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53度是茅台酒的黄金度数吗?

爱思考的予里良 予里良
2024-09-21
看到飞天茅台为53度时,我心中曾有过一丝疑惑,为什么不是50度或55度,53度有什么特别之处吗?

后来注意到各家白酒企业的主力产品都是53度,我猜测这似乎是一种共识,消费者喜欢,顾客是上帝,茅台也不能免俗。

直到有一天在唐书房看到了相对科学的描述。


(一)

唐朝老师的描述

唐朝老师在《高端白酒产能补充篇》一文中曾提到过关于白酒度数的信息如下:

水分子和酒精分子混合后,会互相填充(可以理解为更紧地搂在一起),总和体积会小于单独水+单独的酒精之和。

主流白酒度数大部分在52或53度,就是据说这个比例的酒精和水分子结合是最紧的。

据说(注意,是据说,我没考证过)有个实验:标准环境下,53.94ml的乙醇(酒精),加入49.83ml的水,混合物的体积是100ml,而不是103.77ml,此时酒精度数为53度。

水分子和酒精分子结合的紧,第一意味着白酒在口腔里比较规矩,酒精分子不会乱窜,所以顺滑、可控、口感好。

第二意味着更少地从人体里抢夺水分,饮用后口渴的感觉会比较轻微。

第三意味着能够更好地长期保存,酒精分子更难挥发。


乙醇的密度小于水,这是我在中学化学课上学过的。乙醇和水混合后,体积会缩小,倒是第一次听说。

但是唐朝老师听说而未及证实或证伪的事情,我也找不到权威出处,甚至就算数据正确,似乎也无法得到“最紧”的结论。

直到前段时间,唐朝老师“听说”的那个实验,我在正规出版物中看到了相对可信的来源,但也只是相对而言。



(二)

季克良如是说

《我和茅台五十年》一书中收录了季克良写的《世界上最好的蒸馏酒:贵州茅台》一文,文中有一段内容如下:

世界上有一个经典科学实验:

53.94mL的纯酒精加49.83mL的水,混合物体积不是103.77mL,而是100mL,体积减小了3.77mL。

这说明,酒精浓度在53%上下(V/V)时水分子和酒精分子缔合得很紧密。因此茅台酒的传统酒精浓度是非常科学、合理的,再加之要经过三年以上的贮存,所以茅台酒较柔和,酒度高而不烈,对人体的刺激小,有利健康是可想而知的。

季克良的描述和唐朝老师略有不同,强调的不是53度本身,而是53度左右这个区间,而且没有强调“最紧”,但结论基本一致:

53度就是那么与众不同!

可是在季克良的文章中,随后就给出了“茅台酒较柔和,酒度高而不烈,对人体的刺激小,有利健康是可想而知的”这样的观点,简直令人无语。

套用一下他的逻辑,中华烟的过滤嘴功能强大,比普通香烟的过滤能力高50%,对肺部的刺激较小,有利健康是可想而知的

联想到老先生关于茅台酒护肝甚至能治病的相关言论,大家知道他是酿酒大师就好,其他方面听听就行,不必当真。

下面,我尝试用尽量科学的方法,从论据、论述和结论等角度,对季老先生的论点进行分析,期待一窥白酒度数之迷。



(三)

白酒度数的定义

首先,我们明确一下白酒度数的定义,这是后面所有讨论的基础。

白酒度数的计算方法一般指的是,在温度20℃的环境下,100毫升白酒中,纯乙醇(酒精)的容量百分比。比如30度的白酒,是指在20℃的温度环境下,100mL的酒中,酒精含量30mL。

这里面有几个重点:

1)白酒度数是体积百分比,也就是所谓的V/V。


2)百分比的分子是混合前的乙醇体积。


3)百分比的分母是混合后的白酒体积。


4)为20℃为参考基准,因为同一瓶酒的体积随温度变化会有所不同,统一温度才具有可比性。


按照白酒度数的定义,很显然,唐朝老师引用的内容是有一个小问题的,如下所示:

标准环境下,53.94ml的乙醇(酒精),加入49.83ml的水,混合物的体积是100ml,而不是103.77ml,此时酒精度数为53度


很显然,此时的酒精度数应该是53.94度,季克良的数据中只提到53度上下,相对严谨一些。



(四)

