Паутина на дне стакана, или что объединяет американский виски и науку
В науке до сих пор происходят «случайные» открытия. Так было с пенициллином, рентгеном, виагрой. И вот свежее открытие, пусть и не столь значимое, но интересное: оказывается, капля американского виски после высыхания образует удивительной красоты узор. Какими они бывают, почему у других марок виски нет такого отпечатка и как вообще учёные это выяснили, рассказывает Cloud4Y.
Возможно, вы замечали, что между шотландским и американским виски есть разница. И не только в названии (Scotch whisky или American whiskey), но и во вкусе. Это связано с тем, что шотландский виски обычно приобретает свой вкус, когда он выдерживается в старых бочках, в то время как американский виски (бурбон) выдерживается в новеньких бочках из обожженного дуба. Эту особенность в производстве внедрили не случайно: это помогает придать насыщенные нотки дуба в напитке, а также ускорить выдержку.
Однако учёные смогли найти ещё одно отличие американского виски от аналогичного алкоголя. И нашли они его на дне стакана. Да-да, это не шутки. По высохшей капле американского виски можно узнать, настоящий он или нет, а также определить, что это не скотч или ирландский виски. Правда, пока для этого нужно проводить экспертизу в лаборатории.
Отпечатки уникальны для каждого образца проверенного американского виски. Перед вами узоры, образуемые разбавленной каплей виски следующих брендов: (a) Four Roses (22.5% ABV), (b) Heaven Hill (22.5% ABV), Maker's Mark Cask Strength (22.5% ABV), (d) Jack Daniel's Single Barrel (25% ABV), (e) Pappy Van Winkle's Family Reserve 23 Year (25% ABV), и (f) Woodford Reserve Double Oak (25% ABV)
Идея родилась случайно. Молодой учёный по имени Стюарт Уильямс однажды заметил, что на дне стакана с высохшим бурбоном остаются весьма необычные следы. И начал их фотографировать. Ему показалось, что они напоминают фото дна глазного яблока. Также он вспомнил, что в 2016 году уже публиковались результаты похожего исследования, проводившиеся для шотландского виски. В их ходе выяснилось, что после испарения виски остаются характерные концентрические круги (фото). По сути, там действовал механизм, похожий на «эффект кофейного пятна», когда испаряется одна жидкость, а твердые частицы, которые растворились в жидкости (например, кофейная гуща), образуют кольцо. Это происходит потому, что испарение происходит быстрее на краю, чем в центре. Любая оставшаяся жидкость течет наружу к краю, чтобы заполнить промежутки, утягивая эти твердые частицы с собой.
Уильямс выяснил, что если он разбавит каплю бурбона и позволит ей испариться в тщательно контролируемых условиях, он образует то, что он называет «паутиной виски»: тонкие нити, которые образуют различные решетчатые узоры, похожие на сети кровеносных сосудов. Заинтригованный, он решил провести дальнейшие исследования с различными типами виски, а также бутылкой шотландского виски Glenlivet для сравнения. Это был идеальный проект для его творческого отпуска, и он поделился идеей исследования с коллегами. Предполагалось, что команда изучит следы, остающиеся после американского виски, и объяснит их вид. Так и получилось, что целая группа учёных Луисвильского университета посвятила себя увлекательному исследованию отпечатков, которые оставляют капли американского виски.
Материал для исследования
Команда Уильямса протестировала 66 марок американских виски, и только один не создал паутинку-отпечаток. Это был кукурузный виски. Но он зреет по-другому, и дубовые бочки ему не нужны. Образование отпечатка-паутины виски, похоже, связаны с содержанием алкоголя. Учёные подчёркивают, что закономерность сохранялась только при определенных условиях: при комнатной температуре и разведении виски водой до 40-50 процентов.
Исследователи выпаривали капли бурбона, разбавленные водой, и изучали осадок под микроскопом. У виски с концентрацией спирта не менее 3% образовывались однородные плёнки. Бурбоны с объемным уровнем алкоголя около 10% оставляли следы, похожие на кофейные кольца. При концентрации выше 30% тоже получалась однородная плёнка. И лишь на промежуточном уровне, когда объемный уровень алкоголя в бурбоне колебался в диапазоне от 20% до 25%, можно было увидеть уникальные паутинообразные структуры.
На изображении видно, что однородная плёнка формируется после высыхания капли бурбона с объемным содержанием алкоголя (ABV) более 35%, а узоры кофейного типа появляются при низком ABV (10%). Неожиданная паутинная структура возникает при ABV (20%).
Смешивание в растворителях (воде или спирте) уменьшает эффект, когда капли очень маленькие. Большие капли дают более однородные пятна. При отслеживании движения жидкости в каплях виски с помощью флуоресцентных маркеров учёные обнаружили, что молекулы сурфактанта собираются на краю капли. Это создало градиент напряжения, притягивающий жидкость внутрь (известный как эффект Марангони или «слёзы вина»). Существуют также растительные полимеры, которые прилипают к стеклу и направляют частицы в бокале с виски. Но химия виски невероятно сложна, поэтому до сих пор неясно, какие именно ингредиенты связаны с этими двумя эффектами.
Уильямс и его коллеги аккуратно наносили крошечные капли каждой марки бурбона на предметное стекло и сфотографировали отпечатки с помощью инвертированного микроскопа и светодиодной подсветки. Они отмечали значительную турбулентность (вихри) в первой фазе испарения, прежде чем всё успокоилось в ламинарном потоке, похожем на след, генерируемый кораблем. Эта начальная турбулентная фаза помогла определить возможную модель формирования отпечатков. Химические вещества выделяются при взаимодействии виски с обугленной древесиной бочки. Они образуют комки (мицеллы), и испаряющаяся турбулентность заставляет их разрушаться в окончательный остаточный образец: паутинообразный отпечаток.
То есть твёрдые микрочастицы обугленной древесины попадают в виски. И после испарения жидкости остаются на поверхности стекла. Паутина виски образовывалась у различных сортов американского виски, но не у дистиллятов, что указывает на то, что обугленная новая дубовая бочка и условия созревания играют важную роль.
Это фотография, сделанная электронным микроскопом. Вы видите единую паутинообразную структуру, напоминающую свёрнутый монослой (покрытую тонким слоем золота для улучшения характеристик изображения).
Чем полезно это исследование? Ну, во-первых, оно просто показывает нам красоту виски (сайт с другими фото). На эти отпечатки можно любоваться долго, в них есть что-то космическое и загадочное.
Во-вторых, это открытие может пригодиться производителям и потребителям. Первые смогут получать дополнительную информацию о созревании продукта, а вторые — защитить себя от некачественного алкоголя. Ведь если после высыхания разбавленного американского виски образуется не паутинка, а плёнка, то это может означать, что виски был изготовлен по другой технологии. Другими словами, перед нами не бурбон, а подделка.
Спасибо за внимание! Ваш Cloud4Y.
