热成像技术为我们揭示了要以不同手法倒香槟的原因所在
香槟研究人员使用FLIR红外热像仪显示倒香槟过程中二氧化碳扩散的状况
全世界香槟与豪华、欢庆密切相关。香槟不仅是财富的象征，每年除夕全世界数百万人会打开酒瓶，举杯欢庆。但直至今日，这款特殊饮料背后的力学原理依然笼罩着神秘的云彩。但这种情况已时过境迁，研究人员正在努力揭开其神秘的面纱。最近揭示的真相显示我们应当重新认识起泡酒的倒酒方法。
一种货真价实的香槟只产于法国香槟省，香槟之名由此而来。确切地说，座落于香槟省的法国兰斯大学进行了大多数香槟的研究工作。该大学最新发现显示，目前倒香槟的手法有损香槟的芳香，因而影响香槟的口味。研究人员声称，应当像倒啤酒一样倒香槟。热像仪在这项最新发现中扮演了重要的角色。
更多的气泡
香槟的气泡是由发酵产生的。 GRESPI（工程学研究集团）热力机械部总监Guillaume Polidori指出，“在首次发酵之后，香槟基本上是白葡萄酒。”GRESPI热力机械部是一大研究机构，负责研究热量对材料机械性能产生的影响。Guillaume Polidori继续解释，“当人们将香槟灌入酒瓶时，添加了一种酵母和糖的混合物，开始第二次发酵。发酵会产生二氧化碳，由于二氧化碳气体无法散发，只能溶解在白葡萄酒内。当打开酒瓶时，溶解的二氧化碳会溢出，于是便产生了香槟的气泡。”
研究人员在倒一杯香槟的过程中，FLIR SC7000系列红外热像仪记录下二氧化碳释放的情况。
长期以来，人们认为香槟的气泡只会增添口中的气泡感，抑或会产生少许酸性刺激，而不会对香槟的口味产生任何进一步的影响。 由于一项早期的研究（2009年在美国国家科学院院刊杂志上公布）表明香槟的芳香大都存在于二氧化碳内，这种假设已被证实完全不正确。已证实气泡中增加口感的化学物质比其余饮料高出30倍。
冰冻饮料口感更好
这一最新发现显著改变了专家们对香槟气泡的看法，GRESPI研究人员希望进一步研究这一现象。鉴于二氧化碳散失会对口味产生不利影响这一事实，他们开始测试倒香槟的手法如何影响二氧化碳的散失。他们测试了若在不同温度下运用不同的倒酒技术，倒香槟前后香槟中的二氧化碳含量。他们发现在倒酒的过程中温度越低，二氧化碳散失的量越少，这证实了第一个科学证据，即用冰冻香槟招待客人有助于保留二氧化碳，以此保证香槟的口味。更令人感到惊讶的是对不同倒酒技术进行比较的结果。他们发现，经典的倒香槟手法其实并非十分有效。
就像啤酒一样
研究人员对两种不同的倒香槟手法进行了比较：香槟式倒法与啤酒式倒法。在香槟式倒法中，人们垂直握住酒杯，将香槟直接倒入香槟杯的底部。这是当前酒吧、俱乐部以及餐馆里最流行的香槟和气泡葡萄酒倒法。运用啤酒式倒法，倾斜持杯，使香槟沿着香槟杯倾斜的内壁缓缓流下，在倒酒的过程中将香槟杯杯口翘起至垂直位置。这是倒啤酒通常使用的手法。
研究人员在4、12和18°C三种温度下分别测试了用两种不同的倒法倒香槟前后二氧化碳的含量：测试结果显示，与传统的手法相比，啤酒式倒法能够显著减少二氧化碳的散失。
用传统手法倒香槟时，与空气的接触面大得多，而且震荡得很厉害。
啤酒式倒法摇晃较少
由于香槟会沿着香槟杯倾斜的内壁缓缓流下，人们发现用啤酒式倒法产生的震荡大大减小而且释放的气体比传统的倒法更少。‘香槟式’倒法 - 垂直倒法，将香槟直接倒入香槟杯的底部，在倒香槟的过程中会产生厚厚的一层泡沫，这些泡沫先迅速垂直扩展，然后逐渐下降。
但气泡并不是二氧化碳离开香槟的一大途径，二氧化碳也会通过香槟与空气的接触面释放。若干年前进行了一系列的试验，在往香槟杯中倒香槟的过程中（2002年在物理学纪事杂志上公布），人们发现从香槟中扩散的每有1个二氧化碳分子以气泡形式释放，就会有另外4个二氧化碳分子通过香槟与空气的自由接触面直接释放。因此，人们很怀疑扩散是否是溶解的二氧化碳在倒香槟过程中散失的主要途径。
在倒香槟时，气泡液体形成了一道喷射的气体，好像从酒品中喷入酒杯。据Guillaume Polidori所说，这一效果在一定程度上解释了二氧化碳散失的差别。“用传统的倒香槟手法，产生的泡沫比用啤酒式倒法长得多。这就意味着，如果用啤酒式倒法倒香槟，香槟与空气的接触面明显减小。我们认为，这也从一定程度上解释了两种倒法之间的差异。”
