0

7
1

文字

分享

0
7
1

所以說釀酒的到底是酵母、還是釀酒師?禾餘麥酒陳相全專訪

PanSci_96
・2020/08/26 ・2710字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 541 ・八年級

  • 文/陳永融

啤酒,是台灣夏日不可或缺的一道風景。刺激的口感與清爽的麥香,讓啤酒與台灣悶熱的氣候一拍即合,成為許多人撫慰身心、餐聚遠遊的百搭良伴。根據財政部統計,2016 年台灣在地啤酒產值高達 232 億元,其中卻有超過 7成5都是台啤的天下,本土精釀啤酒 (craft beer) 僅佔不到在地啤酒 1% 的市場,與國外相比還有不少的成長潛力。

相較於大規模生產、仰賴機械精確製程的工業啤酒,精釀啤酒會在麥芽、啤酒花、酵母與水等四大元素外再添入自選的天然配料,變化出各種迷人的風味。這也讓啤酒釀酒師成為近年來興盛的職業,將自身的想像力淋漓盡致地傾注到每一瓶獨特的啤酒中。

禾餘麥酒啤酒禮盒。圖/禾餘麥酒

漸漸的,台灣市面上開始出現強調在地特色的精釀啤酒,卻大多是以地方特產為風味來源,如麥芽、酵母等必須原料仍是以品質穩定、價格低廉的進口貨為主。在這樣的大環境下,自釀品牌「禾餘麥酒」的創辦者陳相全卻試圖從根本改變台灣雜糧種植困境,打造不只是添加台灣風味、而是連四大元素都 MIT 的「台灣」啤酒。

而這一切,都要先從釀酒開始說起。

醉人的現代煉金術士

說到釀酒,你覺得最大的功臣是誰呢?與其說是釀酒師功勞,不如說是酵母菌認真工作的成果。畢竟從根本來說,釀酒所需的化學反應都得歸功於酵母的發酵作用 (fermentation)。釀酒師的工作除了開發與調製啤酒風味,更多時候是在確保環境與原料的安定。只要給酵母菌充足的食物與適切的環境溫度,它就能製造出醺人的酒精;相反的,只要有任何一個細節沒有做確實,就會讓酒液被汙染、前功盡棄。

「其實我從來都不覺得自己是釀酒『師』,充其量就只是個比較會清潔的清潔工。」說到釀酒工作,陳相全謙虛地這麼說。

感謝當今科技進步,釀酒的所有步驟幾乎都能交付給機器進行,效率品質也比人工穩定許多。單是冷卻與加溫設備就能消除許多難以掌控的變數,大幅改變整個產業生態。然而在機器輔助下,人類更需要的不是技術,而是常被忽略的「耐心」與「細心」。

繁複的事前準備與事後清潔都有作業流程與規章,看似不需要太多思考,但是這反而更考驗人能否在重複作業中保持細心與專注。以事前準備工作為例,陳相全和他的同事常常一天就得搬運上百公斤的原料到釀造室,按照釀造配方依序將麥芽烘烤、碾碎並糖化。

每個流程乍看之下就只是接接管線、按些按鈕,但卻都是馬虎不得,得定時檢查各項讀數是否正常、確保接口沒有縫隙。這也是陳相全對想打算成為釀酒師的人的提醒。雖然釀酒是一門充滿樂趣與驚喜的專業,但也有很多眉眉角角與辛勞是只有入門才能體會的。熱情與衝勁或許是起頭很重要的動力,但唯有足夠的耐心與正確心態才能在這條路走得長遠。

對於還在找方向的人,陳相全建議可以先從簡單的自釀啤酒開始玩起。只要在網路上輸入關鍵字就能找到相關課程或材料包,門檻相當親民,對於設備的要求也相對低上不少。等玩出一點心得後便可以考慮接觸相關工作,確定自己有辦法從中找到樂趣再考慮創業也不遲。

