要时迅速复原。

1963 年,通用食品公司(现属卡夫亨氏)旗下的咖啡品牌 Maxwell House 推出了第一款冷冻干燥速溶咖啡。雀巢紧随其后,于 1965 年推出了 Nescafé Gold。该工艺包括将咖啡提取液冷冻至零下 40 至 45 摄氏度,然后将冷冻板破碎成颗粒并过筛分级。这些颗粒被放入真空室中,在数小时内通过受控加热使冰升华,留下干燥的咖啡粉。

冷冻干燥在保留风味方面远优于喷雾干燥。一项研究发现,冷冻干燥保留了 77% 的挥发性化合物,而喷雾干燥仅保留了 57%。

另一个优势是质地。冷冻干燥产生的粗颗粒多孔,能快速完全地溶解在热水中。相比之下,喷雾干燥产生的细粉末颗粒往往漂浮在表面而非溶解。为解决这个问题,制造商现在通常会增加一个凝聚步骤,让喷雾干燥粉末在空气中翻滚时暴露于蒸汽中。湿气使颗粒粘在一起,形成更大的颗粒。

冷冻干燥也有缺点。该过程需要 8 至 16 小时,且需要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,这也是喷雾干燥仍然是主流方法的原因。

精品速溶咖啡

在速溶咖啡历史的大部分时间里,它一直是最便宜、最快速、最便携的咖啡,但在咖啡爱好者所追求的风味方面,其声誉向来不高。这种情况已经开始改变:一个精品速溶咖啡市场在过去二十年中逐渐形成。如今,像 Verve 和 Supreme 这样的精品烘焙商提供自家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。

实现这一突破需要技术革新。其中一个问题是香气流失。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,但精致的芳香物质仍可能在更早的阶段——如烘焙、研磨和提取过程中——流失。要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,将其单独储存,然后在干燥后重新添加。原始形态的香气回收技术自二十世纪初就已存在,但冷冻干燥出现以来的技术进步,为制造商提供了更好的工具来保留区分精品咖啡豆的微妙特性。

Flavourtech 的旋转锥柱最初是为葡萄酒脱醇而开发的,现已成为精品速溶咖啡生产中流行的香气回收技术。该设备由一个垂直圆柱体组成,内部包含交替排列的固定锥体和旋转锥体,像叠放的冰淇淋蛋筒。研磨咖啡和冷水的浆液从顶部注入后逐层流下,每个旋转锥体将液体向外甩出,形成约一毫米厚的薄膜。低温蒸汽(40 至 50 摄氏度)从柱中上升,收集咖啡中的挥发性芳香物质,然后冷却并凝结成浓缩的香气提取液。整个过程非常迅速:咖啡在机器中仅停留 25 秒。

即使使用了更温和的方法,风味化合物在干燥过程中仍不可避免地会有所流失。急冻咖啡通过完全跳过脱水过程来避免这个问题。急冻是一种现有技术,但由马萨诸塞州公司 Cometeer(成立于 2016 年)率先应用于咖啡。该方法以十倍于正常浓度的强度冲泡咖啡,然后用液氮将其暴露于超低温环境下。在这种极端低温下,咖啡几乎瞬间冻结,速度快到冰晶保持微小而不损伤咖啡的结构或降解挥发性化合物。冷冻浓缩液随后被密封在铝制胶囊中。

急冻并不便宜。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迅速送达,以避免在到达消费者冰箱的途中解冻。因此,Cometeer 胶囊的起价约为每杯 2 美元,最精品的咖啡豆售价可达 7.50 美元。

口感和醇厚度是另一个改进方向。现泡咖啡含有覆盖舌头的油脂和产生质感的细微颗粒。用于制造速溶咖啡的水提取过程将这些成分留在了咖啡渣中。因为它们不溶于水,所以无法被捕获到可溶性粉末中。没有它们,速溶咖啡的口感就显得更薄。

微研磨粉提供了一种解决方案。2009 年 9 月,星巴克推出了 VIA Ready Brew,这款产品在星巴克研发部门创始人 Don Valencia 的领导下开发了近 20 年。这项创新将可溶性速溶咖啡与足够细小、能悬浮在水中而非完全溶解的烘焙咖啡颗粒结合起来。竞争对手迅速推出了各自的微研磨产品,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,这一做法并未在精品速溶咖啡中被普遍采用。其中一个问题是微研磨粉会在杯底留下一层沉淀。

仅有技术并不足以创造一个精品速溶咖啡市场。生产的经济模式也必须改变。速溶咖啡生产需要在提取塔、浓缩设备和干燥设施上进行数百万美元的资本投资。历史上,只有大规模运营的制造商才能收回这些成本,精品烘焙商几乎没有进入这一品类的现实路径。

这一状况在 2016 年发生了变化,Nate Kaiser 在宾夕法尼亚州兰开斯特创立了 Swift Cup Coffee,开创了可称之为”速溶咖啡即服务”的模式。如今,一个活跃的代工市场已经形成,服务于精品烘焙商。这些代工厂按照烘焙商精确的提取标准进行冲泡,小批量冷冻干燥,并以烘焙商自有品牌包装成品。这将被动的固定成本转化为可变成本,让烘焙商无需大量投资就能测试市场。

虽然速溶咖啡可能永远不会成为咖啡鉴赏家的首选饮品,但数十年的创新为其在数百万人生活中赢得了一席之地。从战场上的士兵到匆忙的早晨和露营旅行,当时间或设备匮乏时,它提供了一个实用的解决方案。

Benjamin Stubbing 是经济分析师。Oscar Sykes 是软件工程师。