作者 | 李存璞 重慶大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院副教授
編輯|陳天真
每逢足球賽事,足球所帶來的開心與煩惱,以及生活中所有的經(jīng)歷,更亟需一杯啤酒來撫慰。問題是,怎么能倒出一杯完美的啤酒?接下來我們從科學(xué)角度探討下這個(gè)問題。
最完美的啤酒風(fēng)味
——由氣泡決定
啤酒的口感來源于兩個(gè)因素:
(1)入口的飲料中CO2含量越高,帶走的熱量越多,清爽感更強(qiáng),即CO2的含量與保存程度越高,口感越好;
(2)飲料內(nèi)部的風(fēng)味物質(zhì)流失程度越低,飲料口味越濃郁,口感更好,CO2泡沫可覆蓋于飲料液面表層,減少易揮發(fā)的風(fēng)味物質(zhì)的流失,即氣泡越多越好。
上述兩個(gè)口感因素均與CO2流失情況相關(guān),卻又相互矛盾:CO2要有較高的保留程度,則需要盡可能減少倒入杯中時(shí)產(chǎn)生的氣泡;而為減少風(fēng)味物質(zhì)的揮發(fā)、流失,要求增加氣泡的產(chǎn)生。因此,如下面的啤酒口味火山圖所示,適當(dāng)?shù)腃O2氣泡數(shù)量是一杯啤酒口感的關(guān)鍵。
倒出的啤酒氣泡數(shù)量與口味火山圖
控制氣泡數(shù)量,杯子是關(guān)鍵
杯子在很大程度上決定了倒入啤酒時(shí)產(chǎn)生氣泡的多少。
一個(gè)比較直接的篩選杯子的思路,是根據(jù)杯壁與CO2分子的相互作用強(qiáng)弱來選擇杯子材料。遺憾的是,根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4927-2008(啤酒)的規(guī)定,啤酒中的CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.35-0.65%即為合格。啤酒中的CO2含量如此之低,在倒入杯子時(shí)直接與杯壁接觸的CO2分子數(shù)量會很少,難以真正影響到CO2氣泡的產(chǎn)生。
另一方面,水分子與器壁的相互撞擊會影響CO2的分子運(yùn)動,進(jìn)而影響到CO2氣泡的產(chǎn)生。如果你試著將啤酒分別倒入一次性塑料杯子和干燥的玻璃杯子,會發(fā)現(xiàn)在塑料杯子產(chǎn)生的氣泡數(shù)量遠(yuǎn)大于玻璃杯。
塑料杯子往往由疏水的高分子材料組成,比如聚丙烯、聚酯等,這些材料具有強(qiáng)烈的疏水性,會導(dǎo)致水分子運(yùn)動速度變快。而水分子的運(yùn)動加速,會撞擊啤酒中的CO2分子,造成CO2分子聚集成氣泡溢出體系,形成泡沫覆蓋于啤酒液面之上。
而對于玻璃杯,其表面的化學(xué)組成決定了CO2氣泡產(chǎn)生比較緩慢:可以親水,但只能親一點(diǎn)點(diǎn)。
如下圖所示,因?yàn)椴AУ闹饕煞质嵌趸?,我們可以假設(shè)玻璃杯表面主要由硅-氧(Si-O)鍵組成。一個(gè)洗刷干凈、干燥的杯子,玻璃杯表面主要是懸浮在外的氧原子(-O)。隨著玻璃杯表面潤濕程度的增加,懸浮在外的氧原子會逐漸轉(zhuǎn)化為羥基(-OH鍵)。隨著氧原子逐漸被潤濕變?yōu)榱u基,由于羥基與水分子可以形成足夠的氫鍵,杯壁的親水性逐漸增加。
玻璃杯表面的硅-氧鍵決定了其親水性。
玻璃表面越親水,則啤酒倒入時(shí)水分子與杯壁的相互吸引作用越強(qiáng),水分子自身的運(yùn)動不會顯著增強(qiáng),也就難以撞擊出大量的CO2分子。因此,玻璃杯相對塑料杯更容易控制泡沫數(shù)量,獲得優(yōu)異的啤酒口感與風(fēng)味。
啤酒倒進(jìn)玻璃杯中飲用,口感更佳。|[1]
第二杯啤酒最完美
中國有句古話:小酌怡情,喝醉傷身。事實(shí)上,由于玻璃杯的親水性會隨著潤濕程度的增加而增加,第二杯啤酒往往是口感最好的那一杯:
干燥的玻璃杯親水性不夠,會產(chǎn)生過多氣泡,完全潤濕的杯壁產(chǎn)生的氣泡則太少,唯有部分潤濕的杯子可以獲得“適度”的氣泡。
第二杯啤酒時(shí),杯壁已經(jīng)經(jīng)歷了第一次潤濕,表面的羥基密度大概為每平方納米5個(gè),具有最為合適的疏水性。
我在實(shí)驗(yàn)室考察了塑料、玻璃表面的親水性變化,從下圖可以看出,(a)圖為塑料表面,具有明顯的疏水特性,(b-d)為干燥的、潤濕一次、潤濕兩次的玻璃表面,可以明顯觀察到隨著潤濕次數(shù)的增加,玻璃表面的親水性逐漸增加。
隨著潤濕次數(shù)增加,玻璃表面的親水性逐漸增加。|作者供圖
倒出一杯完美啤酒的實(shí)踐攻略
盡管由于啤酒成分各異,酵母、蛋白等含量的不同,均會影響到最終的啤酒口感和泡沫綿密程度,但我們也可以給出最佳的倒酒方法,讓每一杯啤酒都展現(xiàn)出最優(yōu)秀的口感。
首先,不要選擇塑料杯。如前所述,塑料杯子會產(chǎn)生太多的氣泡,而且儀式感不夠。
其次,認(rèn)真清洗玻璃杯。啤酒內(nèi)部含有蛋白質(zhì)等有機(jī)分子,每次喝完啤酒一定要認(rèn)真清洗干凈,以免疏水性的油脂等有機(jī)物覆蓋于玻璃表面,增加杯壁的疏水性,造成氣泡過多。
第三,喝第一杯之前用純凈水潤濕杯子。每一杯啤酒都應(yīng)當(dāng)被尊重,對杯子預(yù)先的潤濕可以保證第一杯啤酒也有最佳的氣泡數(shù)量,給我們最完美的口感。
第四,貼著杯壁倒酒。貼著杯壁倒酒可以盡可能減少啤酒液受到的擾動,從而減少氣泡迅速、大量產(chǎn)生。
第五,不要貪杯,以及未成年人禁止飲酒。
參考文獻(xiàn)
[1]俠飯。https://www.bilibili.com/bangumi/play/ss27152/
[2]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會. 啤酒:GB/T 4927-2008[S]. 2008.
[3]J. Phys. Chem. B 2018, 122, 4573