搜狐科技《思想大爆炸-对话科学家》栏目第99期，对话中国科学院院士、中国科学院理化技术研究所研究员江雷，以及文章的第一作者中国科学院理化技术研究所特别研究助理杨晓涛博士。
嘉宾简介：
江雷，中国科学院院士，第三世界科学院院士，美国工程院外籍院士，澳大利亚科学院外籍院士，欧洲科学院、工程院外籍院士，中国科学院理化技术研究所研究员。主要学术贡献为通过学习自然，建立了超浸润界面材料及超浸润界面化学体系，引领并推动了该领域在全球的发展，成功实现了多项成果的技术转化。
杨晓涛，博士，中国科学院理化技术研究所特别研究助理。
古代喝“温酒”，一方面就是要把甲醇这种杂醇蒸发掉，另一方面是高温有助于链状团簇的形成，从而更有“酒味”。
啤酒或白葡萄酒这类低度酒，在5℃低温下，其链状结构有明显的增强，会更清新、爽口。
未来可能会探索不同类型酒精饮料中更多化合物如何影响味道，以及创造新的饮料配方或改进生产过程。
出品｜搜狐科技
作者｜周锦童
编辑｜杨锦
运营编辑｜王一晴
何以解忧？唯有杜康。
无论是借酒消愁，还是以酒会友，亦或是饮酒助兴，很多重要场合都少不了酒的身影。
我国有关酒的历史源远流长，酒不仅是一种客观物质的存在，更是一种文化的象征。不过，关于饮酒的最佳温度却一直争论不休。
为什么啤酒要喝冰镇的？白酒就要喝温的呢？近日，获得2024菠萝科学奖“有知有味”奖的的江雷院士团队从科学的角度解答了这一问题。
今年5月，江雷院士团队及五粮液技术研究中心的研究人员就在Cell Press旗下的期刊Matte上发表了相关的研究论文。
近日，搜狐科技对话了中国科学院理化技术研究江雷院士和文章的第一作者杨晓涛博士。
喝温的还是冰的？有科学讲究
研究发现，随着乙醇浓度的升高，酒精-水混合物的接触角会呈不连续的逐步变化趋势，并且不受芳香化合物或酒精饮料中单宁的影响。
因此，在不同的温度下，酒精饮料的口感会大有不同，“酒味”会随温度的变化而变化，并且不同乙醇浓度的酒精饮料也会有截然不同的、温度相关的口感变化。
这项研究从科学的角度上解释了为什么啤酒要喝冰的，白酒要喝常温”的问题，正如江雷院士说的那样：世界上存在的所有的事情都有科学道理的。
江雷和团队主要借助了高分辨率的核磁共振和红外光谱仪来进行实验，杨晓涛讲述了具体的实验过程。
“我们选取了从0°（纯水）到100°（纯乙醇）之间的101个数据点，每间隔1°进行测量，确保了数据的连贯性，来观察每1°直接的差异，以往的研究大多以5°或10°为区间，或者只选取特定几个度数，这就可能带来数据收集的错漏。”
考虑到乙醇和水这两种活性羟基的互相影响，他们对其中一种组分以氢的同位素氘进行替代，屏蔽其中一种羟基的影响，对另一种羟基进行单独研究，从而看出两种分子在溶液传输中具体扮演怎样的角色，产生怎样的变化。
“乙醇有五个氢键，水有三个氢键，相互连接会有不同的比例，伸缩振动频率也有所不同，红外光谱仪和核磁共振对这种变化很敏感，所以用这两个仪器就能探明它们之间形成团簇的种类和方式。”江雷补充道。
乙醇和水在溶液中互相交连，它们的羟基已经融为一体，很难看出细致的变化，江雷、杨晓涛团队进行了分割同位素替代的处理，填补了以往行业研究的空白。
为什么没有51°的酒？
温度究竟是怎样影响酒的状态的呢？
江雷指出，在乙醇浓度比较低的情况下，里面的团簇因为水分子多，乙醇和水分子主要会以四面体也就是“金字塔”的方式聚集在一起，但在乙醇浓度较高的混合物中，团簇会逐渐被破坏，从立体的结构往扁平的、一维方向进行移动，从而使得“链状”簇占据了主导地位。
