意大利科學(xué)家發(fā)明全的啤酒釀造方法 利用“空蝕現(xiàn)象”釀造啤酒

干爽醇美的啤酒，雖然談不上是什么瓊漿玉露，卻也是五谷純釀，讓人難以舍杯。隨著科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，人們已熟悉發(fā)酵過程中的生物化學(xué)原理，然而幾百年來，甚至千年來，啤酒釀造過程卻始終沒有改變。

顯然，啤酒科學(xué)領(lǐng)域驚天動地的突破真是少之又少。

來自意大利佛羅倫薩生物氣候?qū)W研究所(Institute of Biometeorology)的洛倫佐•阿爾巴尼亞(Lorenzo Albanese)團(tuán)隊發(fā)明了一種全新的啤酒釀造方法，大大改善了釀造過程中涉及的化學(xué)、工程以及環(huán)境保護(hù)問題，掀起了啤酒釀造業(yè)的一場革命。

他們用了什么樣的黑科技?

這個秘密武器就是“ 氣穴現(xiàn)象 ”(cavitation)，又稱“空蝕現(xiàn)象”，指的是 流動液體中氣相空穴(即氣泡)的產(chǎn)生與爆破的一種物理現(xiàn)象 。通常，液體受到極低的氣壓會沸騰、汽化，形成空穴，隨著氣壓增大，空穴分裂并產(chǎn)生 強(qiáng)力沖擊波 。

工程環(huán)境中，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪端部極易形成低氣壓而產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。實際上，在輪船和潛艇的葉輪上產(chǎn)生的“氣穴現(xiàn)象”是十分不利的，強(qiáng)力沖擊波易腐蝕葉片，而產(chǎn)生的泡沫痕跡和噪聲，也極易暴露潛艇的位置。

然而，不可否認(rèn)“空穴現(xiàn)象”是一種極其壯觀的過程。僅僅一個小氣泡爆破瞬間能產(chǎn)生超過1000K溫度(約726°C)和5000倍大氣壓(約506Mpa)，能夠顯著改變水中的物理和化學(xué)環(huán)境。為此，阿爾巴尼亞團(tuán)隊進(jìn)行了大量的實驗以研究“氣穴現(xiàn)象”對于啤酒釀造過程的影響。

啤酒釀造

釀酒過程通常比較簡單，涉及的基本配料有麥芽、啤酒花、酵母和水。釀造過程分為四步：第一步是“淀粉糖化”，將大麥麥芽與水混合產(chǎn)生一種含糖液體，也就是麥芽汁，該過程是將麥芽中的淀粉轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵的單糖類。第二步稱為“洗糟”，清洗麥糟并盡可能多的汲取麥芽汁中可發(fā)酵的糖類。第三步稱為“煮沸”，將麥芽汁煮沸約一個小時，去除水分并濃縮糖分。

煮沸同樣也能失活淀粉酶并將對釀造有害的揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)蒸發(fā)掉，特別是影響味覺的甲硫醚。該過程會加入啤酒花，產(chǎn)生特色風(fēng)味。最后一步稱為“發(fā)酵”，冷卻上述混合液并加入酵母開始發(fā)酵過程，通常需要幾天的時間。該過程會將糖類轉(zhuǎn)化為酒精，最終釀造出啤酒、裝瓶。

這群科學(xué)家竟利用“空蝕現(xiàn)象”釀造啤酒，結(jié)果令人意想不到

常言道，細(xì)節(jié)決定成敗。釀造過程中，麥芽必須提前碾碎以增大其表面積，麥芽汁必須保持在特定的溫度范圍，通常是在50°到78°之間，這樣有助于保持淀粉酶活性而最大限度分解淀粉。

由于涉及到煮沸步驟，所以 釀酒是一個消耗大量能源的過程，通常釀造100公升啤酒需要消耗32千瓦時能源。 作為比照，額定功率100瓦的電視機(jī)打開10個小時才耗電1千瓦時。

“氣穴效應(yīng)”是如何改變釀造過程的?

為了尋找答案，阿爾巴尼亞團(tuán)隊建造了一套全新的釀造設(shè)備，能夠在麥芽汁中產(chǎn)生氣穴 。隨后，他們在不同條件下進(jìn)行了一系列釀造啤酒的實驗，以探索氣穴給釀造過程帶來的利弊。

結(jié)果當(dāng)然十分有趣。

第一個優(yōu)點是 氣穴產(chǎn)生的沖擊波足以將大麥麥芽搗成漿狀 ，這就省去提前碾碎步驟。阿爾巴尼亞說：“新設(shè)備使得大麥麥芽的干磨變得無關(guān)緊要，因為新設(shè)備的氣穴效應(yīng)能夠在 幾分鐘內(nèi)就將麥芽粉碎成100微米以下的碎屑 。”

此外，空穴效應(yīng)同時也能增加粉碎性麥芽中淀粉析出到麥芽汁中的速度。這個過程變得十分高效，最終麥芽糟中幾乎沒有殘留淀粉，即便有也很少。這對于啤酒釀造意義十分重大。 這意味著“洗糟”過程也完全沒有必要了 。

隨著淀粉高效析出，淀粉糖化過程在較低溫度也能進(jìn)行。該團(tuán)隊稱：“把淀粉轉(zhuǎn)化為單糖類和氨基酸的酶激活溫度降低到35°左右， 縮短了糖化過程 的時間。”

并且，空穴效應(yīng)也能提升傳統(tǒng)煮沸過程中麥芽汁和啤酒花混合溶液化學(xué)反應(yīng)的效率�？昭〞�使不好的揮發(fā)性物質(zhì)盡快排出，使麥芽汁中的酶變性，并促使啤酒花風(fēng)味更易混合。這樣來說，煮沸過程也變得完全沒必要了。實際上，相比于傳統(tǒng)煮沸，新的過程完全能在78°左右進(jìn)行。

歸結(jié)到一點：節(jié)約大量能源。

阿爾馬尼亞團(tuán)隊稱 新設(shè)備釀造100公升啤酒僅需要24千瓦時能 源，比對照組的傳統(tǒng)釀造過程 節(jié)約大約30%的能源 ，這還不包括他們優(yōu)化后減少了不必要的熱損耗。

成本問題

然而，該團(tuán)隊有一點沒考慮到：產(chǎn)生空穴效應(yīng)的設(shè)備成本以及維護(hù)成本。

空穴效應(yīng)“破壞大王”的名號臭名昭著，其產(chǎn)生的瞬間氣壓沖擊波和溫度能夠腐蝕最堅硬的鋼材。

雖然不清楚這種腐蝕效應(yīng)怎么影響新設(shè)備的成本，然而，阿爾馬尼亞團(tuán)隊無疑要把該因素考慮在內(nèi)。

氣穴釀造下的啤酒

當(dāng)然，設(shè)備再好也得產(chǎn)品說話：好不好，最終的啤酒說了算。

經(jīng)過一系列品嘗測試后，該團(tuán)隊稱最終釀造的啤酒口味和傳統(tǒng)釀造啤酒一樣醇美。

自賣自夸當(dāng)然行不通，想要結(jié)果讓人信服，這類品質(zhì)測試必須由利益無關(guān)的獨立品鑒員以科學(xué)的名義來鑒定。

如果客觀的品鑒員也認(rèn)為啤酒味道好，那么看來“空穴現(xiàn)象”要給啤酒制造業(yè)帶來一場徹底的革命。實際上，這最終會成為幾個世紀(jì)以來，至少是幾十年來，啤酒釀造技術(shù)最大的改革。