TDS（Total Dissolved Solids）とPE（Percent Extraction）の比率による味わいの違いと調整パラメータ
TDSとPEの基礎知識
TDSとは
Total Dissolved Solids（総溶解固形分）の略
- コーヒー液中に溶け込んだ固形成分の割合（％）
- 例：TDS 1.30%
- コーヒー液の
- 1.30%がコーヒー成分
- 98.70%が水
- コーヒー液の
- 例：TDS 1.30%
- 適正値：1.15～1.35%
- 📏 測定方法：リフラクトメーター（屈折計）で測定
PEとは
Percent Extraction（抽出率/収率）の略
- コーヒー豆中の可溶性成分のうち、実際にお湯に抽出された割合（％）
- 例：豆に存在する100gの可溶性成分のうち
- 20gが抽出された場合
- PE = 20%
- 20gが抽出された場合
- 例：豆に存在する100gの可溶性成分のうち
- 適正値：18～22%
- 📊 計算式：PE = (TDS × 抽出されたコーヒーの量) ÷ コーヒー豆の量
コーヒーチャート（TDS-PE図）
Ideal Zone（適正抽出領域）
甘み・酸味・苦味のバランスが良い領域
- TDS: 1.15～1.35%
- PE: 18～22%
Under Extraction（抽出不足）
酸っぱくシャバシャバした味、未熟な風味
- TDS: 通常低め
- PE: 18%未満
Over Extraction（抽出過多）
苦くえぐみの強い味、渋みや雑味が強調される
- TDS: 通常高め
- PE: 22%以上
TDS・PEによる味わいの特徴
UC Davisの研究に基づく、TDSとPEの値による風味特性の変化
| 味わい特性 | TDSとの関係 | PEとの関係 | 最も影響する条件 |
|---|---|---|---|
| Bitter（苦味） | 強い正の相関 ↑TDS＝↑苦味 | ほぼ相関なし | 高TDS域全般 |
| Astringent（渋み） | 強い正の相関 ↑TDS＝↑渋み | ほぼ相関なし | 高TDS域全般 |
| Sour（酸味） | 正の相関 ↑TDS＝↑酸味 | 負の相関 ↑PE＝↓酸味 | 高TDS・低PE |
| Citrus（柑橘系） | 正の相関 ↑TDS＝↑柑橘感 | 負の相関 ↑PE＝↓柑橘感 | 高TDS・低PE |
| Berry（ベリー） | 正の相関 ↑TDS＝↑ベリー感 | 負の相関 ↑PE＝↓ベリー感 | 高TDS・低PE |
| Brown Roast（焙煎香） | 正の相関 ↑TDS＝↑焙煎香 | 弱い正の相関 ↑PE＝↑焙煎香 | 高TDS・高PE （二次曲線的増加） |
| Ashy（灰様） | 正の相関 ↑TDS＝↑灰様感 | 弱い正の相関 ↑PE＝↑灰様感 | 高TDS・高PE （二次曲線的増加） |
| Black Tea（紅茶様） | 負の相関 ↑TDS＝↓紅茶様感 | 正の相関 ↑PE＝↑紅茶様感 | 低TDS・高PE |
| Sweet（甘み） | 負の相関 ↑TDS＝↓甘み | 負の相関 ↑PE＝↓甘み | 低TDS・低PE |
| Dark Chocolate（ダークチョコ） | 負の相関 ↑TDS＝↓チョコ感 | 正の相関 ↑PE＝↑チョコ感 | 低TDS・高PE |
TDS・PE値による味わいマトリックス
パラメータ調整表
TDSとPEを調整するためのパラメータとその影響
| パラメータ | TDSへの影響 | PEへの影響 | 調整方法と影響 | 目指す味わいへの調整例 |
|---|---|---|---|---|
| 粉量・ レシオ | 大きな影響 ↑粉量＝↑TDS ↓粉量＝↓TDS | 中程度の影響 粉量が多すぎると比率的にPE低下 粉量が少なすぎると過抽出のリスク | 一般的なレシオ： - 濃い味: 1:12〜1:14 - 標準: 1:15〜1:16 - 軽い味: 1:17〜1:18 | 苦味・コク重視： 粉量増加 酸味・フルーツ感重視： 粉量やや増加、PEは低めに 甘み・クリーン感重視： 粉量やや減少 |
| 挽き目 (粒度) | 中程度の影響 細かいほど抽出効率上がりTDS上昇 粗いほどTDS低下 | 大きな影響 ↑細挽き＝↑PE ↓粗挽き＝↓PE | 細挽き： 表面積増加→抽出促進→PE上昇 粗挽き： 表面積減少→抽出抑制→PE低下 極細挽き： 詰まりによる抽出阻害リスク | 酸味強調： やや粗め+高TDS狙い バランス重視： 中挽き 苦味・コク重視： やや細挽き 紅茶様風味： 中〜細挽き+低TDS狙い |
| 湯温 | 中程度の影響 高温ほど溶解度上昇でTDS上昇傾向 | 中程度の影響 ↑高温＝↑PE ↓低温＝↓PE | 高温（92-96℃）： 抽出効率上昇、苦味成分も抽出 中温（88-91℃）： バランス良く抽出 低温（80-87℃）： 抽出効率下降、酸味強調 | 浅煎り豆： 高温（90-93℃）で抽出 中煎り豆： 中温（87-90℃）で抽出 深煎り豆： 低温（80-85℃）で抽出 酸味抑制： 高温抽出 苦味抑制： 低温抽出 |