因為不羈而釀酒,因為懷念而留下

陳相全創立禾餘麥酒的經歷在外人聽來充滿戲劇色彩。國高中到美國求學的他,大學畢業後也順利成章穿西裝在金融機構做著分析師的工作,看似「錢」途無量的人生發展卻讓陳相全不安分、渴望變化的靈魂感到困乏。

啤酒廠(示意圖)。圖/pixabay

因緣際會下 他決定聽從內心呼喚,進到加州當地的啤酒廠打工。聊到在金融業與酒廠擺盪的生活,他笑得很歡暢:「酒廠工作雖然辛苦,但也是在這些簡單枯燥的工作裡面,我得到了快樂。這些工作很扎實,你付出多少努力就能有多少收穫,每一點辛勞都不會浪費。」

每天動輒就是人工搬運數百公斤麥芽、手剝一整天的啤酒花,長時間相處下來每種麥芽與啤酒花的氣味早就深深烙印在他的腦中,成為往後自己釀酒時價值難以估量的資料庫。

被問到為什麼決定回台灣紮根?「釀酒在哪裡不是釀,既然如此還不如待在比較熟悉、比較舒服的環境。」相比起國外封閉、以白人為主的釀酒產業,陳相全在台灣看到更多發展的可能,以及值得努力的目標。沒想到這個決定不只改變他的人生軌跡,也為台灣的農業帶來新的可能性。

以啤酒為起點的農業革新

返台後進入台大農藝所深造,碩士論文更直接以台灣本土雜糧釀酒為題。「台灣在地穀物啤酒之官能品評」不只是本題目新潮的獨特論文,更是陳相全勃勃野心的一道剪影。「台灣最大的優勢在於我們的地理變化多,這麼小的一塊土地卻能有各種氣候,讓每個地方種出來的同一種作物都會有自己的特色。」台灣因為長期鼓勵種植稻米,大麥、玉米等雜糧作物產量不足,導致相關產業過度依賴進口原料,最終又更進一步削減農民種植雜糧的意願。

要想打破這個負面循環,必須要能向農民證明雜糧作物的價值,才有立場去改變現有環境。為了堅持理想,陳相全自嘲禾餘從開發到行銷都極度反常識,有了想做的風味後再補足設備與行銷上的不足。這讓每一個新酒款都像是在與市場對賭,然而過程中挑戰未知的刺激感卻他們樂此不疲,也彰顯成功經驗的珍貴。

以「台南白」玉米為原料的白玉啤酒──盈溢白玉。圖/禾餘麥酒

以「台南白」玉米為原料的白玉啤酒便是一場振奮人心的勝仗。玉米啤酒在國外並不少見,卻因為需要專門打磨以及糊化設備,讓許多在地酒廠望之卻步。然而在陳相全寧可自己推石磨輾玉米也要做出成果的堅持下,「台南白」豐富的澱粉轉化為白玉啤酒柔和的香甜,更少了國外玉米啤酒常見的偏酸尾勁,變成充滿「台灣味」的本土佳釀。

雖然陳相全開玩笑說自己是被指導教授洗腦,但是他對農業的關心卻是無庸置疑。除了以本土作物釀酒、變相行銷農產品,他也把釀造師的經驗與農藝所學經歷結合,開始種植釀酒專用的麥芽與其他原料,以身作則改變農業環境、朝真正的「MIT」啤酒邁進。

「當然現在還是會(對新原料)感興趣,但是我們很早就已經不想為做而做,每一項原料都必須要有『意義』。」訪談到一半,陳相全的同事端出幾碗受新開發的黃豆冰品給我們試吃。一邊享受黃豆純粹的清香,一邊聽著他們興奮地介紹這碗冰使用了哪些嶄新技術,眼中滿溢著對於知識以及新奇經驗的喜悅。

禾餘麥酒成立至今已有 5 年,但是那份關懷台灣本土農業的初衷卻不曾改變。雖然釀的是啤酒,卻總是有更多更遠大的理想,靜靜在他們心底發酵。

文章難易度
PanSci_96
1006 篇文章 ・ 1000 位粉絲
PanSci的編輯部帳號,會發自產內容跟各種消息喔。

1

1
1

文字

分享

1
1
1
葡萄酒變酸了?這可不能忍!巴斯德揪出「乳酸菌」,成功拯救法國的釀酒業──《厲害了,我的生物》
聚光文創_96
・2022/09/12 ・2154字 ・閱讀時間約 4 分鐘

國安危機!為什麼葡萄酒變酸了?