在一个已校准的黑体前放置一个香槟杯，再将FLIR SC7000红外热像仪对准香槟杯
使扩散过程显而易见
由于人们无法通过肉眼观察扩散过程，如何测量扩散过程使研究人员面临挑战。经证实热像仪正是应对这一挑战的解决方案。Guillaume Polidori解释，“我们使用FLIR SC7000系列 热像仪拍摄倒香槟的过程中二氧化碳的扩散。这通过视觉效果证实了测试结果显示的情况。
热影像清晰显示，用啤酒式倒法倒香槟时，如果玻璃杯倾斜，则二氧化碳散失的量较少。
FLIR SC7000系列红外热像仪是一款非常灵活的开放式系统，能够适应可能遇到的任何情况。其灵敏度、精确度、空间分辨率及速度均达到高水平。这一系列先进的热像仪经特殊设计，适用于学术和工业研发应用，在这些应用领域您需要良好的灵敏度和性能来产生预期的效果。SC7000系列使用的探测器是一款制冷型锑化铟（InSb）探测器。这款热像仪的灵敏度约为20 mK（0.02°C），图像分辨率为640×512像素，让微小的温度差异无处遁形。积分时间的调整精度为1μs。SC7000红外热像仪与外部触发机制相结合，也能够捕捉稍纵即逝的影像。
据Guillaume Polidori透露，运用SC7000红外热像仪从视觉上证实不同的倒酒技术对二氧化碳扩散过程产生的不同效果为研究人员的实验提供进一步的科学验证，但也发挥了另一项关键的作用。“如果我们还不能实现可视化，那我们就无法获得媒体的广泛关注。你得开展令人感兴趣的全新研究，但如果你希望引起媒体的关注，你还需要一块视觉上的敲门砖。”Guillaume Polidori认为热像仪也发挥了一定的作用。“甚至还有一名纽约时报的记者联系了我们。”他十分关注热像仪的作用。“科学数据本身恰恰并不如你亲眼所见的那样引人注目或令人信服。因此，在这项研究领域热成像技术对确认我们的数据和实现可视化居功至伟。”
倒香槟的传统手法很显然会产生过多的气泡。
非常特殊的带宽
让人们亲眼目睹释放的二氧化碳并不像把热像仪放置在香槟杯前面那样简单。GRESPI研究人员Hervé Pron主要使用FLIR红外热像仪开展工作。他解释说，事情并不简单的原因：“由于只有在探测器带宽为4.245μm时，二氧化碳分子才达到强吸收的峰值，因此热像仪可观察到的二氧化碳吸收十分微弱。所以，我们需要关注特殊的带宽。”为了实现这一效果，我们集团使用一台外接带通滤波器。“热像仪在3至5μm的带宽下运行。为了观察二氧化碳扩散时的热辐射，我们使用一台外接带通滤波器，以二氧化碳排放的峰值为中心并只允许我们所需的具有特定波长区域带宽的红外线通过。”
Hervé Pron对热像仪的性能非常满意。“我们需要一种便于校准、十分精准、质量轻盈、易于使用且分辨率高的热像仪。这款热像仪正是我们需要的。我们能够观察足够的细节，不会受太多背景干扰，或‘噪声’影响。”
为了使人们能够亲眼目睹扩散的二氧化碳，研究人员使用外接带通滤波器。
外接带通滤波器以二氧化碳释放的峰值为中心。
SC7000热像仪在3至5μm的带宽下运行，外部带通滤波器将带宽精确地缩小为4.245μm。
完美无瑕的香槟玻璃杯
近几年来，玻璃制造商已向消费者推荐新一代品尝香槟的玻璃杯，这种玻璃杯经过特别设计，能在整个品尝过程中很好地控制二氧化碳的释放。这股力量催生出越来越浓厚的兴趣，有助于人们更好地理解并描述从倒满香槟或气泡酒的玻璃杯中释放的气态二氧化碳所涉及的每一个参数。
香槟研究的下一步是制作倒香槟过程中关于二氧化碳释放的完整数学模型，这款模型包含整个倒酒过程中二氧化碳释放的途径。据Guillaume Polidori透露，这款模型正在制作过程中。“我不能说太多，但我们正在为此努力工作。但是如果我们努力实现这一目标，这项发现将十分具有实用价值，玻璃制造商能够使用这款模型设计完美的香槟玻璃杯。”
撰文参考如下：香槟酒起泡的物理化学方法，作者：Liger-Belair, G. 2002 物理学纪事 27 (4) 4。特定数字和图像来源：论倒香槟过程中溶解二氧化碳的散失，作者：Liger-Belair, G., Bourget, M., Villaume, S., Jeandet, P., Pron, H., Polidori, G. 2010 农业和食品化学杂志 58 (15), pp. 8768-8775.
