為什麼啤酒要喝冰的，白酒要喝溫的
搜狐科技《思想大爆炸——對話科學家》欄目第99期，對話中國科學院院士、中國科學院理化技術研究所研究員江雷，以及文章的第一作者中國科學院理化技術研究所特別研究助理楊曉濤博士。
嘉賓簡介：
江雷，中國科學院院士，第三世界科學院院士，美國工程院外籍院士，澳大利亞科學院外籍院士，歐洲科學院、工程院外籍院士，中國科學院理化技術研究所研究員。
主要學術貢獻為通過學習自然，建立了超浸潤界面材料及超浸潤界面化學體系，引領並推動了該領域在全球的發展，成功實現了多項成果的技術轉化。
楊曉濤，博士，中國科學院理化技術研究所特別研究助理。
正文：
何以解憂？唯有杜康。
無論是借酒消愁，還是以酒會友，亦或是飲酒助興，很多重要場合都少不了酒的身影。
中國有關酒的歷史源遠流長，酒不僅是一種客觀物質的存在，更是一種文化的象徵。不過，關於飲酒的最佳溫度卻一直爭論不休。
為什麼啤酒要喝冰鎮的？白酒就要喝溫的呢？近日，獲得2024菠蘿科學獎「有知有味」獎的江雷院士團隊從科學的角度解答了這一問題。
今年5月，江雷院士團隊及五糧液技術研究中心的研究人員就在Cell Press旗下的期刊Matte上發表了相關的研究論文。
近日，搜狐科技對話了中國科學院理化技術研究江雷院士和文章的第一作者楊曉濤博士。
喝溫的還是冰的？有科學講究
研究發現，隨著乙醇濃度的升高，酒精-水混合物的接觸角會呈不連續的逐步變化趨勢，並且不受芳香化合物或酒精飲料中單寧的影響。
因此，在不同的溫度下，酒精飲料的口感會大有不同，「酒味」會隨溫度的變化而變化，並且不同乙醇濃度的酒精飲料也會有截然不同的、溫度相關的口感變化。
這項研究從科學的角度上解釋了「為什麼啤酒要喝冰的，白酒要喝常溫的」問題，正如江雷院士說的那樣：世界上存在的所有的事情都有科學道理的。
江雷和團隊主要藉助了高解析度的核磁共振和紅外光譜儀來進行實驗，楊曉濤講述了具體的實驗過程。
「我們選取了從0°（純水）到100°（純乙醇）之間的101個數據點，每間隔1°進行測量，確保了數據的連貫性，來觀察每1°直接的差異，以往的研究大多以5°或10°為區間，或者只選取特定幾個度數，這就可能帶來數據收集的錯漏。」
考慮到乙醇和水這兩種活性羥基的互相影響，他們對其中一種組分以氫的同位素氘進行替代，屏蔽其中一種羥基的影響，對另一種羥基進行單獨研究，從而看出兩種分子在溶液傳輸中具體扮演怎樣的角色，產生怎樣的變化。
「乙醇有五個氫鍵，水有三個氫鍵，相互連接會有不同的比例，伸縮振動頻率也有所不同，紅外光譜儀和核磁共振對這種變化很敏感，所以用這兩個儀器就能探明它們之間形成團簇的種類和方式。」江雷補充道。
乙醇和水在溶液中互相交連，它們的羥基已經融為一體，很難看出細緻的變化，江雷、楊曉濤團隊進行了分割同位素替代的處理，填補了以往行業研究的空白。
為什麼沒有51°的酒？
溫度究竟是怎樣影響酒的狀態的呢？
江雷指出，在乙醇濃度比較低的情況下，裡面的團簇因為水分子多，乙醇和水分子主要會以四面體也就是「金字塔」的方式聚集在一起，但在乙醇濃度較高的混合物中，團簇會逐漸被破壞，從立體的結構往扁平的、一維方向進行移動，從而使得「鏈狀」簇佔據了主導地位。
