Warum Sie in einem kalten Bier oder einem warmen Glas Baijiu mehr Ethanol schmecken können
Wir alle haben unsere eigenen Vorlieben für die Trinktemperaturen verschiedener alkoholischer Getränke: Bier oder Weißwein genießt man am liebsten gekühlt, Rotwein bei Zimmertemperatur, Baijiu (chinesischer Whisky) oder Sake erwärmt. In einer am 1. Mai in der Fachzeitschrift Matter veröffentlichten Arbeit berichten Forscher nun, dass alkoholische Getränke bei unterschiedlichen Temperaturen mehr oder weniger "ethanolähnlich" schmecken können, was sich dadurch erklären lässt, dass Wasser und Ethanol auf molekularer Ebene entweder kettenförmige oder pyramidenförmige Cluster bilden.
Ethanol-Wasser-Cluster bestimmen die kritische Konzentration von alkoholischen Getränken
Matter/Yang et al.
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"Vor zwei Jahren tranken der Erstautor Xiaotao Yang und ich zusammen Bier. Er hatte gerade seine Doktorarbeit beendet und fragte mich, was wir als Nächstes tun sollten", sagt der Hauptautor und Materialwissenschaftler Lei Jiang von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. "Zu dieser Zeit war ich Mitglied des wissenschaftlichen Ausschusses eines der größten chinesischen Unternehmen für alkoholische Getränke und hatte die Idee, die Frage zu stellen, warum chinesischer Baijiu eine ganz bestimmte Alkoholkonzentration hat, entweder 38%-42%, 52%-53% oder 68%-75%".
"Dann beschlossen wir, etwas auszuprobieren, also gab ich einen Tropfen Bier auf meine Hand, um den Kontaktwinkel zu sehen", sagt Jiang.
Kurz darauf machten sich Jiang, Yang und der Rest ihres Teams auf den Weg ins Labor, um den Kontaktwinkel einer Reihe von Lösungen mit steigenden Konzentrationen von Alkohol in Wasser zu messen. Der Kontaktwinkel ist ein gängiges Maß für die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit und gibt Aufschluss darüber, wie die Moleküle innerhalb des Tröpfchens miteinander und mit der Oberfläche darunter interagieren.
Beispielsweise hat Wasser auf einer Oberfläche wie Glas einen niedrigen Kontaktwinkel, so dass ein Tropfen davon "perlenartig" erscheint, während ein Tropfen Spirituosen mit hoher Alkoholkonzentration einen höheren Kontaktwinkel hat und sich stattdessen abflacht und ausbreitet.
Zu ihrer Überraschung stellten sie fest, dass der Kontaktwinkel mit zunehmender Alkoholkonzentration nicht linear anstieg, sondern dass die Kurve eine unregelmäßige Reihe von Plateaus aufwies. Weitere Experimente zeigten, dass dies auf die Bildung unterschiedlicher Cluster aus Ethanol und Wasser in der Lösung zurückzuführen war.
Bei niedrigen Ethanolkonzentrationen bildet das Ethanol eher pyramidenförmige Strukturen um die Wassermoleküle; wenn jedoch die Ethanolkonzentration erhöht wird, beginnt das Ethanol, sich wie in einer Kette aneinanderzureihen.
Interessanterweise stellten die Forscher auch fest, dass die von ihnen beobachteten Plateaus verschwanden oder auftauchten, wenn die Lösungen gekühlt oder erhitzt wurden, und dass einige dieser Trends Unterschiede in der Wahrnehmung des Alkoholgeschmacks erklären könnten.
So weisen beispielsweise 38- bis 42-prozentige und 52- bis 53-prozentige Ethanollösungen - wie die Ethanolkonzentrationen in Baijiu - bei Raumtemperatur unterschiedliche Clusterstrukturen auf, doch verschwindet dieser Unterschied bei höheren Temperaturen, etwa bei 40 °C. Dies könnte erklären, warum sowohl professionelle als auch Amateurverkoster diese Konzentrationen von Baijiu bei Raumtemperatur unterscheiden können, nicht aber bei hohen Temperaturen. Bei höheren Temperaturen haben beide Konzentrationen mehr kettenartige Strukturen und daher einen "ethanolähnlicheren" Geschmack.
"Obwohl der Unterschied nur 1 % beträgt, unterscheidet sich der Geschmack von Baijiu mit 51 % und 52 % merklich; der Geschmack von Baijiu mit 51 % ähnelt dem von Baijiu mit niedrigerem Alkoholgehalt, z. B. 38 %-42 %. Um also den gleichen Geschmack bei einem niedrigeren Alkoholgehalt zu erreichen, liegt die Verteilung der Baijiu-Produkte vor allem in den Kategorien 38%-42% und 52%-53%", sagt Jiang.
In ähnlicher Weise stellen professionelle Tester einen stärkeren "ethanolähnlichen" Geschmack im Bier fest, nachdem es gekühlt worden ist. Die Ergebnisse dieser Experimente zeigen, dass die kettenartigen Strukturen bei 5 °C in 5- und 11-prozentigen Ethanollösungen deutlich zunehmen.
"Bei niedriger Temperatur werden die tetraedrischen (pyramidenförmigen) Cluster zu einer geringen Konzentrationsmenge, und das ist der Grund, warum wir kaltes Bier trinken", sagt Jiang.
Die Forscher schlagen vor, dass diese Informationen von der alkoholischen Getränkeindustrie genutzt werden könnten, um einen "ethanolähnlichen" Geschmack mit der niedrigstmöglichen Ethanolkonzentration zu erzielen.
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