气泡的性命周期:香槟酒存在的时光很短,倏忽即逝。它的短暂的一生始于酒杯被擦干后沾附在酒杯壁上的一段极其渺小的纤维素。把酒倒进酒杯后,一个亚微米级直径的气袋就在这段纤维素纤维上形成。溶解于饮料中的二氧化碳在压力的作用下进入到这个小小的空腹中并使其不断膨胀,它所发生的浮力也随着体积的膨胀而同步增大,较终迫使气泡脱离其成核点而向上升起。在上升到液体表面的进程中,随着更多的二氧化碳进入到气泡内,气泡的体积进一步变大[图2]。与此同时,饮料中的芬芳分子上集合到气泡的气体/水界面上这一现象使气泡所受的阻力增大,从而下降了气泡上升的速度。在冒出液体表面之后带着香味的气泡立即自行决裂,将一丁点儿香槟酒抛射到空气中,从而促进香槟酒的香气和滋味[图1]。 让我看着气泡:据品酒内行说香槟酒较好是斟在高脚香槟酒杯中来品尝(这是一种形状修长的酒杯,其盛酒部位呈郁金香花的形状或锥形,可容纳180cc左右)。这种狭长形的设计延长了气泡上升到酒杯顶端所经过的行程并使这一进程更加显眼,而向内收敛的杯口使敞开的表面面积缩小,从而加强了气泡所携带的并在气泡决裂时被放出来的香气。 修长的高脚酒杯还延伸了香槟酒给人的清凉感,同时有助于坚持其泡腾特征。品尝汽酒应用高脚酒杯比应用浅口香槟酒杯更适合。后者是一种矮脚的碟状酒杯,一度曾经大行其道,极受青睐。传说这种酒杯的形状较初系仿照十八世纪后期法国王后MarieAntoinette那天下闻名的胸部而设计的。据品酒内行们说尽管这种矮脚浅口酒杯现在仍然相当风行,但它并不是为品尝香槟酒而设计的,因而用它来饮香槟酒时品尝者无法完整体验到香槟酒那特有的品德和魁力。这种酒杯那浅口宽边的形状使它的稳固性较差,非常容易让酒溢出到杯外而且在坚持酒的清凉感方面它们与高脚酒杯相比也是大为逊色。此外,矮脚浅口酒杯难于充足展现一行行气泡串的精巧景观。 在打开一瓶香槟酒时,应该握住酒瓶使瓶塞以45度的角斜指上方。不要把瓶塞对着你自己,也不可指向其它任何人。握住瓶塞缓缓拧转酒瓶,注意始终朝一个方向运动。不要让瓶塞砰地一声突然蹦出来,而要让它慢慢松开,发出一丝逐渐削弱的嘶声。砰地一下打开瓶塞将会白白糟蹋许多气泡,正如俗话所说“听起来虽然悦耳,味道却大打折扣。” ===============品香槟,看泡泡=============== 撰文/GerardLiger-Belair武晓岚/译李爱珺/校 向上冲刺:香槟酒泡泡上升到酒杯顶端的过程虽然短暂,但却相当出色,他代表了一个相当庞杂的物理化学体系,这个体系的功效之强、景观之美,均是人们所始料不及的。 气泡的形成 美味爽口的香槟酒让人沉醉、令人难忘。科学家正潜心摸索它的奥秘所在。 打开一瓶香槟酒,自己斟上一杯。轻轻呷上一口,顿时只见酒的上面一层嘶嘶作响,无数气泡升起又迸裂,把上千个金色的泡泡抛向空中,使香槟酒那妙不可言的美味和香气不但传到你的舌头上,也钻进你的鼻孔里。不计其数噼啪作响的金色小泡构成一曲打击交响乐,这正是产自法国东北部香槟区的老牌气泡酒不可思议的迷人之处。现在,痛饮香槟似乎已经成了世界各地节日或成功庆典上的一道固定景致。 