作者｜ Nicola Jones
翻譯｜胡堂燕
校譯｜於茗騫
在法國葡萄酒之鄉的中央有一個實驗室，研究者在這裡小心翼翼地放了一個超高速攝像機。他們和其他科學家一樣，致力於探索宇宙的奧秘，力圖用數學、物理和化學的語言來描述這個物質世界。他們研究的物件是香檳裡的氣泡。
傑拉德·利格·貝萊爾是一名化學物理學家，他可能比世界上的任何人都瞭解香檳氣泡。他是蘭斯大學“香檳與氣泡”八人組的負責人。自從2001年他撰寫了自己的博士論文後，他就一直致力於研究香檳在玻璃杯內和在玻璃杯上冒泡的情況。他撰寫了100多篇關於這個主題的技術論文，包括2021年他在《分析化學年度評論》上發表的對香檳和起泡酒的深入研究，以及一本暢銷書《開瓶：揭秘香檳的科學奧秘》。
他回憶道：“當我還小的時候，我就很喜歡吹肥皂泡並觀察這些泡泡。”這種迷戀一直都存在，而且他也做出了一系列實際行動：對氣泡感興趣可能有很多種理由，遠遠超過起泡酒。他向人們揭示了當海洋中的一個個小氣泡破裂之後，有哪些氣溶膠會被送入上空，繼而影響海洋在雲層形成和氣候變化中的作用。他還確定了在對土衛六進行雷達勘測的時候出現的神秘光點的身份，即從土星的極地海洋表面彈射出的氮氣泡，這些氮氣泡約一釐米左右。
但在過去20年，利格·貝萊爾將工作重點都放在了研究香檳和其他碳酸飲料（包括可樂和啤酒）的氣泡上，並以此為樂。他的實驗室研究了所有影響氣泡的因素，從軟木塞的型別，到葡萄酒裡的成分，再到倒酒的方式。他們想知道二氧化碳氣泡是如何影響酒的口感的，包括氣泡的大小和數量，以及酒杯上方漂浮的芳香類化合物。
為了找到答案，他們採用了氣相色譜和其他分析技術，並拍攝了許多引人注目的照片。世界各地的其他人也將目光投向了氣泡，他們甚至發明出機器人去確保每次倒出的酒出品一致，並且專注於研究人們享受嘶嘶冒泡的心理學。
香檳研究員傑拉德·利格·貝萊爾正將高速相機對準玻璃杯，以捕捉氣泡產生和上升的過程（圖源：FRANCE 24）
從葡萄到酒杯：香檳的釀造過程
唐·皮埃爾·佩里尼翁被任命為法國香檳區裡一座修道院的酒窖主人，人們常常認為他是史上第一位嘗試起泡酒的人，並且他還驚呼道：“喝了它，就好像星星在嘴巴里跳舞！”事實證明，這個故事可能是虛構的。最早嚐到起泡酒的人可能來自法國另一所修道院。有關此事的第一篇科學論文寫自英國人克里斯托弗·梅雷特，他於1662年向新成立的倫敦皇家學會提出了這個想法，而佩里尼翁成為酒窖主人已經是幾年後發生的事兒了。
按傳統方法來看，釀造香檳的過程包括首次發酵葡萄，釀製基酒，隨後加入甘蔗，甜菜糖和酵母進行二次發酵。經過兩次發酵後的酒需靜置至少15個月（有時候好幾十年），以便死亡的酵母細胞來改善酒的味道。要移除死亡的酵母，可以將酵母轉移到瓶口，然後透過冷凍瓶口的方法，將凍住的部分彈出，在此過程中會漏一些氣出來。
在重新塞入軟木塞之前，可能會額外加入一些糖，使瓶中空氣和液體的空間又達到了平衡的狀態，這也就決定了最終溶解二氧化碳的量。（每個階段都會有方程式來描述氣體的含量，供對數學好奇的人參考）
（圖源: GÉRARD LIGER-BELAIR）
科學家發現，一個優質的軟木塞是由無數粘在一起的小顆粒製成，至少70年不漏氣
當然，最後成品的味道大部分取決於最初加入的成分。肯尼·麥克馬洪是一名食品科學家，他在華盛頓州立大學研究起泡酒，並創辦了自己的釀酒廠，他表示：“葡萄是影響葡萄酒質量的最重要因素。”同樣也有很大一部分原因在於在最後階段添加了多少糖。麥克馬洪表示，在美國喧囂的二十年代，引進美國的香檳真的很甜。但是現代人的口味已經發生變化了，國與國之間也有很大區別。