「四面體狀團簇通常與水分子豐富的區域相關，可能帶來清新、爽口的味道；而鏈狀團簇在乙醇分子較多時形成，可能會帶來更濃烈、更『酒精感』的味道，不同的團簇結構可能與酒的不同口感特點有關。」楊曉濤解釋道。
對話中，江雷還反問了搜狐科技一個有趣的問題：為什麼沒有51°的酒？
「雖然只差了1°，但51°的酒和52°的酒在口感上有著明顯不同，51°白酒的四面體結構與38-42°的白酒更為相似，自然口感也比較相似，而52-68°的白酒的四面體的結構是一樣的，所以喝51°的酒其實和42°的口感是一樣的，自然商家也不會賣。」江雷解釋道。
因此，為了保證具有相同的口感，白酒產品的酒精濃度會劃定一個較為明確的區間，即38°-42°，52°-53°或者68°-75°。
「所以古代『溫酒』，一方面就是要把甲醇這種雜醇蒸發掉，另一方面是高溫有助於鏈狀團簇的形成，從而有酒味。」江雷如是說。
至於低度酒，冰著喝才會有酒的口感。
研究表明，酒精濃度較低的啤酒在冷藏後反而會有一種更強烈的「類似乙醇」的味道，在5°和11°低濃度的乙醇-水溶液中，在5℃低溫下，其鏈狀結構有明顯的增強，所以「酒味」更足。
「當啤酒或白葡萄酒這類低酒精度的飲料冷卻時，水分子形成的四面體狀團簇會變得更加穩定，可能會增強飲料的清新口感，同時低溫增強了鏈式團簇的峰強，增加了酒精的刺激感，這也是為什麼冷卻後的啤酒或白葡萄酒更加受歡迎。」楊曉濤補充道。
江雷表示：「許多國家都是喝冰啤酒的，他們甚至會把杯子也冰鎮一下，在5℃左右時飲用，口感非常好。」
「乙醇和水的愛情是非常堅固的」
當然也有網友表示，啤酒冰鎮了好喝可能還有個原因，就是二氧化碳在低溫時溶解度高，一加熱，氣兒都跑了，沒有爽口感，變得溫吞吞的。
對此，楊曉濤表示：「酒精飲料中溶解的很多分子都會對口感產生微妙差異，但究竟是作用於乙醇水的團簇體系，還是直接作用於味蕾了，確實是一個值得研究的問題。」
而在江雷看來，雖然實驗沒有做，但應該有關的。低溫下的二氧化碳是不冒泡的，加熱後泡泡變多，芳香物也會揮發，酒的口感就會差很多。
談及研究初衷，也是非常有戲劇性的。
「有一次和楊博士一起吃飯喝酒聊天，當時就注意到為什麼中國的白酒有非常特殊的酒精濃度區間，所以就想到做這個研究，而且我還是五糧液的科技顧問，也不能總是白喝酒吧，總要做點貢獻吧。」江雷笑道。
於是，江雷院士和楊曉濤博士就決定探究酒精濃度對其物理性質的影響，他們在實驗室中測量隨著酒精濃度的增加，一系列乙醇-水溶液的接觸角。
當然，在研究過程中，江雷和團隊也遇到了一些瓶頸，「比如酒里還有許多其他芳香化合物，乙酸、乙酯等等，但我們投稿的時候，忘記檢測『單寧酸』這種物質了，單寧酸在紅酒中最多，所以我們喝紅酒的時候有些澀的感覺。」
江雷稱這是他們的「百密一疏」，不僅審稿人覺得「單寧酸」會對實驗有影響，連他自己也覺得有影響，不過好在楊曉濤博士做完試驗後，發現「單寧酸」並沒有什麼影響。
「所以你看，乙醇和水的愛情是牢不可破、非常堅固的，別的物質都影響不了。」江雷幽默地說。
不過，江雷稱有關「糖」和「鹽」的影響目前還沒有做，糖分可能會降低酒的辛辣感，而鹽可能會提升酒的辛辣感，這就是為什麼雞尾酒在酒杯邊上通常會加一圈鹽。
未來，楊曉濤博士稱，可能會探索不同類型酒精飲料中更多化合物如何影響團簇形成和味道，或者如何利用這些知識來創造新的飲料配方、改進生產過程
來源：搜狐科技