对于优质的香槟酒,其标记之一就是有许多成串的气泡从斟满了酒的玻璃杯内壁一排排地向上升起,酷似许多迷你热气球。气泡抵达酒的表面后就形成了一个项圈般的环。虽然尚无任何科学证据证明香槟酒的品德与其气泡的细微水平有关,但人们却常把这两者挂上钩。由于确保香槟酒具有传统的泡腾特征,是一件攸关生意的大事,香槟酒厂面临的主要义务就是精益求精,力争它们的香槟酒冒出的吝啬泡到达尽善尽美的程度。因此,几年前,我和法国蓝斯香槟阿丹尼大学以及法国酩悦香槟酒厂的几位研讨人员决议考核一下碳酸饮料中气泡的特征。我们的目的是肯定、描写并较终更深刻地懂得与起泡进程有关的诸多参数中每一个参数各自所起的作用。对盛满汽酒、啤酒或汽水的杯子进行简略而过细的视察后,我们发明了一种前人尚未摸索过的看起来非常迷人的现象。我们的初步成果涉及到气泡演化全进程的3个重要阶段:即气泡的生成、上浮及迸裂。 香槟酒的气泡 气泡的性命周期:香槟酒存在的时光很短,倏忽即逝。它的短暂的一生始于酒杯被擦干后沾附在酒杯壁上的一段极其渺小的纤维素。 在香槟酒、汽酒和啤酒中,二氧化碳重要起着发生气泡的作用:当酵母使糖类发酵,将其转化为乙醇和二氧化碳分子时,气泡便形成了。工业碳酸化作用是苏打饮料发出嘶嘶声的原因。当饮料被灌入瓶中或饮料罐中以后,依据亨利定律,溶解在饮料液体中的二氧化碳与密封在瓶塞或瓶盖下方空间中的二氧化碳彼此间便到达了一种平衡状况(享利定律解释,在平衡状况时,溶解在液体中的气体数目与气体的压力成正比)。 打开一瓶(或一罐)饮料后,液面上二氧化碳的压力急速降低,从而打破了此前一直占上风的热力平衡。这样液体中的二氧化碳便处于过饱和的状况。为了重新恢复与大气压力相对应的热力稳固性,二氧化碳分子必需从过饱和的液体中逸出。当饮料倒入杯中时,溶解在饮料中的二氧化碳可以通过两种方法逸出:一是从液体的表面扩散出去;二是形成气泡。 然而,溶解在液体中的二氧化碳分子要想集合成初始的气泡,就必需从凝集在一起的液体分子中间挤过去(液体分子通过范德瓦尔斯力——即偶极子吸引力紧密地联合在一起)。因此,气泡的形成受到这一能量壁垒的限制;战胜这个能量壁垒所须要的过饱和比,超过了碳酸饮料中常见的过饱和比。在过饱和水平较低的液体中(包含香槟、汽酒、啤酒和汽水等),为了能形成气泡,就必需有事先存在的一些气体空腔,它们的曲率半径应该大得足以战胜成核作用的能量壁垒,使其能够自由地长大。之所以如此,是因为气泡界面的曲率将导致气袋内部形成超压。依据拉普拉斯定律,此超压的大小与气泡的半径成反比。气泡越小,气泡内的超压就越高。如果半径小于某一临界值,气袋内的超压将使得溶解于饮料液体中的二氧化碳无法扩散到气袋内。在新开瓶的香槟酒中,这一临界半径约为0.2微米。 为了过细地视察气泡形成的部位(所谓“气泡培养点”),我们把一台装有显微镜头的高速摄像机对准成百上千的气泡串的底部。与一般人的意见相反,这些成核部位并不是玻璃杯表面上细微的凸凹不平之处(它们的标准远小于发生气泡所请求的临界曲率半径)。事实证明气泡培养点本来涌现在附着于玻璃杯壁的杂质上。