| 注ぎ方 (速度) | 弱い影響 間接的に抽出時間を通じて影響 | 中程度の影響 ↑ゆっくり＝↑PE ↓速い＝↓PE | ゆっくり注ぐ： 接触時間増加→PE上昇 速く注ぐ： 接触時間減少→PE低下 脈動注ぎ： 新鮮なお湯供給→効率的抽出 一定注ぎ： 安定した抽出 | 甘み・酸味重視： やや速めに注ぐ コク・深み重視： ゆっくり注ぐ クリーンな味わい： 一定速度で注ぐ 複雑さ重視： 段階的に注ぎ速度変更 |
| 抽出 時間 | 弱い影響 長時間→やや高TDS傾向 | 大きな影響 ↑長時間＝↑PE ↓短時間＝↓PE | 短時間(1.5-2分)： 未抽出・酸味強調 標準(2-3分)： バランスの良い抽出 長時間(3-4分)： 過抽出・苦味強調リスク | 軽快さ重視： 短時間抽出 バランス重視： 標準時間抽出 コク重視： やや長め抽出 甘み最大化： 短め抽出+低TDS調整 |
目指す味わい別・調整ガイド
酸味とフルーティさを強調
目標値：高TDS (1.4-1.5%)・低PE (16-18%)
- 粉量：やや多め（1:13〜1:15）
- 挽き目：中〜粗挽き
- 湯温：やや低め（85-88℃）
- 注ぎ方：やや速めに一気に注ぐ
- 抽出時間：短め（1.5-2分）
- おすすめ豆：浅煎り・酸味の強い品種
バランスの取れた味わい
目標値：中TDS (1.15-1.35%)・中PE (18-22%)
- 粉量：標準（1:15〜1:16）
- 挽き目：中挽き
- 湯温：90℃前後
- 注ぎ方：均一な速度で注ぐ
- 抽出時間：2-3分
- おすすめ豆：中煎り
コクと苦味を強調
目標値：高TDS (1.4-1.5%)・高PE (22-24%)
- 粉量：多め（1:12〜1:14）
- 挽き目：やや細挽き
- 湯温：高め（90-94℃）
- 注ぎ方：ゆっくりと丁寧に注ぐ
- 抽出時間：やや長め（3-3.5分）
- おすすめ豆：深煎り・苦みの強い品種
甘みとクリーン感を強調
目標値：低TDS (0.9-1.1%)・低PE (16-18%)
- 粉量：少なめ（1:17〜1:18）
- 挽き目：中〜粗挽き
- 湯温：中温（87-90℃）
- 注ぎ方：一定速度で注ぐ
- 抽出時間：短め（1.5-2分）
- おすすめ豆：浅煎り〜中煎り
紅茶様・チョコレート風味を強調
目標値：低TDS (0.9-1.1%)・高PE (22-24%)
- 粉量：少なめ（1:17〜1:18）
- 挽き目：やや細挽き
- 湯温：高め（90-93℃）
- 注ぎ方：ゆっくりと時間をかけて注ぐ
- 抽出時間：やや長め（3-3.5分）
- おすすめ豆：中煎り・チョコレート風味の品種
参考文献
- Guinard, Jean-Xavier, et al. "A new Coffee Brewing Control Chart relating sensory properties and consumer liking to brew strength, extraction yield, and brew ratio." Journal of Food Science 88.5 (2023): 2168-2177.
- Frost, S. C., Ristenpart, W. D., & Guinard, J. X. (2020). Effects of brew strength, brew yield, and roast on the sensory quality of drip brewed coffee. Journal of Food Science, 85(8), 2530-2543.
- Batali, M. E., Ristenpart, W. D., & Guinard, J. X. (2020). Brew temperature, at fixed brew strength and extraction, has little impact on the sensory profile of drip brew coffee. Scientific reports, 10(1), 16450.
- Cotter, A. R., Batali, M. E., Ristenpart, W. D., & Guinard, J. X. (2021). Consumer preferences for black coffee are spread over a wide range of brew strengths and extraction yields. Journal of Food Science, 86(1), 194-205.
- Jonathan Gagné, Physics of filter coffee, 2020
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