在上一集中,我們聊到了十七世紀,荷蘭科學家 aka 手作達人雷文霍克,以他那充滿手工溫度的兩百五十臺顯微鏡,以及一百七十二塊鏡片,為世人展示了「微型動物」(微生物)的世界。

然而在雷文霍克之後,除了斯巴蘭札尼神父曾經投以關愛的眼神,做了一些相關的實驗與研究,微生物似乎逐漸被眾人遺忘。

一直到微生物學的奠基者,巴斯德(Louis Pasteur)的出現,微生物的存在終於開始閃閃發光。一開始,巴斯德是打算進行「自然發生說」的相關實驗,沒想到,一個可能動搖國本的問題卻找上了他。

巴斯德(Louis Pasteur)被譽為微生物學的奠基者,也是研發出狂犬病疫苗的科學家。圖/Wikipedia

在浪漫優雅的法國,飲酒文化與釀酒事業同樣歷史悠久,然而,當時的酒商與釀酒廠負責人卻天天急得跳腳,一點也浪漫不起來。

原來,釀酒這門手藝太過精細,只要一不小心,酒廠生產的酒很可能就會酸化變質,不僅造成商譽與營運的巨大損失,也會影響市場供應的穩定性。

生活不能缺少微醺的感覺,釀酒業的危機,簡直就是國安危機,巴斯德義無反顧的決定伸出援手。

於是,巴斯德拿出科學家的精神,仔細研究了整個釀酒過程,收集、觀察製程中,不同時間的發酵液,並且分析、比較這些酒液的不同。

經過一次一次的培養與試驗,巴斯德終於發現,在顯微鏡下,正常的發酵液中,有一種形狀圓圓的球體小生物(也就是酵母菌);而那些發酵失敗、變酸的酒液中,則可以看見一種又細又長的桿狀小生物(乳酸菌是也)。

乳酸菌平常也許是不錯的東西,但要是跑到酒裡面可就不好了。圖/envatoelements

抓出讓酒精變質的小小兇手

一八五七年八月,巴斯德發表了他的研究成果,這篇論文,可以說是現代微生物學的開山之作。論文中指出,發酵,是涉及某些特定的細菌、黴菌、酵母菌等微生物的活動。

這些研究不僅拯救了釀酒業,也影響著食品業與醫藥產業。當時的科學界一度認為,發酵與食物腐敗、傷口發炎等現象,是可以畫上等號的,因此啟發了一名外科醫師的抗菌革命之路(這段故事我們後面再聊,先賣個關子)。

回到釀酒業的危機處理之上,雖然揪出了讓酒變酸的凶手,但巴斯德的工作還沒有完成,還得找出一勞永逸的方法,才算是功德圓滿。

經過一番苦思冥想,巴斯德最後採用的是加熱滅菌法,這種方法,如今也被稱為「巴斯德消毒法」(pasteurization)。

我們都知道,加熱是個有效的滅菌方式,巴斯德將釀好的酒,短暫、而且小心翼翼的加熱,直到攝氏五十至六十度,藉此殺死那些可能讓酒變質的細菌。如此一來,不僅能讓酒長斯保存,也不會犧牲酒的口感,是不是很讚!

感謝巴斯德讓我們今天能喝到沒有壞掉的酒。圖/聚光文創

陷入絕境的養蠶業:蠶寶寶為什麼會生病?

