江雷院士Matter解读：为什么啤酒要喝冰的，白酒要喝温热的？| Cell Press科学新闻

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对于不同的酒类，人们喜欢不同的饮用温度。冰镇的啤酒或白葡萄酒，接近室温的红酒，或者加热的白酒或清酒，更受欢迎。2024年5月1日，Cell Press细胞出版社旗下期刊Matter发表了一篇题为“Ethanol-water clusters determine the critical concentration of alcoholic beverages”的论文，研究人员表示，在不同的温度下，酒类的味道可能或多或少“更有酒味”，这可以借助水和乙醇在分子水平上形成链状或金字塔形簇来解释。

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“两年前，论文的第一作者杨晓涛（音译）和我一起喝啤酒。当时他刚完成博士学位论文，问我‘接下来我们该做什么？’”该论文通讯作者，来自中国科学院理化技术研究所的江雷院士说，“当时，我是中国最大的酿酒公司之一的科学委员会成员，我想到了一个问题，‘为什么中国白酒有一个非常特殊的酒精浓度，要么是38%~42%，要么是52%~53%，要么是68%~75%？’”

“然后我们决定，尝试这方面的研究。所以我把一滴啤酒放在我的手上，看看接触角度。”江雷说。

不久之后，江雷等人前往实验室，测量随着水中酒精浓度的增加，一系列溶液的接触角。接触角是一种测量液体表面张力的常用方法，它还能告诉你液滴内部的分子是如何相互作用的，以及如何与液滴下面的表面相互作用的。

例如，水在像玻璃这样的表面上的接触角很低，所以一滴水会看起来像“珠子”，而一滴高浓度的酒精会有更高的接触角，反而会变平并散开。

他们惊讶地发现，接触角并没有随着酒精浓度的增加而线性增加，而是随着酒精浓度的增加而呈现出一系列不规则的稳定期。有实验表明，这是由于溶液中乙醇和水会形成不同的簇。

在低乙醇浓度下，乙醇在水分子周围形成更多的金字塔状结构，然而，当浓度增加时，乙醇开始像链条一样首尾相连。

有趣的是，研究人员还发现，当乙醇溶液冷却或加热时，他们观察到稳定期的消失或出现，其中一些趋势可以解释对酒精味道的感知差异。

例如，38%~42%和52%~53%的乙醇溶液——就像白酒中的乙醇浓度——在室温中有不同的簇结构，但这种差异在更高的温度下消失了，比如40°C。这可以解释为什么专业品酒师和业余品酒师在室温下都能分辨出不同浓度的白酒，而在高温下却分辨不出来。在更高的温度下，两种浓度都有更多的链状结构，因此更像“乙醇”的味道。

“虽然只有1%的差别，但51%和52%白酒的口感却有明显的不同。51%白酒的口感与38%~42%等较低酒精含量的白酒相似。因此，为了在较低的酒精含量下获得同样的口感，白酒产品的浓度范围大多在38%~42%和52%~53%之间。”江雷说。

同样，专业的测试人员发现，啤酒在冷藏后会有一种更强烈的“类似乙醇”的味道。实验结果表明，在5%和11%乙醇溶液中，在5°C时，链状结构有明显的增强。

江雷说：“在低温下，四面体（金字塔形）簇减少，这就是我们爱喝冰啤酒的原因。”

研究人员表示，酒精饮料行业可以利用这些信息，以尽可能低的乙醇浓度实现“美酒”的味道。

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研究成果发表在Cell Press细胞出版社旗下Matter期刊上，点击“阅读原文”或扫描下方二维码查看论文

▌论文标题：

Ethanol-water clusters determine the critical concentration of alcoholic beverages

▌论文网址：

https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(24)00149-8

▌DOI：

https://doi.org/10.1016/j.matt.2024.03.017

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