Исследования в области шампанского

Бокалы, наполненные игристым вином, стали самой сутью праздника, но с пузырьками происходит нечто большее, чем все мы думаем.

В лаборатории в самом сердце винодельческой страны Франции группа исследователей осторожно размещает сверхскоростную камеру.

Объект их исследования: пузыри в шампанском. Физик-химик Жерар Лигер-Белэр, глава группы «Effervescence & Champagne», состоящей из восьми человек в Университете Реймса Шампань-Арденны, возможно, знает о пузырьках шампанского больше, чем кто-либо другой на планете. Начиная со своей докторской диссертации в 2001 году, Лигер-Белэр сосредоточился на шипении внутри стакана и над ним. Он написал более 100 технических статей на эту тему, в том числе в «Ежегодном обзоре аналитической химии» и популярной книге (Uncorked: The Science of Champagne) в 2021 году, в которой подробно изучил шампанское и игристые вина.

«Когда я был ребёнком, я был очарован тем, что дул и смотрел на мыльные пузыри», - вспоминает Лигер-Белэр. Это увлечение сохранилось вместе с массой более практической работы: есть множество веских причин для интереса к пузырям, выходящим далеко за рамки удовольствия от игристого вина. Liger-Belair помог показать, какие аэрозоли выбрасываются в небо крошечными лопающимися пузырьками в морских брызгах, влияя на роль океана в формировании облаков и изменении климата. Он даже помог определить, что некоторые загадочные яркие пятна на радарных снимках спутника Сатурна Титана могут быть пузырьками азота сантиметрового размера, появляющимися на поверхности его полярных морей.

Но Лигер-Белэр имел удовольствие сосредоточить последние 20 лет своей работы на пузырьках в шампанском и других газированных напитках, включая колу и пиво. Его лаборатория исследует все факторы, влияющие на пузырьки, от типа пробки до винных ингредиентов и способа розлива напитка. Они исследуют, как эти пузырьки углекислого газа влияют на вкус, включая размер и количество пузырьков, а также ароматические соединения, поднимаемые в воздух над стеклом.

В поисках ответов они обратились к газовой хроматографии и другим аналитическим методам - и попутно сделали несколько потрясающих снимков. Другие во всем мире тоже обратили свой взор на пузыри, даже изобрели роботов, которые производят постоянное розливание, и сосредоточились на психологии того, как мы любим газировку. Часто говорят, что Дом Пьер Периньон, монах, назначенный хозяином погреба аббатства в Шампани, Франция, выпил первое в истории случайное игристое вино и воскликнул: «Я пью звёзды!» Оказывается, это, скорее всего, выдумка.

Традиционный метод производства шампанского включает первую ферментацию винограда для производства основного вина, которое дополняется тростниковым или свекольным сахаром и дрожжами и подвергается вторичной ферментации. Затем вино двойного брожения хранится не менее 15 месяцев (иногда десятилетий), чтобы мёртвые дрожжевые клетки могли изменить вкус вина. Эти мёртвые дрожжи удаляют, замораживая их в пробке на горлышке бутылки и выталкивая замороженную массу, теряя при этом часть газа из напитка. Вино повторно укупоривают, иногда с добавлением сахара, и устанавливается новое равновесие между воздушным пространством и жидкостью в бутылке, которое определяет окончательное количество растворенного диоксида углерода. (Для тех, кому интересно познакомиться с данной математикой, существуют уравнения для описания газосодержания на каждой стадии.)

Вкус конечного продукта, конечно, во многом зависит от исходных ингредиентов. «Виноград определяет качество вина», - говорит Кенни МакМахон, учёный-кулинар, изучавший игристые вина в Университете штата Вашингтон, прежде чем открыть свою собственную винодельню. Многое также зависит от того, сколько сахара добавлено на завершающей стадии. «В бурные двадцатые» шампанское, представленное в США, было действительно сладким, - говорит МакМахон. Современные вкусы изменились и различаются от страны к стране. Но пузырьки также чрезвычайно важны: белки в вине, в том числе белки из мёртвых дрожжевых клеток, стабилизируют более мелкие пузырьки, которые создают желаемую «муссовую» пену на вершине бокала с шампанским и более резкий хлопок во рту. По словам Сигфредо Фуэнтеса из Мельбурнского университета, большая часть впечатления любителей игристого вина возникает из-за бессознательной оценки пузырьков. «Вы в основном полюбите или нет шампанское или игристое вино, исходя из первой реакции, которая носит визуальный характер», - говорит Фуэнтес, исследующий цифровое сельское хозяйство, продукты питания и науку о виноделии. Он обнаружил, что этот эффект настолько силён, что люди будут высоко ценить даже дешёвое негазированное вино, которое сделали игристым путём обработки его звуковыми волнами непосредственно перед розливом. Люди даже были готовы платить больше за вино со «звучащими» пузырьками. «За очень плохое вино, которое стоило 50 баксов», - смеётся он.