论据的真伪

现在来看看季老先生口中的“经典科学实验”,相关数据并无上游出处,考虑到老先生口中经常跑火车,我试着自己确认一下。

知网上简单搜了一下,没有找到相关论文。考虑生活和工作条件所限,自己也不太可能亲自做实验验证一下。

好在网络时代,获取信息的方法极其简单和方便。我很快在网上找到了一个《酒精体积分数、质量分数、密度对照表》,花了20大洋取得了下载权限。

表格中提供了不同度数白酒的密度等数据,从0度(纯水)到100度(纯酒精),中间每0.1度一个数据。

这个数据表自称摘自贾树彪等编著的《新编酒精工艺学》,2004年由化学出版社出版,网上没有找到这本书,故数据真伪暂无法确认,但对比网络上搜集到的其他一些数据,大体应该是可信的。

想要知道由多少水和酒精可以配置成100mL的54度白酒,方法非常简单,如下:

1)水的密度为0.99823g/ml


2)酒精的密度为0.78927g/ml


3)54度白酒的密度为0.92212g/ml


4)54ml酒精和Xml水可以配置成100ml的白酒(根据定义,这个白酒的度数为54度)


5)100ml的54度白酒,其质量为:

100*0.92212=99.212g


6)54ml的酒精,其质量为:

54*0.78927=42.621g


7)根据基本的质量守恒原理,很容易可得Xml水的质量为:

99.212-42.621=49.611g


8)那么49.611g水的容积为:

49.611/0.99823=49.70ml


也就是说,54.00ml酒精和49.70mL水混合,将得到100ml的白酒,白酒的度数为54度。

同样,已知53.9度的白酒密度为0.92253g/ml,按照上述计算方法,很容易得到其由53.9ml酒精和49.80ml水组成。

对以上数据进行插值计算,可知53.94度的白酒由53.94ml酒精和49.76ml水组成。

相关数据列表如下:

予里良 / 制图



考虑误差,相关数据很接近季克良提到的“53.94ml的酒精加入49.83ml的水可以得到100ml白酒”。

也就是说,所谓的经典科学实验的数据应当是真实可信的。



(五)

论证的逻辑

论据是正确的,并不一定说明论点就是正确的,中间还差了一个论证逻辑。

季老先生的论述毫无逻辑性可言。

参考前面的计算方法,很容易得到常见的几种度数的白酒的组成,如下表所示:

予里良 / 制图



读者朋友很容易判断,以下论点是否正确?

非著名科学家予里良曾做过一个实验:

38.00mL的纯酒精加65.24mL的水,混合物体积不是103.24mL,而是100mL,体积减小了3.24mL。

这说明,酒精浓度在38%上下(V/V)时水分子和酒精分子缔合得很紧密……

显然,论据是正确的,但是论据无法得出论点,两者之间毫无逻辑性可言。



(六)

53度的特殊性

那么,是否存在某个度数的白酒,其水分子和酒精分子结合得“最”紧密呢?

或者说,怎样才算是结合得“最”紧密呢?

前面的数据给了我启示:

53.94mL时的纯酒精加49.83mL的水,混合物体积不是103.77mL,而是100mL,体积减小了3.77mL

38.00mL的纯酒精加65.24mL的水,混合物体积不是103.24mL,而是100mL,体积减小了3.24mL


很显然,同样的100mL白酒,体积减小3.77mL时,相比体积减小 3.24mL, 说明其酒精分子和水分子结合得“更”紧密。

在所有度数的白酒中,理应存在一个“最”紧密的度数,只要穷举一下,就可以得到结果。

简单汇总一下,想到得到100mL的不同度数的白酒,需要的水和酒精体积之和如下表所示:

予里良 / 制图


注:考虑手机屏幕大小,不方便一次性显示101个数据,此处每5度一变,先找到大致区间。


或者图形的方式更容易识别,如下:

予里良 / 制图


显然,这个曲线有一个最高点,对应度数在50度到60度之间,下面看一下详细数据:

予里良 / 制图



从图中可以看出,曲线的峰值在54度至55度之间,更精确的数字是54.6度,对应的水和酒精体积之和是103.7022mL。

这是我从前面提到的数据表格中所得到的“最”大的体积数字,这个数字也接近季克良提到的103.77mL。

也就是说,我的理论推算的结果,所谓水分子和酒精分子结合得“最”紧密的度数应该是54.6度,也很接近 53.94 度。

当然,所有的实验都有偏差,更何况我所做的本就不是一个严谨的科学实验,但用来进行科普应该足够了。



(七)

