Καθώς ανοίγετε το μπουκάλι με τη σαμπάνια λίγο πριν από την έλευση του 2025, μαζί με το νέο έτος κάντε και μια επιπλέον πρόποση για τη φυσική και τη χημεία.
Σε ένα εργαστήριο στην καρδιά της κοιτίδας του κρασιού, της Γαλλίας, μια ομάδα ερευνητών τοποθετεί προσεκτικά μια κάμερα υπερυψηλής ταχύτητας πάνω από ένα ποτήρι σαμπάνιας.
Όπως πολλοί καλοί επιστήμονες, είναι αφοσιωμένοι στην πρακτική της αποκάλυψης των μυστικών του... σαμπανιζέ σύμπαντος, προσπαθώντας να περιγράψουν τον υλικό κόσμο στη γλώσσα των μαθηματικών, της φυσικής και της χημείας. Το αντικείμενο της μελέτης τους: οι φυσαλίδες της σαμπάνιας.
Οι φυσαλίδες στο μικροσκόπιο
Η επιστήμη πίσω από τις φυσαλίδες στη σαμπάνια είναι ένα - ακόμη ενεργό - πεδίο έρευνας. Ο χημικός / φυσικός Gérard Liger-Belair, επικεφαλής της οκταμελούς ομάδας «Effervescence & Champagne» στο Πανεπιστήμιο Reims Champagne-Ardenne, γνωρίζει ίσως περισσότερα για τις φυσαλίδες της σαμπάνιας από οποιονδήποτε άλλον στον πλανήτη.
Ξεκινώντας με τη διδακτορική του διατριβή το 2001, ο Liger-Belair έχει επικεντρωθεί σε αυτόν τον... αναβράζοντα αφρό μέσα και πάνω από ένα ποτήρι. Έχει γράψει περισσότερες από 100 τεχνικές εργασίες πάνω στο θέμα, συμπεριλαμβανομένης μιας βαθιάς κατάδυσης στη σαμπάνια και τα αφρώδη κρασιά το 2021 στην Ετήσια Επιθεώρηση Αναλυτικής Χημείας και ένα δημοφιλές βιβλίο, το Uncorked: The Science of Champagne.
«Όταν ήμουν παιδί, με γοήτευε να φυσάω και να παρακολουθώ σαπουνόφουσκες», θυμάται ο Liger-Belair. Αυτή η γοητεία έχει παραμείνει, παράλληλα με μια σειρά από πιο πρακτικές εργασίες: Υπάρχουν πολλοί καλοί λόγοι για να ενδιαφέρεται κανείς για τις φυσαλίδες, που εκτείνονται πολύ πέρα από την απόλαυση του αφρώδους κρασιού.
Ο Liger-Belair βοήθησε στο παρελθόν, μεταξύ πολλών άλλων, να αποδειχθεί ποια αερολύματα εκτοξεύονται στον ουρανό από τις μικροσκοπικές φυσαλίδες που δημιουργούνται κατά τον θαλάσσιο ψεκασμό, επηρεάζοντας το ρόλο του ωκεανού στο σχηματισμό σύννεφων και την κλιματική αλλαγή. Βοήθησε ακόμη και να προσδιοριστεί ότι ορισμένα μυστηριώδη φωτεινά σημεία στην επιφάνεια του δορυφόρου Τιτάνα του Κρόνου θα μπορούσαν να είναι φυσαλίδες αζώτου μεγέθους εκατοστών που σκάνε στην επιφάνεια των πολικών θαλασσών του.
Αλλά ο Liger-Belair είχε την ευχαρίστηση να εστιάσει τα τελευταία 20 χρόνια της εργασίας του στις φυσαλίδες της σαμπάνιας και άλλων ανθρακούχων ποτών, συμπεριλαμβανομένης της κόλα και της μπύρας. Το εργαστήριό του ερευνά όλους τους παράγοντες που επηρεάζουν τις φυσαλίδες, από τον τύπο του φελλού μέχρι τα συστατικά του κρασιού και τον τρόπο με τον οποίο χύνεται το ποτό μέσα στο ποτήρι.
Διερευνά το πώς αυτές οι φυσαλίδες διοξειδίου του άνθρακα επηρεάζουν τη γεύση, συμπεριλαμβανομένου του μεγέθους και του αριθμού των φυσαλίδων αλλά και των αρωματικών ενώσεων που εκτοξεύονται στον αέρα πάνω από το ποτήρι.
Αναζητώντας απαντήσεις, έχει στραφεί στη αεριοχρωματογραφία [GC] και σε άλλες αναλυτικές τεχνικές - και, στην πορεία, έχει τραβήξει μερικές εντυπωσιακές φωτογραφίες.
Από τα σταφύλια στο ποτήρι
Λέγεται συχνά ότι ο Dom Pierre Pérignon, ένας μοναχός που διορίστηκε ως υπεύθυνος κελαριού σε ένα αβαείο στην πόλη Champagne της Γαλλίας, ήπιε τον πρώτο τυχαίο αφρώδη οίνο και αναφώνησε: «Πίνω τα αστέρια!» Αυτό, όπως αποδεικνύεται, είναι μάλλον μια γοητευτική μυθοπλασία.
