Бокал шампанского на термограмме

Эти термограммы показывают, сколько углекислого газа теряет шампанское в зависимости от способа наливания (в вертикальный или наклоненный бокал) и температуры (два левых изображения — при температуре 4°C, два правых — при 18°C).

Шампанское и другие игристые вина подчиняются закону Генри: при постоянной температуре растворимость газа в жидкости прямо пропорциональна давлению этого газа над раствором (строго этот закон выполняется лишь для идеальных растворов и невысоких давлений). Для игристых вин этот газ — CO₂ (углекислый газ): он отвечает и за шипение пузырьков, и за стрельбу пробкой. Пока бутылка закупорена, углекислый газ, растворенный в вине, находится в равновесии с газом, находящимся в пространстве между жидкостью и пробкой. Когда пробка вылетает, с ней вылетает и эта порция углекислого газа, что смещает химическое равновесие, и CO₂ начинает покидать бутылку, образуя пузырьки.

Пузырьки шампанского: A — последовательность лопания одного пузырька шампанского в четырех фотографиях, сделанных при высокоскоростной съемке с интервалом 1 мс; B — когда тысячи пузырьков лопаются, они превращают верхний слой поверхности шампанского в сотни крошечных капелек, которые подпрыгивают до нескольких сантиметров над поверхностью; C — аэрозоль шампанского над поверхностью бокала на снимке, выполненном при помощи оптической томографии. Фото из статьи G. Liger-Belair et al., 2009. Unraveling different chemical fingerprints between a champagne wine and its aerosols

Чтобы пузырьки выделялись не слишком интенсивно, нужно подавать шампанское охлажденным. Чем ниже температура, тем медленнее выделяется газ. Наиболее оптимальной температурой для подачи шампанского считается интервал 8–10°C. При более высокой температуре пузырьки будут выделяться слишком быстро, при меньшей замедлится испарение летучих органических веществ, придающих шампанскому аромат, и их небольшая концентрация над бокалом не даст в полной мере оценить букет игристого вина.

Французские ученые из Реймсского университета (Шампань-Арденны) во главе с Жераром Лиже-Белером (Gérard Liger-Belair) уже много лет изучают химию и физику шампанского (напомним, что в Реймсе находятся штаб-квартиры крупнейших домов шампанских вин).

Например, они изучали пары над бокалом с помощью масс-спектрометрии высокого разрешения, чтобы выяснить, какие вещества, создающие вкус и запах, выделяются, когда лопаются пузырьки шампанского. Хотя вкус и аромат шампанского определяются семью сотнями летучих органических соединений, в качестве основных они выделили декановую кислоту, дающую вину древесно-кислый привкус, додекановую кислоту, отвечающую за сухие и металлические нотки вкуса, и гамма-декалактон (gamma-Decalactone), обеспечивающий фруктово-цветочный аромат.

Еще в одном исследовании они с помощью инфракрасного термографа наглядно показали, что то, как шампанское теряет углекислый газ, зависит от способа и температуры наливания (см. также главную картинку). Некоторые разновидности таких термографов могут быть адаптированы не только для измерения температуры, но и играть роль детектора на углекислый газ. Эта особенность основана на том, что молекула углекислого газа поглощает электромагнитное излучение в инфракрасном диапазоне на длине волны 4,245 микрометров: чем интенсивнее поглощаются инфракрасные лучи на этой длине волны, тем выше концентрация углекислого газа (см. закон Бугера — Ламберта — Бера).

Визуализация с помощью инфракрасной термографии потоков CO₂ из бокала после того, как в него налили шампанское: слева — вертикальный бокал, справа — наклоненный для питья. Изображение из статьи H. Pron et al., 2010. Dynamic-tracking desorption of CO2 in Champagne wine using infrared thermography

Исследователи определили концентрацию углекислого газа над бокалами шампанского, заполняемыми различным образом и при разной температуре и визуализировали ее в цвете.

Две левых колонки — термограммы шампанского, которое наливают с небольшой высоты в вертикальный бокал, две правых — в наклоненный (как принято наливать пиво). Левая колонка (а) в каждой паре соответствует температуре шампанского 4°С, правая (б) — температуре шампанского 18°С. Самой высокой концентрации СО₂ соответствует темно-синий цвет, при переходе от него к красному через зеленый и желтый концентрация углекислого газа падает. Изображение из статьи G. Liger-Belair et al., 2010. On the Losses of Dissolved CO₂ during Champagne Serving

На этом фото шампанское наливают в вертикально стоящий бокал (a). Струя шампанского (b) имеет большую площадь поверхности и образует турбулентные завихрения. Видно турбулентное течение жидкости, достигшей дна бокала (c); в ней содержатся пузырьки растворённого углекислого газа и пузырьки воздуха, захваченные в момент касания игристым вином дна бокала (c). Фото из статьи G. Liger-Belair et al., 2010. On the Losses of Dissolved CO₂ during Champagne Serving

Видно, что холодное шампанское теряет меньше углекислого газа, чем теплое. Также можно увидеть, что, когда шампанское разливают в наклоненный бокал по стенке, выделяется меньше углекислого газа, который предсказуемо стекает вниз (СО₂ тяжелее воздуха).

Если же наливать игристое вино струей в вертикально стоящий бокал, выделение углекислого газа происходит настолько интенсивно, что он вытесняет воздух из лопающихся пузырьков непосредственно над бокалом и какое-то время плюмаж из СО₂ движется вверх, как должен был бы двигаться газ легче воздуха. Однако на удалении от «кипящей» поверхности шампанского, выделяющей дополнительные порции СО₂, углекислый газ уже ничто не выталкивает, и он, как и положено газу тяжелее воздуха, начинает двигаться вниз.

Чтобы снизить скорость выделения углекислого газа, нужно наливать шампанское по стенке слегка наклоненного бокала (как это делают при наливании пива, чтобы избежать большого количества пены). Течение жидкости тогда обладает меньшей турбулентностью, ее перемешивание происходит менее интенсивно и углекислый газ медленнее уходит из раствора. При заполнении вертикально стоящих бокалов пенообразование максимально, а пена создается как раз пузырьками углекислого газа.

Изображение из статьи: G. Liger-Belair et al., 2010. On the Losses of Dissolved CO₂ during Champagne Serving.

Аркадий Курамшин