但是氣泡仍然十分重要：葡萄酒裡的蛋白質，包括來自破裂後的死亡酵母細胞，能夠穩定較小的氣泡，形成香檳酒杯頂部的“慕斯”泡沫，並且在入口時帶來更強的衝擊感。根據墨爾本大學的西格弗雷多·富恩特斯的說法，業餘愛好者對起泡酒的大部分印象其實都是無意識地對氣泡的評價。
“基本上，你喜不喜歡香檳或起泡酒，從你的第一反應就能看得出來。”富恩特斯說道，他研究的內容包括數字農業、食品和葡萄酒科學。他發現，這種效應非常明顯，人們會高度評價廉價的沒有氣泡的酒——如果在這種酒被倒入杯子之前，透過聲波的作用使它產生氣泡。人們甚至更願意買這種利用聲波起泡的葡萄酒。他笑著說道：“即使是最糟糕的葡萄酒，也能賣到50美元。”
（圖源 GÉRARD LIGER-BELAIR）
香檳酒杯頂部的泡沫對品酒者的享受來說至關重要。而過多的二氧化碳會刺激到鼻子
通常，在一個酒瓶中，每升液體的二氧化碳含量不低於1.2克，這樣才會產生想要的氣泡和碳酸帶來的刺激口感。但也常會發生這樣的事：玻璃杯內的空氣中二氧化碳的含量已經超過了35.5%，這就會刺激到飲酒者的鼻子，給人帶來一種不愉快的刺痛感。如果使用的是笛形香檳杯，飲酒者更可能會感到不愉快，因為它液體上方的二氧化碳含量幾乎是直徑更大的法式碟形香檳杯的兩倍。比起常溫的酒，冷凍過的酒倒出來的二氧化碳含量會更低。
他的團隊發現一個優質的軟木塞（由大量粘在一起的無數小顆粒組成）能夠保證酒瓶至少70年不會漏氣。超過70年後，讓人失望的是，酒會變得一點氣泡也沒有了。這就是2010年發現的沉船中被埋藏了170年之久的香檳酒的命運。
利格·貝萊爾和他的同事克拉拉·西林德收到了幾毫升這種珍貴的“聖水”來進行研究。他們和同事在2015發表的一個報告中表示，這些葡萄酒具有一些有趣的特性，包括鐵和銅的比例異常地高（可能來自用來陳化葡萄酒的酒桶上的釘子，或者甚至是來自葡萄上殘留的殺蟲劑）。它們的糖分也很高，但令人意外的是酒精含量並不高，也許是因為它們的發酵環境比平常溫度低。雖然遺憾的是他們倆沒有親自嘗過這些樣品，但是其他嘗過的人在描述口感的時候都會用到諸如“溼頭髮”和“廉價”這樣的詞。
（圖源:ILES ALAND）
從沉船中打撈起來的埋藏了170年之久的香檳酒瓶裡裝著令人失望的沒有氣泡的液體，味道也很“廉價”
對於更加常見的起泡酒來說，倒酒的方法都可能會對氣泡產生影響。如果將100毫升（約3.4液體盎司）香檳酒直接倒入豎著的笛形香檳杯，照利格·貝萊爾的計算，玻璃杯內會產生一百萬個氣泡。如果採用另外一種更溫和的方式，也就是“啤酒倒”的話，沿著玻璃杯壁倒下去，僅會產生幾萬個氣泡。他表示：“如果倒酒的方式不當，大量溶解的二氧化碳就會毫無用武之地。”玻璃杯內的粗糙斑點也有助於產生氣泡，為了達到這一目的，一些玻璃杯製造商也會在玻璃杯內雕刻一些形狀。麥克馬洪說，為了避免杯子裡殘留的表面活性劑引起氣泡破裂，有些人甚至不用肥皂水洗杯子。
香檳味道測試
利格·貝萊爾表示，這門科學裡的所有內容都與如何最好地供應和品嚐香檳直接相關。同樣地，麥克馬洪也相信，根據科學研究的結果，葡萄酒行業已經換了新的方法，雖然他也無法說出具體有哪家酒廠這樣做了。很多大學的院系都在研究葡萄酒，麥克馬洪表示這是有原因的，因為他們的工作就是去找到富有成效的，對經濟有益的應用。富恩特斯說，他知道有一些起泡酒製造商（儘管他不會公佈名字）會在葡萄酒中新增雞蛋蛋白，製造出一種可以持續一個小時的小泡沫。