“四面体状团簇通常与水分子丰富的区域相关，可能带来清新、爽口的味道；而链状团簇在乙醇分子较多时形成，可能会带来更浓烈、更‘酒精感’的味道，不同的团簇结构可能与酒的不同口感特点有关。”杨晓涛解释道。
对话中，江雷还反问了搜狐科技一个有趣的问题：为什么没有51°的酒？
“虽然只差了1°，但51°的酒和52°的酒在口感上有着明显不同，51°白酒的四面体结构与38-42°的白酒更为相似，自然口感也比较相似，而52-68°的白酒的四面体的结构是一样的，所以喝51°的酒其实和42°的口感是一样的，自然商家也不会卖。”江雷解释道。
因此，为了保证具有相同的口感，白酒产品的酒精浓度会划定一个较为明确的区间，即38°-42°，52°-53°或者68°-75°。
“所以古代‘温酒’，一方面就是要把甲醇这种杂醇蒸发掉，另一方面是高温有助于链状团簇的形成，从而有酒味。”江雷如是说。
至于低度酒，冰着喝才会有酒的口感。
研究表明，酒精浓度较低的啤酒在冷藏后反而会有一种更强烈的“类似乙醇”的味道，在5°和11°低浓度的乙醇-水溶液中，在5℃低温下，其链状结构有明显的增强，所以“酒味”更足。
“当啤酒或白葡萄酒这类低酒精度的饮料冷却时，水分子形成的四面体状团簇会变得更加稳定，可能会增强饮料的清新口感，同时低温增强了链式团簇的峰强，增加了酒精的刺激感，这也是为什么冷却后的啤酒或白葡萄酒更加受欢迎。”杨晓涛补充道。
江雷表示：“许多国家都是喝冰啤酒的，他们甚至会把杯子也冰镇一下，在5℃左右时饮用，口感非常好。”
“乙醇和水的爱情是非常坚固的”
当然也有网友表示，啤酒冰镇了好喝可能还有个原因，就是二氧化碳在低温时溶解度高，一加热，气儿都跑了，没有爽口感，变得温吞吞的。
对此，杨晓涛表示：“酒精饮料中溶解的很多分子都会对口感产生微妙差异，但究竟是作用于乙醇水的团簇体系，还是直接作用于味蕾了，确实是一个值得研究的问题。”
而在江雷看来，虽然实验没有做，但应该有关的。低温下的二氧化碳是不冒泡的，加热后泡泡变多，芳香物也会挥发，酒的口感就会差很多。
谈及研究初衷，也是非常有戏剧性的。
“有一次和杨博士一起吃饭喝酒聊天，当时就注意到为什么中国的白酒有非常特殊的酒精浓度区间，所以就想到做这个研究，而且我还是五粮液的科技顾问，也不能总是白喝酒吧，总要做点贡献吧。”江雷笑道。
于是，江雷院士和杨晓涛博士就决定探究酒精浓度对其物理性质的影响，他们在实验室中测量随着酒精浓度的增加，一系列乙醇-水溶液的接触角。
当然，在研究过程中，江雷和团队也遇到了一些瓶颈，“比如酒里还有许多其他芳香化合物，乙酸、乙酯等等，但我们投稿的时候，忘记检测‘单宁酸’这种物质了，单宁酸在红酒中最多，所以我们喝红酒的时候有些涩的感觉。”
江雷称这是他们的“百密一疏”，不仅审稿人觉得“单宁酸”会对实验有影响，连他自己也觉得有影响，不过好在杨晓涛博士做完试验后，发现“单宁酸”并没有什么影响。
“所以你看，乙醇和水的爱情是牢不可破、非常坚固的，别的物质都影响不了。”江雷幽默地说。
不过，江雷称有关“糖”和“盐”的影响目前还没有做，糖分可能会降低酒的辛辣感，而盐可能会提升酒的辛辣感，这就是为什么鸡尾酒在酒杯边上通常会加一圈盐。
未来，杨晓涛博士称，可能会探索不同类型酒精饮料中更多化合物如何影响团簇形成和味道，或者如何利用这些知识来创造新的饮料配方、改进生产过程。
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