Как правило, бутылка должна содержать не менее 1,2 грамма CO2 на литр жидкости, чтобы придать ей желаемый блеск и ощущение углекислоты. Но бывает и слишком много: содержание CO2 в стакане более 35,5% вызовет раздражение носа пьющего с неприятным покалыванием.

Команда Лигер-Белэр обнаружила, что хорошая пробка (состоящая из мелких частиц, склеенных вместе с большим количеством клея) будет удерживать газ в бутылке не менее 70 лет. После этого напиток будет практически без характерного вкуса вина. Такова была судьба бутылок с шампанским, найденных при кораблекрушении в 2010 году после 170 лет под водой.

Лигер-Белэр и его коллега Клара Силиндре получили для изучения несколько драгоценных миллилитров этого эликсира. Они и их коллеги сообщили в 2015 году, что вина обладают некоторыми интересными свойствами, включая необычно высокий процент железа и меди (возможно, из-за гвоздей в бочках, используемых для выдержки вина, или даже из-за пестицидов в винограде). В них также было много сахара и на удивление мало алкоголя, возможно, из-за ферментации в конце года при более низких, чем обычно, температурах. В то время как Лигер-Белэр и Цилиндр, к сожалению, не имели возможности попробовать свои образцы, другие, кто все же попробовал, описали вкус, используя такие термины, как «мокрые волосы» и «дрянной».

Для более распространенных бутылок шипучки даже метод розлива влияет на пузыри. Если 100 мл шампанского налить прямо в вертикальный желобок, Liger-Belair рассчитывает, что в бокале будет около миллиона пузырьков. Но более мягкий «пивной розлив» по краю стакана увеличит его содержание в десятки тысяч раз. По его словам, «если всё будет сделано неправильно», это приведет к «огромным потерям растворенного CO2». Шершавые пятна внутри стакана также могут способствовать образованию пузырьков, а некоторые производители стекла вытравливают формы внутри стаканов, чтобы ускорить этот процесс. И чтобы избежать использования поверхностно-активных веществ, вызывающих лопанье пузырьков, некоторые люди даже моют стаканы без мыла, говорит МакМахон.

Вся наука имеет «прямое отношение к тому, как лучше подавать и пробовать шампанское», - говорит Лигер-Белэр. МакМахон также уверен, что отрасль изменила протоколы, чтобы привести их в соответствие с научными результатами, хотя он не может указать на какую-либо конкретную винодельню, которая это сделала. Есть много университетских факультетов, специализирующихся на вине, и для этого, по его словам, есть причина - их работа находит плодотворное и финансово выгодное применение.

Фуэнтес говорит, что он знает о некоторых производителях игристого вина (хотя он не называет их имена), которые добавляют в вино яичные белки, чтобы образовалась небольшая пузырчатая пена, которой хватит на час. Фуэнтес преследует другой аспект коммерческого применения: его команда создала FIZZeyeRobot - простое роботизированное устройство (прототип был сделан из Lego), который выполняет последовательную заливку, использует камеру для измерения объема и срока службы пены на поверхности стекла и датчики оксидов металлов для определения уровней CO2, алкоголя, метана и других веществ в воздухе над стеклом.

Команда использует программное обеспечение на основе искусственного интеллекта, чтобы использовать эти факторы для прогнозирования ароматических соединений в самом напитке и, что немаловажно, вкуса. (Большая часть этих исследований проводится на пиве, которое дешевле и быстрее готовить, но это применимо и к игристому вину.)

«Мы можем предсказать, понравится ли оно различным потребителям, и почему оно им понравится», - говорит Фуэнтес. Этот прогноз основан на собственных наборах данных команды о предпочтениях дегустаторов, а также на биометрических данных, включая температуру тела, частоту сердечных сокращений и выражения лица. По его словам, одним из способов использования этой информации было бы определение оптимального времени, в течение которого любое игристое вино должно прореагировать с мёртвыми дрожжами для получения максимального удовольствия. Он ожидает, что система станет коммерчески доступной где-то в 2022 году.

Конечно, человеческие вкусы различаются - и их можно обмануть. Многие исследования показали, что на дегустацию вин глубоко влияют психологические ожидания, определяемые внешним видом вина или обстановкой, от компании, которой вы придерживаетесь, до освещения комнаты и музыки. Тем не менее, благодаря многолетнему опыту Лигер-Белэр сформировал личное предпочтение выдержанным шампанским (которые, как правило, содержат меньше CO2), которые осторожно разливают, чтобы сохранить как можно больше пузырей, при температуре, близкой к 12 °C, в большой бокал в форме тюльпана (более традиционно используемый для белых вин) с большим свободным пространством.

«С тех пор как я стал учёным, многие люди говорили мне, что я, кажется, получил лучшую работу во всей физике, поскольку я построил свою карьеру на пузырях и работаю в лаборатории, наполненной первоклассным шампанским», - говорит он. «Я склонен согласиться».

Но настоящее профессиональное удовольствие, добавляет он, «происходит от того факта, что я до сих пор по-детски увлекаюсь пузырьками».

Эта любовь к мыльным пузырям ещё не лопнула.