感謝飛天小女警,啊不,是巴斯德的努力,一天又平安的過去了,釀酒業終於恢復了平靜。然而,一八六五年,法國農村再次遭遇危機。

雍容華貴的絲綢,是廣受貴族喜愛的高級布料,養蠶、攪絲、織布,也是當時法國農村的一大主力產業。沒想到,一種傳播快速、並且容易致死的疾病,卻在蠶寶寶界蔓延開來,蠶農們對此束手無策,養蠶業因此陷入絕境。

在昔日師長的建議之下,巴斯德決定投身於蠶病研究,為蠶寶寶尋得一線生機。

在此之前,他並沒有養過蠶,也缺乏相關知識。於是他動身前往法國南部,花了五年的時間,在第一線的蠶病疫區進行研究。

透過顯微鏡,巴斯德在病蠶的身體裡,發現了一些微小的病原體。

不曉得大家小時候有沒有養過蠶寶寶呢?圖/envatoelements

同樣的,溯源之後還得找出根治方法,巴斯德除了研究鑑定方法,以幫助蠶農辨認染病的蠶寶寶之外,也建議蠶農對病蠶進行隔離。

篩檢與隔離,加上選擇性育種與提高蠶群的清潔度,巴斯德提出的「蠶界防疫新生活」,不但拯救了無數蠶寶寶的性命,也讓瀕臨崩潰的法國絲綢獲得喘息。

在釀酒業與養蠶業分別取得成功之後,巴斯德於是將目光從經濟產業轉向醫療產業。

這些肉眼看不見的微生物,既然可能讓酒變酸,也可能讓蠶生病,是不是也可能引發人類的疾病?如果真是如此,只要知道如何躲避生物的攻擊,或許就能增加戰勝疾病的可能性。

大家努力待在家防疫的時候也別忘了記得動一動。圖/聚光文創

──本文摘自《厲害了,我的生物》,2022 年 9 月,聚光文創,未經同意請勿轉載。

所有討論 1
聚光文創_96
6 篇文章 ・ 2 位粉絲
據說三人出版社就算得上中型規模,也許是島嶼南方太過溫暖,我們對出版業的寒冬始終抱持著浪漫與天真。 作者們說,出版市場很艱困,但我們依然想在翻譯領軍的文學市場中,為本土的作者、原創故事發聲。 喜歡做為升學孩子減輕壓力的書,不要厚重百科類型、沒有艱澀的專有名詞,很多重大發現的背後故事更值得我們好好品味。

0

3
1

文字

分享

0
3
1
史上最早金屬吸管——5000年前一組8人喝啤酒?
寒波_96
・2022/02/07 ・3857字 ・閱讀時間約 8 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

湖中女神:「請問你掉的是金吸管,銀吸管,還是紙吸管?」
考古學家:「我只要塑膠吸管,塑膠吸管是人類最偉大的發明。」

前幾年台灣政府限制使用塑膠吸管後,好些人響應環保號召,隨身攜帶金屬吸管。最近有論文報告,發現已知最古老的金屬吸管,以高貴的金、銀打造,距今有 5000 年之久。古代人使用金屬吸管的目的當然不是環保,是享樂。

啤酒 8 人一桶,保證群聚感染。圖/參考資料 1

超過一公尺的金屬管,是權杖還是吸管?

這批「吸管」出土於北高加索的梅科普遺址(Maikop),而且早在公元 1897 年就重現於世。它們來自一座豪華墓葬(kurgan),是豐富陪葬品的一部分。照現代的認知,這座墓葬距今約 5000 年,被歸類為青銅時代早期。

墓中陪葬的金屬長管共有 8 根,擺在長眠的墓主附近。它們由金、銀打造,金屬原料被打薄成大薄片,再捲起來成管狀。每根長度 112 公分,直徑約 1 公分,管壁厚度介於 0.27 到 0.70 mm,重量約 200 公克。

