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作者：氘氘斋

文章来源于科学大院公众号（ID：kexuedayuan）

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前段时间周董的《Mojito》一下子带火了洋酒和鸡尾酒。畅饮之前，你注意过酒杯中像珍珠项链一般的小气泡吗？笔者估计人人都看到过它，却很少有人知道酒杯中的气泡与酒的品质间存在着密切关联。不过，墨西哥龙舌兰酒的酿酒老师傅早就掌握了这项传统艺能。

龙舌兰酒是什么酒？

不管你喝没喝过龙舌兰酒，名字多多少少总听过的。龙舌兰酒是墨西哥的国酒，甚至有人说它象征着墨西哥精神。1968年墨西哥城奥运会让它为世界人民熟知，如今它是酒吧最常见的基酒之一，特基拉日出、霜冻玛格丽特等鸡尾酒都需要它的参与。

各种龙舌兰酒（图片来源：Wikipedia）

龙舌兰酒不是某一种品牌，而是一类特定原料和酿造工艺的酒品总称，就好比我们中国的高粱酒、糯米酒。而原料龙舌兰本身也是一大类植物的统称，这个家族的成员长得都像颗巨型芦荟，一大丛利剑般的叶片拔地而起，单片叶子细长肥厚，边缘有时还有锯齿，很像西方神话中恶龙的舌头，方才有了“龙舌”之名。

龙舌兰原产美洲热带地区，墨西哥的干燥炎热的气候非常适合它的生长。一千多年前，墨西哥的原住民印第安人便掌握了发酵酿酒技术，并发现龙舌兰的叶片中富含糖分和汁水，简直是天赐的酿酒原料。后来西班牙殖民者登上美洲大陆，带来了蒸馏技术，今天的高度龙舌兰酒（Mezcal）自此诞生。

蓝色龙舌兰（图片来源：Wikipedia）

墨西哥有130多种龙舌兰，但能用于酿酒的只有几种。地位相当于中国“酒中茅台”的Tequila就必须选用某些地区的蓝色龙舌兰才行。

酿造龙舌兰酒的工艺非常复杂。收获的龙舌兰去掉表皮，留下汁水丰盈的草芯，放在发酵罐中，洒上酵母便可。发酵完成后在进行蒸馏，原酒装在木桶中陈化，到一定时间时才能开启品尝。这里只是简述了龙舌兰酒酿造的过程，实际操作非常复杂，各个环节的温度、时间都需要精确控制。直到今天，酿造高品质的龙舌兰酒仍然不能完全自动化，而需依靠酿酒师的经验。

看泡泡，为啥能识酒品？

原料多变、工艺复杂很容易让龙舌兰酒的品质不稳定，酿酒师如何准确把握呢？

观察气泡是一个非常重要的实用技巧。酿酒师让酒顺着细管流进一个小碗中，自然激发出一串串气泡。如果整片气泡能维持30秒左右（单个气泡维持零点几秒），说明龙舌兰酒中酒精和风味分子的含量都刚刚好在合适的范围内，可以随时打开饮用。度数高于或低于55度都会让气泡快速消失。此前的研究表明，威士忌酒中也有类似的现象。

酿酒师通过观察龙舌兰酒气泡的存续时间判断酒精度数（图片来源：scientific reports）

这一简单的现象准确吗？有科学依据吗？最近美国布朗大学的Zenit教授团队（同时也是龙舌兰酒爱好者）较了一回真，为传承数百年的经验提供了科学注脚。

液体飞溅或摇晃产生的气泡，实质是一层薄薄的水膜。随着时间的推移，重力使水膜的水分落回液体中，水膜越来越薄，到一定程度时便自行破裂。什么影响了气泡的寿命？酒精浓度必然是主要的因素，但或许还有其他物质的帮助。

首先，研究人员在实验室的标准条件下测试了55度龙舌兰酒的气泡寿命，并向其中加入不同量的水或酒精，以证明酒精度数对气泡寿命的影响。可以很明显的看到，就如酿酒师掌握的经验一样，55度龙舌兰酒的气泡寿命最长，哪怕只偏差1~2度，气泡寿命也会大为缩短。

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。

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。

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。

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。

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。

马兰戈尼效应稳定气泡的原理示意图（图片来源：笔者原创）

总结来说，表面活性剂与适当的酒精浓度都能够使得气泡寿命大为延长，它们共同造就了55度龙舌兰酒超长寿命气泡的现象。通过观察气泡寿命，除了能判断酒精度外，也能初步判断酒是否被污染。因为少量的污染物就可能降低酒的表面张力，使气泡异常地“长寿”。

写至此，龙舌兰酒气泡的秘密也基本清楚了。笔者佩服墨西哥酿酒师能从实践中总结出如此精准的经验，也要为善于从生产生活中发现有趣问题的Zenit教授团队点赞。

不说了，这就去来一杯气泡久久的龙舌兰酒~

参考资料:

[1] Rage, G., Atasi, O., Wilhelmus, M.M. et al. Bubbles determine the amount of alcohol in Mezcal. Sci Rep 10, 11014 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-67286-x

[2] https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-07/bu-srs070720.php

[3] 维基百科

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