Beobachten Sie einfach die Blasen, dieser Artikel wird Ihnen zeigen, wie Sie ein Weinkenner werden

Autor: Deuterium

Der Artikel stammt vom offiziellen Account der Science Academy (ID: kexuedayuan)

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Vor einiger Zeit machte Jay Chous Song „Mojito“ ausländische Spirituosen und Cocktails schlagartig populär. Haben Sie vor dem Trinken schon einmal die winzigen Bläschen im Weinglas bemerkt, die wie eine Perlenkette aussehen? Ich schätze, jeder hat es schon einmal gesehen, aber nur wenige wissen, dass zwischen den Bläschen im Weinglas und der Qualität des Weines ein enger Zusammenhang besteht. Die Meister der mexikanischen Tequila-Herstellung beherrschen diese traditionelle Kunst jedoch schon seit langem.

Was ist Tequila?

Unabhängig davon, ob Sie Tequila getrunken haben oder nicht, haben Sie wahrscheinlich schon einmal von seinem Namen gehört. Tequila ist das Nationalgetränk Mexikos und manche sagen sogar, er symbolisiere den mexikanischen Geist. Durch die Olympischen Spiele 1968 in Mexiko-Stadt wurde die Stadt weltweit bekannt. Heute ist es einer der am häufigsten verwendeten Basisliköre in Bars. Cocktails wie Tequila Sunrise und Frozen Margarita erfordern seine Teilnahme.

Verschiedene Tequila-Sorten (Bildquelle: Wikipedia)

Tequila ist keine bestimmte Marke, sondern ein allgemeiner Begriff für eine Art Schnaps, der aus bestimmten Rohstoffen und mit bestimmten Brautechniken hergestellt wird, genau wie unser chinesischer Sorghumwein und Klebreiswein. Der Rohstoff Agave selbst ist ein Oberbegriff für eine große Pflanzenklasse. Alle Mitglieder dieser Familie sehen aus wie riesige Aloe Vera mit einem großen Bündel schwertartiger Blätter, die aus dem Boden ragen. Einzelne Blätter sind schlank und dick, manchmal mit Zacken an den Rändern, ähnlich der Zunge des bösen Drachen in der westlichen Mythologie, daher der Name „Drachenzunge“.

Agaven sind in den tropischen Regionen Amerikas heimisch und das trockene und heiße Klima Mexikos ist für ihr Wachstum sehr gut geeignet. Vor über tausend Jahren beherrschten die Ureinwohner Mexikos die Fermentations- und Weinherstellungstechnologie und entdeckten, dass Agavenblätter reich an Zucker und Saft sind, was für die Weinherstellung einfach ein Geschenk des Himmels ist. Später landeten spanische Kolonisten auf dem amerikanischen Kontinent und brachten Destillationstechnologie mit, und der heutige starke Tequila (Mezcal) war geboren.

Blaue Agave (Bildquelle: Wikipedia)

In Mexiko gibt es mehr als 130 Agavenarten, aber nur wenige werden zur Weinherstellung verwendet. Für Tequila, das Äquivalent zu Chinas „Moutai unter den Spirituosen“, muss blaue Agave aus bestimmten Regionen verwendet werden.

Der Herstellungsprozess von Tequila ist sehr kompliziert. Die geerntete Agave wird geschält, übrig bleibt der saftige Graskern, der in einen Gärtank gegeben und mit Hefe bestreut wird. Nach Abschluss der Gärung wird eine Destillation durchgeführt und der ursprüngliche Wein zur Reifung in Holzfässer gefüllt. Erst nach einer gewissen Zeit kann es geöffnet und verkostet werden. Dies ist nur eine kurze Beschreibung des Tequila-Brauprozesses. Der eigentliche Vorgang ist sehr kompliziert und Temperatur und Zeit jedes Glieds müssen präzise kontrolliert werden. Bis heute ist das Brauen von hochwertigem Tequila nicht vollständig automatisiert und hängt von der Erfahrung des Brauers ab.

Wie kann man die Qualität eines Weines anhand der Bläschen erkennen?

Die unterschiedlichen Rohstoffe und komplexen Prozesse können leicht zu einer instabilen Qualität des Tequilas führen. Wie können Winzer dies genau erfassen?

Das Beobachten von Seifenblasen ist eine sehr wichtige praktische Fähigkeit. Der Winzer lässt den Wein durch ein dünnes Rohr in eine kleine Schüssel fließen, wodurch auf natürliche Weise eine Reihe von Bläschen entsteht. Wenn die gesamte Blase etwa 30 Sekunden lang bestehen bleibt (eine einzelne Blase hält einige Zehntelsekunden), bedeutet dies, dass der Gehalt an Alkohol- und Geschmacksmolekülen im Tequila gerade im richtigen Bereich liegt und er jederzeit geöffnet und getrunken werden kann. Bei Temperaturen über oder unter 55 Grad verschwinden die Blasen schnell. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass bei Whisky ein ähnliches Phänomen auftritt.