梅科普遺址出土,由金、銀製成,長度超過一公尺的「權杖」?圖/參考資料 1

超過一公尺的金屬管並非一體成型,而是多段組合而成。4 根包含較短的二或三段銀管,其中 2 根上有小隻銀牛的雕像裝飾;另外 4 根則包括金管和銀管,其中 2 根上有金牛雕像。金牛與銀牛皆為實心,長度 7 到 9 公分,中間穿孔插在管上,可以滑動調整位置。

一開始挖掘的考古學家,聖彼得堡大學的 Nikolai Veselovsky 判斷,這組金屬管是古代大人物用的權杖,後來還有其他學者提出不同見解,覺得是出巡用大棒棒之類的(法西斯?)。但是他們都無法解釋,為什麼權杖要大費周章做成空心的。

新發表的論文認為應該是「吸管」,使用時過濾器方向朝下,可移動的金牛、銀牛是倒立的。圖/參考資料 1

新發表的論文則提出幾點證據,認為這組「權杖」應該是吸管,目的是讓大家一起吸啤酒。如此判斷的證據,來自與中東地區考古的比較。

咕咕咕咕嘟嘟嘟嘟,用吸管逸樂的歷史

啤酒的歷史也許非常早。早於植物被馴化,農業誕生、人類定居形成農村以前,黎凡特(現今的以色列、黎巴嫩與周圍一帶)的納圖夫文化(Natufian)疑似已經有人發酵穀物,釀造啤酒。反正酒的歷史,淵遠流長。

至於吸管的歷史,不可考。用管子吸液體,應該不是太難的發明,但是如果以麥稈、蘆葦等材質作為吸管,幾乎不可能留下考古紀錄。

如今已知最早的吸管並非實體,而是留在印章上的圖案,來自伊拉克北部的 Gawra XII,以及伊朗西部的 Chogha Mish 這些位於中東的遺址,超過五千年。

1 是烏爾王室墓葬中,以吸管共享飲料的圖像;2 是普阿比女王墓葬中,包金的蘆葦吸管;3 是普阿比女王墓葬中,包金和青金石的銀西管;4 是 Tell Asmar 出土的過濾器; 5 是敘利亞的 Chagar Bazar 出土的過濾器。圖/參考資料 1

六千年前過後,美索不達米亞的蘇美等古文化,漸漸發展出初步的古文明,也顯現出逸樂的跡象。幾處距今 4000 多年的貴氣墓葬,描繪宴會的場景中,可以見到一群人用長吸管喝飲料。

蘇美人常用的吸管材質應該是蘆葦,也有豪華版的包金蘆葦。烏爾(Ur)的普阿比女王(Queen Puabi)距今約 4600 年的華麗墓葬中,便出土金箔包覆的蘆葦桿,長度 124 公分、直徑 1 公分。另外還有 2 根類似的吸管,一根銅製,另一根銀製,上頭包金,2 根都有青金石裝飾。

烏魯克(Uruk)等地,則出土過吸管上的動物裝飾小雕像。

梅科普遺址出土金屬長管的一截尖端,推測是浸入啤酒中,作為過濾器使用。圖/參考資料 1

和普阿比女王墓葬同時期的 Tell Asmar 留下一組飲用設備,包括碗、長管、過濾器。過濾器通常為銅製的窄椎體,安裝在蘆葦吸管的前端,浸入液體過濾啤酒中的雜質,可以拆卸重複使用。

一組八人咕咕咕咕咕咕咕咕,第九個人沒酒喝!?

