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香槟酒气泡讲座(3)*

　　由于气泡生长的动态过程还与溶解在饮料中的二氧化碳含量有关，因此，不同碳酸饮料的气泡形成频率也是各不相同。例如，香槟酒中二氧化碳含量差不多是啤酒中二氧化碳含量的3倍，因而香槟酒中最活跃的成核部位每秒能产生大约30个气泡；而啤酒的气泡培育点每秒只能产生10个左右的气泡。

　　一个气泡在离开了成核点以后便直奔液面而去，在这一过程中它变得越来越大。气泡在上升过程中之所以越来越大，是因为溶解在饮料中的二氧化碳持续不断从气泡表面扩散到气泡内。随着气泡的变大，浮力也不断增加，从而使气泡上升的速度越来越快，这样气泡在上升过程中彼此的距离也逐渐拉开了。

　　啤酒和汽酒并不是纯液体。除了含有乙醇和溶解的二氧化碳以外，它们还含有其它许多种有机化合物，这些有机化合物的表面活性与肥皂分子的表面活性相仿，作为表面活性剂，这些化合物主要由蛋白质和糖类构成，既有可溶于水的成分，又有不溶于水的成分。表面活性剂不会始终“呆”在饮料的液体中，而是喜欢聚集在气泡表面，其疏水端插入气体中，而亲水端则粘在液体内。

　　逐渐增大的浮力使气泡最终脱离成核点并驱使它挤过液体分子而打开其上升之路时，气泡周围的表面活性剂层对于气泡的行为就开始起到了关键性的作用。被吸收的表面活性剂分子在气泡表面上形成了某种类似于“盾”的东西，从而增强了气泡的刚性。根据流体动力学理论，刚性球在穿过流体上升时所遇到的阻力，比其周围没有表面活性剂层覆盖的柔性球所遇到的阻力大，表面活性剂分子逐渐在气泡表面聚集起来，使气泡的刚性部位越变越大。因此，半径固定不变的气泡在上升过程中所遇到的流体动力学阻力不断增加；当气体－液体界面完全被表面活性剂分子覆盖时，气泡的上升速度将降至最低值。但是法国斯特拉斯堡路易•巴斯德大学的一个研究小组不久前证明，严格说来，在气泡被表面活性剂严严实实地覆盖起来之前，气泡边界层就已经达到了完全的刚性化状态。

　　与半径固定不变的气泡相比，上升过程中不断膨胀的气泡其行为之复杂要更胜一筹。在上面所举的那个例子中，气泡在穿越过饱和液体上升时，如果体积逐渐膨胀，则它的表面积也将不断增大，从而使它有更大的空间来吸收表面活性剂。因此，膨胀的气泡受到两种针锋相对的效应的作用。如果气泡膨胀的速率超过了表面活性剂使气泡表面刚性化的速率，那么气泡被表面活性剂所覆盖的那部分表面面积与尚未被表面活性剂覆盖的表面面积之比就不断下降，这样气泡实际上就在不断地“净化”其界面。如果这一比例不断增大，那么气泡表面最终将不可避免地被一层表面活性剂完全覆盖，从而使其刚性也越来越大。

　　我们测量了膨胀的香槟酒气泡和啤酒气泡在上升到液体表面的过程中所遇到的阻力系数，并将测量结果同论述气泡动力学的科技文献中所查到的资料作了比较。从这项工作中我们得到的结论是：啤酒气泡的特性酷似刚性球；反观香槟酒、汽酒和汽水中的气泡在上升过程中其表面则显示出较大的柔性。这个结果当然不会让人感到太意外，因为啤酒中的表面活性剂大分子的含量比香槟酒中此类分子的含量高得多（前者每升约有数百毫克；而后者每升仅有几毫克）。此外，由于啤酒中气体含量较低，因此啤酒气泡的生长速率也低于香槟酒气泡的生长速率。其结果是啤酒气泡的膨胀所产生的净化效应可能过于微弱，无法使气泡的气体液体界面摆脱最终刚性化的命运。而香槟酒、汽酒和汽水中的气泡其生长非常迅速，但表面活性剂分子的数量又太少，难以使气泡表面变成刚性。