Ο πρώτος αφρώδης οίνος πιθανότατα προέρχεται από ένα διαφορετικό γαλλικό αβαείο και η πρώτη επιστημονική εργασία για το θέμα προέρχεται από τον Άγγλο Christopher Merret, ο οποίος παρουσίασε την ιδέα στη νεοσύστατη Βασιλική Εταιρεία του Λονδίνου το 1662, πολλά χρόνια πριν ο Pérignon πάρει τη θέση του.
Η παραδοσιακή μέθοδος παραγωγής σαμπάνιας περιλαμβάνει μια πρώτη ζύμωση των σταφυλιών για την παραγωγή ενός βασικού κρασιού, το οποίο συμπληρώνεται με ζάχαρη από ζαχαροκάλαμο ή τεύτλα και μαγιά και αφήνεται να ζυμωθεί για δεύτερη φορά. Το κρασί που έχει υποστεί διπλή ζύμωση παραμένει στη συνέχεια για τουλάχιστον 15 μήνες (μερικές φορές δεκαετίες), ώστε τα νεκρά πλέον κύτταρα της ζύμης να τροποποιήσουν τη γεύση του κρασιού. Αυτή η νεκρή μαγιά απομακρύνεται με την κατάψυξή της και με το άνοιγμα της παγωμένης μάζας, χάνοντας έτσι μέρος του αερίου από το ποτό.
Το κρασί ξαναβουλώνεται, μερικές φορές με πρόσθετα σάκχαρα, και δημιουργείται μια νέα ισορροπία μεταξύ του χώρου του αέρα και του υγρού στη φιάλη που καθορίζει την τελική ποσότητα του διαλυμένου διοξειδίου του άνθρακα. (Υπάρχουν αναλυτικές εξισώσεις που περιγράφουν την περιεκτικότητα σε αέρια σε κάθε στάδιο της παρασκευής σαμπάνιας, για όσους έχουν την περιέργεια να δουν τα μαθηματικά πίσω από αυτό).
Η γεύση του τελικού προϊόντος εξαρτάται, φυσικά, σε μεγάλο βαθμό από τα αρχικά συστατικά. «Τα σταφύλια είναι ο πυρήνας της ποιότητας του κρασιού» λέει ο Kenny McMahon, επιστήμονας τροφίμων που μελέτησε αφρώδεις οίνους στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον πριν ξεκινήσει το δικό του οινοποιείο. Πολλά εξαρτώνται, επίσης, από το πόση ζάχαρη προστίθεται στο τελικό στάδιο.
H σημασία των φυσαλίδων
Αλλά οι φυσαλίδες είναι επίσης εξαιρετικά σημαντικές: Οι πρωτεΐνες στο κρασί, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που προέρχονται από τα νεκρά κύτταρα της μαγιάς, σταθεροποιούν τις μικρότερες φυσαλίδες που δημιουργούν τον επιθυμητό αφρό «μους» στην κορυφή του ποτηριού της σαμπάνιας. Σύμφωνα με τον Sigfredo Fuentes του Πανεπιστημίου της Μελβούρνης, το μεγαλύτερο μέρος της εντύπωσης ενός ερασιτέχνη για ένα αφρώδες κρασί προέρχεται από την αξιολόγηση των φυσαλίδων.
«Βασικά, σας αρέσει ή όχι μια σαμπάνια ή ένας αφρώδης οίνος από την πρώτη αντίδραση, η οποία είναι οπτική», λέει ο Fuentes, ο οποίος ερευνά την επιστήμη των τροφίμων και του κρασιού. Το φαινόμενο αυτό είναι τόσο ισχυρό, έχει διαπιστώσει, ώστε οι άνθρωποι θα αξιολογήσουν υψηλά ένα φτηνό κρασί απλά επειδή... έχει γίνει αφρώδες.
Συνήθως, ένα μπουκάλι πρέπει να περιέχει τουλάχιστον 1,2 γραμμάρια CO2 ανά λίτρο υγρού για να του δώσει την επιθυμητή γεύση. Υπάρχει όμως και το πάρα πολύ: Περισσότερο από 35,5% διοξειδίου του άνθρακα στον αέρα μέσα σε ένα ποτήρι θα ερεθίσει τη μύτη του πότη με ένα δυσάρεστο «μυρμήγκιασμα».
Ένας καλός φελλός...
Η ομάδα του Liger-Belair διαπίστωσε ότι ένας καλός φελλός θα κρατήσει το αέριο σε ένα μπουκάλι για τουλάχιστον 70 χρόνια. Μετά από αυτό, το ποτό θα είναι απογοητευτικό σε γεύση και όσφρηση.
Τέτοια ήταν η μοίρα που είχαν οι φιάλες σαμπάνιας που βρέθηκαν σε ένα ναυάγιο το 2010 μετά από 170 χρόνια κάτω από το νερό. Ο Liger-Belair και η συνάδελφός του Clara Cilindre έλαβαν μερικά πολύτιμα χιλιοστόλιτρα αυτού του ποτού από το 1840 για να τα μελετήσουν.