上述位於今日伊拉克境內的多處遺址,出土的長管們,可以肯定作為吸管之用,它們的型態和北高加索的金屬長管十分相似。

另外北高加索的金屬管內,疑似作為過濾器的部分,也發現裡頭殘留大麥澱粉顆粒和植物矽酸體(phytolith)。綜合推論,這組金屬管應該也是作為吸管使用,曾用於吸食啤酒。

梅科普遺址出土,1 是銀製過濾器;2、3 為大麥的澱粉顆粒;4 為椴樹(lime tree)的花粉粒;5 為穀物的植物矽酸體。圖/參考資料 1

早在公元 1897 年便被發掘的梅科普遺址,後來成為廣布北高加索地區,梅科普文化的代表性遺址。此一文化介於新石器時代晚期(或銅石並用時期)到青銅時代早期,過去常認為以畜牧業為主要生產方式。

然而該遺址其實也出土大量石製鐮刀、儲存容器,這些都是農業生產的特徵。當時的人,無疑具備用大麥等穀物釀酒的條件。

超過一公尺的金屬吸管如何使用?參考距今 4000 年左右,敘利亞的 Tell Bagüz 遺址的狀況,論文推測可能是將 8 支吸管插在大酒桶裡,同時讓 8 個人圍一圈一起喝酒(第 9 個人沒酒喝!),是宴會的項目之一。

梅科普遺址的吸管上的金牛、銀牛。圖/參考資料 1

考慮到不少吸管是陪葬品,而葬禮是人類最重要的聚會形式之一,古人也可能會在葬禮中痛飲一輪,再把吸管組陪葬。不論如何,這都是某種享受與奢華的展現。

穿越文明疆界的啤酒社交風俗

這類社交場合,也伴隨體液交流,可想而知是群聚感染的溫床,不過當然不能用現代公衛標準要求古代人。

另一點有趣的是,要用超過一公尺的吸管吸到啤酒,肺活量想必不能太差;比起倒出來用酒杯痛飲,吸管的飲酒效率應該差很多,為什麼不倒出來喝呢?(想想李白用吸管啜飲美酒的畫面……好違和)

位於北高加索的梅科普,距離當時美索不達米亞的文明中心有段距離,兩地卻存在一樣的共享啤酒文化。圖/修改自 google map

我猜有個可能理由是促進社交,辦流水席吃吃喝喝,是不同時空的文化,維繫組織運作的一大共通手段。大家圍一圈喝酒,人際交流的意義不遜於飲酒本身(8 個人同時吸一大桶酒,佔著位置不吸大概也不會被發現,嘻嘻),這樣設計的目的,也許本來就是避免參與者喝的太多、太快,而忽略社交。

有趣的是,長吸管共飲是四、五千年前,中東文化發達地區流行的風尚。以中東古文明的視角觀之,距離數百公里的高加索北部可謂化外之地,但是這批邊緣人也存在使用金、銀吸管的風俗(順帶證實他們金屬加工的手藝相當優秀),與中東文明中心類似。啤酒文化的交流與傳播,顯然能穿越空間的阻礙。

延伸閱讀

參考資料

  1. Trifonov, V., Petrov, D., & Savelieva, L. (2022). Party like a Sumerian: reinterpreting the ‘sceptres’ from the Maikop kurgan. Antiquity, 1-18.
  2. Oldest known drinking straws identified

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

寒波_96
173 篇文章 ・ 620 位粉絲
生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

2

7
4

文字

分享

2
7
4
乾杯的時候,你有沒有想過:一杯啤酒裡究竟有多少顆氣泡?
羅夏_96
・2021/06/17 ・2861字 ・閱讀時間約 5 分鐘

辛苦工作一天後,你準備來杯冰涼的啤酒慰勞一下自己。打開啤酒並往杯子裡倒,氣泡一如往常的大量產生,有時弄不好還會搞得滿桌子都是。不過不知道你有沒有想過,究竟一杯啤酒究竟能產生多少氣泡呢?而來自法國的研究團隊,還真的對這個問題進行理論與實驗上的探討1

啤酒擁有綿密氣泡的關鍵:溶解度與壓力

要知道啤酒會產生多少氣泡,得先知道氣泡是怎麼來的。

啤酒主要由水、穀物和酵母菌發酵而成。在發酵的過程中,酵母菌會分解穀物中的澱粉,產生酒精以及二氧化碳,而二氧化碳這正是氣泡的來源。另外現代的啤酒生產商在裝填啤酒時,也會額外注入二氧化碳。

