吃货|观察气泡就OK 一文教你成为鉴酒大师( 二 )


他们还做了一件有趣的事情 , 既然酒精度数这么重要 , 那把55度龙舌兰酒和55度酒精混合会怎么样呢?结果出乎意料 , 气泡寿命同样显著缩短 。这就说明龙舌兰酒中除了酒精 , 还有其他能够影响气泡寿命的物质 。众所周知 , 酒中除了水和乙醇 , 还有品种繁多的微量有机分子 , 主要是一些醇类、醛类、酯类、有机酸分子 , 甚至还可能有蛋白质 。这些有机物都同时含有疏水和亲水基团 , 因而可以看作表面活性剂 。这么一想就合理了 , 加了表面活性剂的水容易起泡嘛 。
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龙舌兰酒的气泡寿命测试 。红色为55度龙舌兰酒 , 蓝色为加水或乙醇的龙舌兰酒 , 黑色为混合了55度酒精的龙舌兰酒(图片来源:scientific reports)
那么到这里问题研究的思路就很清楚了 , 下面我们就兵分两路去分别探讨酒精浓度和表面活性剂的影响 。
首先是酒精浓度 。由于这项研究希望对比数值模拟和实验结果 , 为了简化模型 , 研究者用简单的水/乙醇溶液(酒精)代替龙舌兰酒 。从曲线上可以很清晰地看到 , 酒精浓度为55度附近时气泡寿命最长 。实验结果(蓝色曲线)和计算机模拟结果(红色数据点和黑色曲线)走势上也基本吻合 。此外 , 在模型推导过程中 , 研究者认为黏度很可能影响气泡的寿命 。而事实也证明 , 55度酒精黏度最高(橙色虚线代表黏度) 。这些结果再次证明了酿酒师经验的准确性 , 以及研究者模型构建的合理性 。
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酒精浓度与气泡寿命的关系 。其中蓝色为实验结果 , 红色和黑色为不同条件的模拟结果 , 橙色虚线为黏度变化 , 所有溶液都含0.025 mol/L的表面活性剂(图片来源:scientific reports)
从前面的讨论中我们已经知道 , 表面活性剂会大幅提高气泡寿命 , 研究者同样对此做了实验验证 。当表面活性剂浓度从0.0125 mol/L变成0.025 mol/L , 仅仅提高一倍 , 气泡寿命却提高了几十倍!不过继续提高表面活性剂浓度 , 便不再有效 。并且 , 表面活性剂的加入不会影响酒精度数与气泡寿命关系的曲线走势 。
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不同表面活性剂浓度下 , 酒精浓度与气泡寿命的关系(笔者怀疑此图Y轴数值标错了 , 不应该这么小)(图片来源:scientific reports)
为什么表面活性剂可以稳定气泡呢?在高速摄像机下 , 研究者观察到 , 气泡形成后 , 水面的液体会向气泡的液膜流动 , 这一定程度上抵消了重力使液膜变薄的影响 , 也就延长了气泡的寿命 。
(视频来源:EurekAlert)
这与马兰戈尼效应的现象非常吻合 。简单来说 , 龙舌兰酒中存在的表面活性剂让液面的表面张力减小 , 而气泡的液膜作为弯液面 , 表面分布的表面活性剂分子更稀薄 。也就是说 , 液膜的表面张力要高于酒的液面 。这种表面张力差会驱动液体从酒中流向液膜 , 延长气泡寿命 。同时 , 酒精本身也会降低水的表面张力 , 而弯曲液面蒸发慢于水平液面 , 这也会产生类似的驱动力 。笔者认为它们都对稳定气泡有所贡献 。
事实上 , 马兰戈尼效应经常用在酒类鉴定上 , 葡萄酒的“酒泪”现象(其实就是挂杯)也可以用这个效应解释 。
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