富恩特斯試圖從另一個角度來實現商業應用：他的團隊創造了一個簡單的機器人裝置（原型由樂高積木搭成），叫做FIZZeyeRobot，可以確保每次倒酒的出品一致。他的團隊還使用攝像機去測量玻璃杯頂部的泡沫的體積和壽命，並使用金屬氧化物感測器去檢測玻璃杯上方空氣中的二氧化碳，酒精，甲烷和其他氣體。該團隊還使用人工智慧軟體來利用這些因素來預測酒本身含有的芳香族化合物，更重要的是預測酒的味道。（雖然這項研究大部分都是用啤酒來進行的，因為啤酒釀造的成本更低，速度更快，但同樣也適用於起泡酒。）
富恩特斯表示：“我們可以預測不同的消費者的接受度，比如他們是否會喜歡，以及為什麼會喜歡。”該預測是透過該團隊的資料組得出的，而資料來自品酒人個人的喜好，同時也考慮到了體溫，心率和麵部表情等生物特徵。他表示，為了達到最極致的享受，可以利用這些資訊去確定加了死亡酵母的起泡酒的最佳飲用時間。據他估計，這一系統將在2022年的某個時候投入商業使用。
當然，人們各有各的口味，味覺也可能會受到欺騙。許多研究表明，品酒的體驗深受對葡萄酒外觀或環境產生的心理期待所影響，比如和誰在一起，房間亮度，還有音樂。儘管如此，品了幾十年酒的利格·貝萊爾已經形成了對陳年香檳（二氧化碳含量較少）的偏愛，也就是在接近12攝氏度（54華氏度）的條件下，往一個杯口寬敞的大號鬱金香杯（通常用於喝白葡萄酒）裡緩慢地倒酒，以便儘可能多地保留氣泡。
“自從我成為一名科學家以來，許多人都跟我說，我似乎已經找到了與物理學相關的最理想的工作，因為我的職業生涯圍繞著氣泡來展開，因為我在一個裝滿了頂級香檳的實驗室裡工作”，他說道，“我比較同意這個說法。”但他補充說道，他真正的職業樂趣“來自他始終如同孩童時代一樣保持著對氣泡的迷戀”。
版權宣告
本文授權翻譯自Annual Reviews 旗下雜誌Knowable Magazine。
Annual Reviews是一家致力於向科研工作者們提供高度概括、綜合資訊的非營利性機構，且專注於出版綜述期刊。
原文標題“Champagne bubbles: the science”，作者：Nicola Jones，釋出於.2021.12.20 Knowable Magazine。連結https://knowablemagazine.org/article/foodenvironment/2021/champagne-bubbles-science
譯名對照表：
Gérard Liger-Belair 傑拉德·利格·貝萊爾
Dom Pierre Pérignon 唐·皮埃爾·佩里尼翁
Christopher Merret 克里斯托弗·梅雷特
Kenny McMahon 肯尼·麥克馬洪
Sigfredo Fuentes 西格弗雷多·富恩特斯
Clara Cilindre 克拉拉·西林德
University of Reims Champagne-Ardenne
蘭斯大學
Annual Review of Analytical Chemistry
《分析化學年度評論》
Uncorked: The Science of Champagne
《開瓶：揭秘香檳的科學奧秘》
Saturn’s moon Titan 土衛六
Roaring Twenties 興旺的二十年代
flute 笛形香檳杯
coupe 碟形香檳杯
tulip-shape glass 鬱金香杯
aromatic compounds 芳香族化合物
製版編輯|王樂佳