那為何二氧化碳會變成氣泡呢?這是因為開瓶會導致二氧化碳在啤酒中的溶解度減少,讓二氧化碳在啤酒中從飽合狀態變為過飽和註1狀態,此時多餘的二氧化碳便會逸出啤酒,形成氣泡。

啤酒發酵的過程中,酵母菌會分解穀物的澱粉產生酒精及二氧化碳,二氧化碳正是氣泡的來源。圖/Pexels

那為何開瓶會影響二氧化碳在啤酒中的溶解度?答案是「壓力」。這便要提到亨利定律了,該定律指出:氣體在液體中的溶解度與壓力成正比。前文提到,啤酒商在裝填啤酒時會額外打入二氧化碳,這樣不僅能增加容器的壓力,也能讓更多二氧化碳溶解到啤酒中。一般市售的啤酒,其瓶中的氣壓通常為二至三個大氣壓。

因此當你打開酒瓶時,氣壓會下降回到一個大氣壓。這時,啤酒內溶解的二氧化碳就成了過飽和狀態,多餘的二氧化碳就會逸出形成氣泡了2

形成的氣泡太多了?可能是玻璃杯搞的鬼

上面介紹了啤酒氣泡的來源,但在經歷多次氣泡大爆發的慘痛經驗後,想必你也知道能減少氣泡形成的訣竅—減少外力。例如開瓶前盡量減少對啤酒的搖晃,那就能減少開瓶時產生的氣泡。同樣的,將啤酒倒入杯中時,沿著杯壁緩緩加入,減少啤酒與酒杯的衝擊,也能減少氣泡的產生。

這是為什麼呢?因為外力會讓啤酒內產生氣室,有氣室二氧化碳才能逸出並在氣室中形成氣泡的結核點,讓氣泡生成。而研究團隊根據啤酒與二氧化碳介面的表面張力強度、大氣壓力、二氧化碳在啤酒中的溶解度和濃度等資料,計算出能讓氣泡生成的氣室臨界值,只要氣室的直徑大於 1.4 微米 (或氣室的曲率半徑大於 0.7 微米),二氧化碳就能在氣室中形成氣泡結核點,產生氣泡。

好的,所以現在我盡量減少外力,就能降低氣泡的生成了。不過,就算你再怎麼小心,當你把啤酒倒入玻璃杯時,玻璃杯也不會這麼容易放過你。

雖然玻璃杯表面看上去非常光滑,但如果在顯微鏡下觀察,就會發現上面佈滿在製造過程中留下的細小缺口。而每個缺口都是一個氣室,這些地方正是讓啤酒中的二氧化碳形成氣泡的絕佳場所。一般來說,玻璃杯底部的小孔最多,這也是為什麼大部分的氣泡都會從酒杯底部湧出的原因。

玻璃杯的顯微照片,可看出有小孔。圖中的黑線代表 100 微米。圖/參考資料 1

是什麽決定了氣泡的大小?

現在我們知道,氣室是促成氣泡生成的重要因素。隨著二氧化碳進入氣泡中,當氣泡成長到浮力足以脫離誕生的結核點後,氣泡便會開始上升。而在這個過程中,啤酒中的二氧化碳也會持續逸出到氣泡中,讓氣泡越來越大。因此,一個氣泡的大小會決定其中二氧化碳的含量。

那氣泡的大小受甚麼因素影響呢?先前的研究顯示,氣泡的直徑與氣泡上升高度的三分之一次方成正比。也就是說,往杯中倒入不同體積的啤酒,杯中的氣泡的大小會有所不同。

由高速攝影機所拍下的啤酒氣泡生成過程。圖/參考資料 1

來動手做實驗,計算看看一杯啤酒會產生多少氣泡!