大多数杂质都是空心的且呈圆柱状的纤维,它们从空气中落到玻璃杯壁上,或者在拭干玻璃杯的进程中遗留于玻璃杯壁上。由于这些外来微粒的几何形状使它们不可能完整被饮料打湿,因此,当玻璃杯灌满饮料后,它们便能容纳一些气袋。 气泡怦然迸裂 香槟酒气泡一冒出酒的表面,气泡决裂的进程几乎就立即启动了。第二幅照片示出了构成气泡露出液面的那一部分液体薄膜刚刚决裂后一霎那的情景。 在气泡形成的进程中,溶解于饮料中的二氧化碳分子扩散到这些细微的气袋里。较后就长成一个肉眼可见的气泡,此气泡在生长的初始阶段一直附着在其成核部位,随着气泡的不断膨胀,它的浮力也越来越大,较终这一浮力使气泡脱离成核点而一走了之,为新气泡的形成让路。这一进程将重复进行下去,使新气泡源源不断地冒出来,直至溶解于饮料中的二氧化碳快要用完时,气泡的生成才逐渐“偃旗息鼓”。 气泡在成核部位上周而复始地不断发生的进程可以用起泡频率来表征,即每秒种发生的气泡数量。我们不妨用频闪灯来形象地描写这个参数:当频闪灯的闪亮频率等于气泡形成的频率时,气泡串看起来好像就凝固不动了。 由于气泡生长的动态进程还与溶解在饮料中的二氧化碳含量有关,因此,不同碳酸饮料的气泡形成频率也是各不雷同。例如,香槟酒中二氧化碳含量差不多是啤酒中二氧化碳含量的3倍,因而香槟酒中较活泼的成核部位每秒能发生大约30个气泡;而啤酒的气泡培养点每秒只能发生10个左右的气泡。 气泡的上浮 一个气泡在分开了成核点以后便直奔液面而去,在这一进程中它变得越来越大。气泡在上升进程中之所以越来越大,是因为溶解在饮料中的二氧化碳连续不断从气泡表面扩散到气泡内。随着气泡的变大,浮力也不断增长,从而使气泡上升的速度越来越快,这样气泡在上升进程中彼此的距离也逐渐拉开了。 啤酒和汽酒并不是纯液体。除了含有乙醇和溶解的二氧化碳以外,它们还含有其它许多种有机化合物,这些有机化合物的表面活性与肥皂分子的表面活性相仿,作为表面活性剂,这些化合物重要由蛋白质和糖类构成,既有可溶于水的成分,又有不溶于水的成分。表面活性剂不会始终“呆”在饮料的液体中,而是爱好集合在气泡表面,其疏水端插入气体中,而亲水端则粘在液体内。 逐渐增大的浮力使气泡较终脱离成核点并驱使它挤过液体分子而打开其上升之路时,气泡周围的表面活性剂层对于气泡的行动就开端起到了症结性的作用。被接收的表面活性剂分子在气泡表面上形成了某种相似于“盾”的东西,从而加强了气泡的刚性。依据流体动力学理论,刚性球在穿过流体上升时所遇到的阻力,比其周围没有表面活性剂层笼罩的柔性球所遇到的阻力大,表面活性剂分子逐渐在气泡表面集合起来,使气泡的刚性部位越变越大。因此,半径固定不变的气泡在上升进程中所遇到的流体动力学阻力不断增长;当气体-液体界面完整被表面活性剂分子笼罩时,气泡的上升速度将降至较低值。但是法国斯特拉斯堡路易•巴斯德大学的一个研讨小组不久前证明,严厉说来,在气泡被表面活性剂严严实实地笼罩起来之前,气泡边界层就已经到达了完整的刚性化状况。 与半径固定不变的气泡相比,上升进程中不断膨胀的气泡其行动之庞杂要更胜一筹。在上面所举的那个例子中,气泡在穿超出饱和液体上
|