简单小结

整体来说,季克良提到的数据,本身是正确的。53度左右的白酒其水分子和酒精分子结合得“最”紧密也是有科学依据的。

论据和论点都没有错,唯一有问题的是论证逻辑本身。

至此,心中的一个疑惑算是解开了。

但是另外一个疑惑又出现了:

茅台酒至今使用古法酿造,其度数理论上应该一直是53度左右,100年前,不识字的茅台酿酒师傅是怎么做到恰好53度的呢?



(八)

100年前的茅台酒

大家都知道,茅台酒取酒共分为七个轮次,每个轮次的酒各不相同,其命名和对应的度数分别如下:

予里良 / 制图



可以看出,七个轮次的取酒度数是递减的,原因很简单:在发酵的过程中,粮食变成了酒精,酒醅中糖分含量逐渐减少,发酵出来的酒精总量减少,对应的度数也逐渐下降。

具体到每一个轮次,烤酒(蒸馏)的过程中,因为酒精比水更易挥发,故先出来的酒度数高,后出来的酒度数低,每一轮次的酒平均度数是多少,取决于停止取酒的时刻。

我随便举一个例子说明:接酒时刚开始接到的酒是60度,然后度数均匀下降至50度时停止接酒,那么接到的酒的平均度数就是55度。刚开始的接酒度数与发酵轮次有关,停止接酒的度数则取决于烤酒的工人。

在《我与茅台五十年》中,季克良提到茅台酒在烤酒过程中是看花摘酒。所谓看花,就是接酒时酒落入容器中会产生泡沫,泡沫的大小和消散速度与酒精度数有关,酿酒师根据自己的经验将茅台酒每轮次取酒的度数控制在了五十度以上。

不知道这是某种意义上的巧合,还是茅台酒坤沙工艺的必然性,抑或只是酿酒师的灵机一动?

但是不管怎样,水分子和酒精分子结合得最紧的茅台酒,真的有那么神奇的特性吗?


我试着帮助唐老师证实或证伪。



(九)

闲聊其他结论

结论一

水分子和酒精分子结合得最紧,意味白酒在口腔里比较规矩,酒精分子不会乱窜,所以顺滑、可控、口感好。

字面意思似乎是说酒精分子被水分子约束,运动速度会减小甚至不运动。很明显这是以宏观来猜测微观,以我有限的高中物理知识,液态物质中分子无时无刻不在运动,其运动速度体现在宏观上是温度。

也就是说,30摄氏度的白酒,无论是38度还是53度,理论上酒精分子运动的速度应该是相同的。

如果想要酒精分子安稳一些,最好的方法是把酒冰冻一下,不过似乎喝冰啤的时候也没有觉得多顺滑。


结论二

水分子和酒精分子结合得最紧,意味着更少地从人体里抢夺水分,饮用后口渴的感觉会比较轻微。

这个结论也是以宏观来猜测微观,很容易证否。

一个成年人通常有4000到5000mL血液,喝下500mL白酒基本上会被血液稀释10倍,稀释后血液中的酒精浓度取决于白酒的度数和饮酒量。

很显然,喝500mL的0度的白酒(纯水的另一种称呼),最不容易口渴。


结论三

水分子和酒精分子结合得最紧,意味着能够更好地长期保存,酒精分子更难挥发。

这个事情超出了我的能力圈,无力证实或证否,姑且认为是对的。不过白酒贮存过程中防止挥发,应该主要取决于容器种类和密封效果。

想一想,被茅台恩赐同样位列“世界三大名酒”的威士忌和白兰地,都是四十度,而北方邻居所钟爱的伏特加大都是六十度以上。这并非物理规律变化了,只是人们的喜好变化了。

最后,本文纯属一时兴起,算是简单的科普议论,由于非专业人士,差错在所难免,欢迎指正。

放心,指出我的错误就是在帮我进步,我不会难为情甚至恼羞成怒的。

另外,如果觉得看了本文有收获,不要忘记打赏五毛,帮我分担一下二十大洋的科研成本


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