Τα κρασιά είχαν κάποιες ενδιαφέρουσες ιδιότητες, ανέφεραν οι ίδιοι και οι συνάδελφοί τους, συμπεριλαμβανομένου ενός ασυνήθιστα υψηλού ποσοστού σιδήρου και χαλκού (που πιθανώς προήλθε από τα καρφιά στα βαρέλια που χρησιμοποιήθηκαν για την παλαίωση του κρασιού).
Είχαν επίσης πολλή ζάχαρη και εκπληκτικά λίγο αλκοόλ, ίσως λόγω της ζύμωσης που έγινε αργά μέσα στη χρονιά σε χαμηλότερες από τις συνήθεις θερμοκρασίες. Ενώ οι Liger-Belair και Cilindre, δυστυχώς, δεν είχαν την ευκαιρία να γευτούν τα δείγματά τους, άλλοι που πήραν μια γεύση το περιέγραψαν με λέξεις όπως «έμοιαζε σαν χαλασμένο τυρί».
Τεχνητή σαμπάνια
Όλη αυτή η επιστήμη έχει «άμεσες επιπτώσεις στον καλύτερο τρόπο σερβιρίσματος και γεύσης της σαμπάνιας», λέει ο Liger-Belair. Ο McMahon, επίσης, είναι βέβαιος ότι η βιομηχανία έχει προσαρμόσει τα πρωτόκολλα ώστε να ευθυγραμμιστούν με τα επιστημονικά αποτελέσματα, αν και δεν μπορεί να υποδείξει κάποιο συγκεκριμένο οινοποιείο που το έχει κάνει.
Ο Fuentes λέει ότι γνωρίζει ότι ορισμένοι παρασκευαστές αφρώδους οίνου (τους οποίους αρνείται να κατονομάσει) προσθέτουν πρωτεΐνη αυγών στο κρασί τους για να δημιουργήσουν έναν αφρό με μικρές φυσαλίδες που μπορεί να διαρκέσει έως και μία ώρα.
Ο Fuentes επιδιώκει μια άλλη οπτική γωνία που ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί και ως μια εμπορική εφαρμογή: Η ομάδα του δημιούργησε το FIZZeyeRobot - μια απλή ρομποτική συσκευή (το πρωτότυπο κατασκευάστηκε από τουβλάκια Lego) που χρησιμοποιεί μια κάμερα για να μετρήσει τον όγκο και τη διάρκεια ζωής του αφρού στην κορυφή του ποτηριού και διαθέτει αισθητήρες οξειδίου του μετάλλου για την ανίχνευση των επιπέδων CO2, αλκοόλ, μεθανίου και άλλων στον αέρα πάνω από το ποτήρι.
Η ομάδα χρησιμοποιεί λογισμικό βασισμένο στην τεχνητή νοημοσύνη για να χρησιμοποιήσει αυτούς τους παράγοντες για να προβλέψει τις αρωματικές ενώσεις στο ίδιο το ποτό και, το σημαντικότερο, τη γεύση.
«Μπορούμε να προβλέψουμε την αποδοχή των σαμπανιών αυτών από διαφορετικούς καταναλωτές, αν θα τους αρέσει ή όχι, και γιατί θα τους αρέσει», λέει ο Fuentes.
Αυτή η πρόβλεψη βασίζεται στα σύνολα δεδομένων της ομάδας για τις προτιμήσεις των γευσιγνωστών, μαζί με βιομετρικά στοιχεία, όπως η θερμοκρασία του σώματος, ο καρδιακός ρυθμός και οι εκφράσεις του προσώπου.
Φυσικά, οι ανθρώπινοι ουρανίσκοι ποικίλλουν - και μπορούν να ξεγελαστούν. Πολλές μελέτες έχουν δείξει ότι η εμπειρία της γευσιγνωσίας επηρεάζεται βαθιά από άλλους παράγοντες, όπως την εμφάνιση του κρασιού ή το περιβάλλον, από την παρέα που έχει κανείς την δεδομένη εκείνη στιγμή μέχρι το φωτισμό του δωματίου και την περιρρέουσα μουσική.
Παρ' όλα αυτά, ο Liger-Belair έχει, μέσα από δεκαετίες εμπειρίας, διαμορφώσει μια προσωπική προτίμηση για τις παλαιωμένες σαμπάνιες (που τείνουν να περιέχουν λιγότερο CO2), που χύνονται απαλά μέσα στο ψηλό ποτήρι για να διατηρηθούν όσο το δυνατόν περισσότερες φυσαλίδες στην κορυφή του, σε θερμοκρασία κοντά στους 12° Κελσίου (54° Φαρενάιτ). Το ποτήρι παίζει και αυτό ρόλο και ο επιστήμονας επιλέγει ένα μεγάλο ποτήρι σε σχήμα τουλίπας (που χρησιμοποιείται πιο παραδοσιακά για λευκά κρασιά) με μεγάλο κενό στην κορυφή του.