流体力学趣事为什么啤酒必须有泡沫

流体力学趣事为什么啤酒必须有泡沫

对于很多成年男性来说，就餐的时候，尤其是在酷热的夏天，没什么比来瓶冰镇啤酒更惬意的了。在啤酒开瓶和倒入玻璃杯的时候，里面会产生很多的气泡，形成细腻的泡沫，啤酒倒的急一些的话，泡沫很容易就会溢出来。啤酒不起泡或者泡沫很快消散，容易让人觉得啤酒质量不佳，而泡沫太急太多，则容易洒的到处都是，引起不便。

【啤酒的泡沫】

在我国的国家标准里面[1]，啤酒“是一种以麦芽、水为主要原料，加啤酒花，经酵母发酵酿制而成的、含有二氧化碳的、起泡的，低酒精度的发酵酒”。其中还规定，泡沫是否细腻，是否持久挂杯，是评判啤酒质量的一个重要标准。

啤酒是一种气泡酒，瓶装或者罐装的啤酒是二氧化碳的过饱和溶液。这些二氧化碳可以是发酵过程中产生的，也可以是在灌装的过程中加入的。在密封的情况下，二氧化碳在水里面的溶解度跟压强有关，压强越高，溶解的二氧化碳越多。开瓶的时候，由于压强变小了，二氧化碳就会从啤酒里面分离出来，形成很多气泡。如果啤酒有剧烈的运动(摇晃或快速倒入杯子里)，以及和啤酒接触的器皿表面如果粗糙不平，那么就会更快地产生更多的气泡。可乐[2]、香槟[3]等含有大量二氧化碳的饮品也有类似的情况。当人喝下这些饮品之后，由于气体的离开会带走一些热量，能让人感到凉爽。这就是为什么在炎炎夏日里啤酒和可乐大受欢迎的一个原因。

然而，光有气泡并不足以形成持久的泡沫。一般，在把可乐或者香槟倒入杯子里面的时候，也会产生大量的气泡，但是这些气泡很快会破碎，只会把小液滴向周围喷溅[3]，很难会形成漂浮的泡沫。

在啤酒里面含有来自于麦芽等原料的多种有机物，其中的多肽和蛋白质等物质，可以起到表面活性剂的作用，让气泡不容易破碎，更容易形成稳定的泡沫。

表面活性剂一般是同时具有亲水部分和疏水部分的有机物分子，食品行业里面通常称作乳化剂。典型的表面活性剂有着下图这样的结构：有一个亲水的极性基团部分(下图里面的圆球脑袋)，还有一个喜欢溶解在油等非极性介质里面的非极性憎水基团部分(下图里面的尾巴)。构成生物体细胞膜的磷脂分子、生物体里的多肽和很多蛋白质都可以作为表面活性剂。蛋白质一般都是球形的，没有头尾的结构，其表面上有一些亲水和憎水的基团。

【表面剂的典型分子结构。】

大家都做过这样的实验，用清水吹不成泡泡，但是用肥皂水就能很容易地吹成泡泡，这是因为肥皂水里的表面剂可以使得气泡稳定下来。当啤酒里产生的小气泡聚集在一起的时，它们之间的啤酒在重力作用下流下来，它们就会互相接触，形成多面体的结构：泡沫。这时候，憎水的尾巴暴露在气泡里面，而亲水的脑袋扎在一薄层啤酒里面，使得这种泡沫的结构可以在比较长的时间里稳定存在。

【表面剂在形成泡沫时的作用。】

密封的啤酒是一种二氧化碳的过饱和溶液，而且其中含有大量的可以作为表面剂的有机物分子，这就是啤酒可以形成大量泡沫的原因。

日常的玻璃杯的表面可能会吸附一些油脂，这可以是因为和人手的接触，或者是因为放在厨房里面时的油烟。当啤酒倒入这些器皿里的时候，这些油脂会对表面剂有吸附作用，可能会让啤酒的泡沫没有理想情况下多[5]。这也是为什么啤酒泡沫总是消散不了的时候，用筷子沾些菜汤再点两下泡沫就可以让泡沫很

快消失的缘故。

祝大家春夏静好!请不要酒后驾驶。