Winzer beurteilen den Alkoholgehalt von Tequila anhand der Haltbarkeit der Bläschen (Bildquelle: Scientific Reports)

Ist dieses einfache Phänomen zutreffend? Gibt es dafür eine wissenschaftliche Grundlage? Kürzlich lieferte sich das Team um Professor Zenit von der Brown University in den USA (die ebenfalls Tequila-Liebhaber sind) einen ernsthaften Wettbewerb und lieferte eine wissenschaftliche Fußnote zu dem seit Hunderten von Jahren überlieferten Wissen.

Die Blasen, die durch das Spritzen oder Schütteln einer Flüssigkeit entstehen, sind eigentlich ein dünner Wasserfilm. Mit der Zeit bewirkt die Schwerkraft, dass das Wasser im Wasserfilm zurück in die Flüssigkeit fällt, und der Wasserfilm wird immer dünner und bricht ab einer bestimmten Höhe von selbst. Was beeinflusst die Lebensdauer von Blasen? Der Alkoholgehalt muss der Hauptfaktor sein, aber auch andere Substanzen können hilfreich sein.

Zunächst testeten die Forscher die Lebensdauer der Bläschen von 55-Proof-Tequila unter Standardlaborbedingungen und fügten ihm unterschiedliche Mengen Wasser oder Alkohol hinzu, um die Auswirkung des Alkoholgehalts auf die Lebensdauer der Bläschen zu demonstrieren. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Lebensdauer der Bläschen bei 55-Grad-Tequila am längsten ist, wie die Winzer es gemeistert haben. Selbst wenn die Abweichung nur 1 bis 2 Grad beträgt, wird die Lebensdauer der Blase erheblich verkürzt.

Sie haben auch etwas Interessantes gemacht. Da der Alkoholgehalt so wichtig ist, was würde passieren, wenn Sie 55-prozentigen Tequila mit 55-prozentigem Alkohol mischen würden? Unerwarteterweise wurde auch die Lebensdauer der Blase erheblich verkürzt. Dies zeigt, dass neben Alkohol auch andere Substanzen im Tequila enthalten sind, die die Lebensdauer der Bläschen beeinflussen können. Wie wir alle wissen, enthält Wein neben Wasser und Ethanol auch eine Vielzahl von Spuren organischer Moleküle, hauptsächlich einige Alkohole, Aldehyde, Ester, organische Säuremoleküle und sogar Proteine. Diese organischen Verbindungen enthalten sowohl hydrophobe als auch hydrophile Gruppen und können daher als Tenside betrachtet werden. Wenn man so darüber nachdenkt, ist das verständlich, da Wasser mit zugesetzten Tensiden leicht zum Schäumen neigt.

Tequilas Blasenlebensdauertest. Rot steht für 55 % Tequila, Blau für Tequila mit Wasser oder Ethanol und Schwarz für Tequila gemischt mit 55 % Alkohol (Bildquelle: Scientific Reports)

An diesem Punkt ist die Idee der Problemuntersuchung sehr klar. Als nächstes werden wir uns in zwei Gruppen aufteilen, um die Auswirkungen der Alkoholkonzentration bzw. des Tensids zu untersuchen.

Der erste ist die Alkoholkonzentration. Da das Ziel dieser Studie darin bestand, numerische Simulationen mit experimentellen Ergebnissen zu vergleichen, ersetzten die Forscher Tequila durch eine einfache Wasser-/Ethanollösung (Alkohol), um das Modell zu vereinfachen. Aus der Kurve ist deutlich ersichtlich, dass die Lebensdauer der Bläschen bei einer Alkoholkonzentration von etwa 55 Grad am längsten ist. Die experimentellen Ergebnisse (blaue Kurve) und die Ergebnisse der Computersimulation (rote Datenpunkte und schwarze Kurve) stimmen im Trend grundsätzlich überein. Darüber hinaus gingen die Forscher bei der Modellableitung davon aus, dass die Viskosität wahrscheinlich die Lebensdauer der Blasen beeinflusst. Tatsache ist auch, dass 55-Grad-Alkohol die höchste Viskosität hat (die orange gepunktete Linie stellt die Viskosität dar). Diese Ergebnisse beweisen einmal mehr die Genauigkeit der Erfahrungen der Winzer und die Rationalität der Modellkonstruktion der Forscher.