隨著氣泡不斷地生成,啤酒中的二氧化碳濃度也會越來越低,氣泡的生成也會趨緩最終停止。因此只要知道啤酒中初始的二氧化碳的濃度、生成氣泡的大小、氣泡中所含的二氧化碳量和啤酒最終的二氧化碳濃度,理論上就能計算出會有多少氣泡了。

但在科學上這樣的條件仍不夠精確,因為這其中包含太多的變數:啤酒的種類、酒精濃度、裝填時的氣壓、二氧化碳在啤酒中的溶解度,酒杯的形狀與材質、倒入酒杯中的啤酒體積,甚至所在環境的大氣壓等都會影響氣泡的數量。

而研究團隊以酒精濃度 5% 的 250 毫升啤酒,在 6℃ 時倒入 500 毫升的玻璃杯中這個條件做計算,得出了一杯啤酒能產生的氣泡數:20 萬 ~ 200 萬

炎炎夏日,來一杯帶著穀物香氣,充滿沁人心脾涼意的啤酒,再痛快不過了!不過,你可曾想過啤酒綿密的氣泡,是怎麽來的?一杯啤酒裡,到底可以產生多少的氣泡呢?一群充滿實證精神的法國科學家,來爲大家解答這個疑惑。
爲了驗證一杯啤酒能產生的氣泡數,實驗團隊用瓶裝海尼根啤酒在固定條件下進行實驗測試。圖/Pexels

要驗證這個理論值,必須進行實驗。以下是研究團隊設定的實驗條件:

  1. 酒精濃度為 5%,並用玻璃瓶裝填體積為 250 毫升的海尼根啤酒。每瓶啤酒在6℃ 的冰箱中冷藏 48 小時。研究團隊已事先算出該條件下,二氧化碳在啤酒中的溶解度。
  2. 四個同廠牌機械製造的 500 毫升玻璃杯。實驗前需用稀醋酸清洗玻璃杯,再用蒸餾水清洗,清洗過後在 60℃ 的烘箱中乾燥。乾燥後,再將玻璃杯存放在 6℃的環境中。
  3. 使用服務員倒啤酒的輕柔動作,盡可能減少過程中液體的顛簸。

研究團隊在高速攝影機的協助下,偵測到一杯啤酒會產生 20 萬 ~ 200 萬的氣泡,和理論值相近。但這個結果一定要在他們設定條件下才能達成,只要上述的條件稍有變化,那氣泡的數量就不在這個範圍內了。這個氣泡數量的範圍確實很大,研究團隊也認為在啤酒能產生這麼多氣泡前,大部分人可能已經把啤酒給乾了。

看到這兒,不知道你怎麼看這個研究。雖然這個研究看起來好像對現實生活沒甚麼幫助,但我覺得細看這篇研究的過程,就覺得它是科學的典型示範。

對想回答的問題先進行理論上的探討與計算,接著限定條件並進行實驗,最終讓實驗與理論計算的結果進行對比,如果有不符處便修正理論或實驗條件。某種程度上,這就是科學運作的過程。

最後,如果你已成年,給自己來一杯啤酒慶祝自己看完這篇文章吧~

註釋

  1. 過飽和溶液:指一定溫度和壓力下,當溶液中溶質的濃度已超過該溫度、壓力下溶質的溶解度,而溶質仍不析出的現象叫做過飽和現象。

參考資料

  1. Liger-Belair, Gérard, and Clara Cilindre. “How Many CO2 Bubbles in a Glass of Beer?.” ACS omega vol. 6,14 9672-9679. 31 Mar. 2021. 
  2. The fluid mechanics of bubbly drinks
所有討論 2
羅夏_96
52 篇文章 ・ 439 位粉絲
同樣的墨跡,每個人都看到不同的意象,也都呈現不同心理狀態。人生也是如此,沒有一人會體驗和看到一樣的事物。因此分享我認為有趣、有價值的科學文章也許能給他人新的靈感和體悟