流體力學趣事:為什么啤酒必須有泡沫

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對于很多成年男性來說,就餐的時候,尤其是在酷熱的夏天,沒什么比來瓶冰鎮啤酒更愜意的了。在啤酒開瓶和倒入玻璃杯的時候,里面會產生很多的氣泡,形成細膩的泡沫,啤酒倒的急一些的話,泡沫很容易就會溢出來。啤酒不起泡或者泡沫很快消散,容易讓人覺得啤酒質量不佳,而泡沫太急太多,則容易灑的到處都是,引起不便。
【啤酒的泡沫】

在我國的國家標準里面[1],啤酒“是一種以麥芽、水為主要原料,加啤酒花,經酵母發酵釀制而成的、含有二氧化碳的、起泡的,低酒精度的發酵酒”。其中還規定,泡沫是否細膩,是否持久掛杯,是評判啤酒質量的一個重要標準。

啤酒是一種氣泡酒,瓶裝或者罐裝的啤酒是二氧化碳的過飽和溶液。這些二氧化碳可以是發酵過程中產生的,也可以是在灌裝的過程中加入的。在密封的情況下,二氧化碳在水里面的溶解度跟壓強有關,壓強越高,溶解的二氧化碳越多。開瓶的時候,由于壓強變小了,二氧化碳就會從啤酒里面分離出來,形成很多氣泡。如果啤酒有劇烈的運動(搖晃或快速倒入杯子里),以及和啤酒接觸的器皿表面如果粗糙不平,那么就會更快地產生更多的氣泡。可樂[2]、香檳[3]等含有大量二氧化碳的飲品也有類似的情況。當人喝下這些飲品之后,由于氣體的離開會帶走一些熱量,能讓人感到涼爽。這就是為什么在炎炎夏日里啤酒和可樂大受歡迎的一個原因。

然而,光有氣泡并不足以形成持久的泡沫。一般,在把可樂或者香檳倒入杯子里面的時候,也會產生大量的氣泡,但是這些氣泡很快會破碎,只會把小液滴向周圍噴濺[3],很難會形成漂浮的泡沫。

在啤酒里面含有來自于麥芽等原料的多種有機物,其中的多肽和蛋白質等物質,可以起到表面活性劑的作用,讓氣泡不容易破碎,更容易形成穩定的泡沫。

表面活性劑一般是同時具有親水部分和疏水部分的有機物分子,食品行業里面通常稱作乳化劑。典型的表面活性劑有著下圖這樣的結構:有一個親水的極性基團部分(下圖里面的圓球腦袋),還有一個喜歡溶解在油等非極性介質里面的非極性憎水基團部分(下圖里面的尾巴)。構成生物體細胞膜的磷脂分子、生物體里的多肽和很多蛋白質都可以作為表面活性劑。蛋白質一般都是球形的,沒有頭尾的結構,其表面上有一些親水和憎水的基團。
大家都做過這樣的實驗,用清水吹不成泡泡,但是用肥皂水就能很容易地吹成泡泡,這是因為肥皂水里的表面劑可以使得氣泡穩定下來。當啤酒里產生的小氣泡聚集在一起的時,它們之間的啤酒在重力作用下流下來,它們就會互相接觸,形成多面體的結構:泡沫。這時候,憎水的尾巴暴露在氣泡里面,而親水的腦袋扎在一薄層啤酒里面,使得這種泡沫的結構可以在比較長的時間里穩定存在。
密封的啤酒是一種二氧化碳的過飽和溶液,而且其中含有大量的可以作為表面劑的有機物分子,這就是啤酒可以形成大量泡沫的原因。

日常的玻璃杯的表面可能會吸附一些油脂,這可以是因為和人手的接觸,或者是因為放在廚房里面時的油煙。當啤酒倒入這些器皿里的時候,這些油脂會對表面劑有吸附作用,可能會讓啤酒的泡沫沒有理想情況下多[5]。這也是為什么啤酒泡沫總是消散不了的時候,用筷子沾些菜湯再點兩下泡沫就可以讓泡沫很快消失的緣故。

祝大家春夏靜好!請不要酒后駕駛。

 
  • 本文由 米粒在線 發表于 2012年12月3日13:03:00
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匿名網友
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