Die Beziehung zwischen Alkoholkonzentration und Blasenlebensdauer. Die blaue Farbe stellt das experimentelle Ergebnis dar, die rote und schwarze Farbe stellen die Simulationsergebnisse unter verschiedenen Bedingungen dar und die orange gepunktete Linie stellt die Viskositätsänderung dar. Alle Lösungen enthalten 0,025 mol/L Tensid (Bildquelle: Scientific Reports)

Aus der bisherigen Diskussion wissen wir bereits, dass Tenside die Lebensdauer von Blasen deutlich verlängern können und die Forscher haben dies auch experimentell bestätigt. Wenn die Tensidkonzentration nur von 0,0125 mol/l auf 0,025 mol/l verdoppelt wird, erhöht sich die Lebensdauer der Blasen um ein Dutzend Mal! Eine weitere Erhöhung der Tensidkonzentration ist jedoch nicht mehr zielführend. Darüber hinaus hat die Zugabe von Tensiden keinen Einfluss auf den Kurvenverlauf der Beziehung zwischen Alkoholgehalt und Blasenlebensdauer.

Zusammenhang zwischen Alkoholkonzentration und Blasenlebensdauer bei unterschiedlichen Tensidkonzentrationen (der Autor vermutet, dass der Y-Achsenwert dieser Abbildung falsch ist und nicht so klein sein sollte) (Bildquelle: Scientific Reports)

Warum können Tenside Blasen stabilisieren? Unter Verwendung einer Hochgeschwindigkeitskamera beobachteten die Forscher, dass nach der Bildung einer Blase die Flüssigkeit auf der Wasseroberfläche in Richtung des Flüssigkeitsfilms der Blase fließt. Dies gleicht bis zu einem gewissen Grad den Effekt der Schwerkraft aus, der den Flüssigkeitsfilm dünner macht, und verlängert so die Lebensdauer der Blase.

Dies steht im Einklang mit dem Phänomen des Marangoni-Effekts. Einfach ausgedrückt verringern die im Tequila enthaltenen Tenside die Oberflächenspannung der Flüssigkeit, und der Flüssigkeitsfilm der Blase wirkt wie eine gekrümmte Flüssigkeitsoberfläche, wobei die Tensidmoleküle spärlicher auf der Oberfläche verteilt sind. Mit anderen Worten: Die Oberflächenspannung des Flüssigkeitsfilms ist höher als die der Weinoberfläche. Dieser Unterschied in der Oberflächenspannung treibt Flüssigkeit aus dem Wein zur Flüssigkeitsmembran und verlängert so die Lebensdauer der Bläschen. Gleichzeitig verringert der Alkohol selbst die Oberflächenspannung des Wassers, und die gekrümmte Flüssigkeitsoberfläche verdunstet langsamer als die horizontale Flüssigkeitsoberfläche, wodurch ebenfalls eine ähnliche Antriebskraft entsteht. Der Autor ist der Ansicht, dass sie alle zur Stabilisierung von Blasen beitragen.

Tatsächlich wird der Marangoni-Effekt häufig bei der Weinidentifizierung verwendet, und das Phänomen der „Tränen des Weins“ (tatsächlich klebt Wein am Glas) kann auch durch diesen Effekt erklärt werden.

Schematische Darstellung des Prinzips der Stabilisierung von Blasen durch den Marangoni-Effekt (Bildquelle: Original vom Autor)

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Tenside und eine entsprechende Alkoholkonzentration die Lebensdauer der Bläschen erheblich verlängern können und gemeinsam das Phänomen der extrem langlebigen Bläschen in 55-Grad-Tequila erzeugen. Durch die Beobachtung der Lebensdauer der Bläschen lässt sich neben der Bestimmung des Alkoholgehalts auch vorab feststellen, ob der Wein verunreinigt ist. Denn schon geringe Mengen an Verunreinigungen können die Oberflächenspannung des Weines verringern, wodurch die Bläschen ungewöhnlich „langlebig“ werden.

An dieser Stelle ist das Geheimnis der Tequila-Blasen im Grunde gelüftet. Der Autor bewundert, dass mexikanische Winzer so präzise Erfahrungen aus der Praxis zusammenfassen können, und möchte auch dem Team von Professor Zenit seine Anerkennung aussprechen, da es ihm gelingt, interessante Probleme in der Produktion und im Leben zu entdecken.

Mehr sage ich nicht, lass uns erstmal ein Glas Tequila mit Sekt trinken gehen~

Quellen:

[1] Rage, G., Atasi, O., Wilhelmus, MM et al. Die Bläschen bestimmen den Alkoholgehalt des Mezcal. Sci Rep 10, 11014 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-67286-x

[2] https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-07/bu-srs070720.php

[3] Wikipedia