Champagne: Miljontals bubblor i ett glas
I en typisk trekvartslitersbutelj champagne finns ungefär nio gram instängd koldioxid, en restprodukt av jäsning. Det mesta upplöst i vätska, i form av kolsyra. Mängden motsvarar runt fem liter gas, eller 100 miljoner normalstora bubblor.
Mellan koldioxiden i vätskan och den gasformiga koldioxiden i den lilla luftpelaren i flaskhalsen råder tryckjämvikt. Utanför flaskan är trycket ungefär en bar, men inuti är trycket runt fem bar - nog för att sprätta iväg en kork i hastigheten 50-60 km/h.
När korken poppar ut försvinner övertrycket och därmed tryckjämvikten. Den upplösta koldioxiden som tidigare var i jämvikt befinner sig nu i ett metastabilt tillstånd och behöver ta sig ur vätskan. Runt en femtedel av kolsyran omvandlas till bubblor och smiter ur glaset på så sätt, resten går bort direkt genom diffusion*. Varmare champagne har sämre löslighet för koldioxid, så ju högre temperaturen är desto snabbare bubblar det i glaset man hällt upp.
Förutom att den kvillrar lite roligt på tungan, bidrar kolsyran med att blanda om ordentligt i glaset när bubblorna rör sig uppåt. När bubblorna spricker vid ytan sliter de med sig pyttedroppar av vätska upp i luften ovanför glaset, och skyndar på frisläppandet av aromämnen i luften ovanför glaset. Ett glas bubbligt vin kan därför förväntas ha en starkare arom än vad motsvarande obubbliga vin skulle ha.
Även om det kan se så ut uppstår inte champagnebubblor ur tomma intet - så koldioxidmättad är inte champagnen. Bubbelbildningen kräver att det finns små luftfickor, och sådana bildas till exempel vid repor, fibrer och småpartiklar på glasväggen. "Små" betyder i det här fallet större än en kvarts mikrometer i diameter - och de flesta luftfickor som fyller det kravet finns i något så oglamoröst som damm och handduksludd (det vill säga, ihåliga cellulosafibrer) som sitter på glasets väggar. När man ser en fritt svävande liten bubbelkolumn som börjar mitt ute i glaset betyder det att en partikel eller fiber har frigjort sig från glasväggen och gett sig ut i vätskan.
När bubblorna bildas är de väldigt små. Men medan de stiger genom vätskan drar de med sig fler koldioxidmolekyler, och växer - och accelererar. Den slutliga storleken beror alltså delvis på glasets höjd. Andra viktiga faktorer är gravitationen och trycket i omgivningen och mängden koldixoid i champagnen.
Har man kinkiga gäster som tror mer på tumregeln "små bubblor betyder finare champagne"** än sitt eget smaksinne kan det således vara läge att byta från ett högt, smalt glas till ett lågt, brett coupeglas - det påverkar bubbelstorleken vid ytan ungefär lika mycket (med 50%) som att byta serveringsplats från vardagsrummet till Månen eller toppen av Mount Everest. Fast i motsatt riktning. Eller så kan man helt enkelt låta en del av koldioxiden bubbla bort innan man serverar...
Rekommenderad champagneläsning för er med tillgång till forskningsartiklar:
Kinetics of CO2 Fluxes Outgassing from Champagne Glasses in Tasting Conditions: The Role of Temperature (Liger-Belair et al, 2009, J. Agric. Food Chem.)
Recent advances in the science of champagne bubbles (Liger-Belair et al, 2008, Chem. Soc. Rev.)
The Physics and Chemistry behind the Bubbling Properties of Champagne and Sparkling Wines: A State-of-the-Art Review (Liger-Belair, 2005, J. Agric. Food Chem.)
Och för er övriga:
Uncorked: The Science of Champagne Liger-Belair (bok, 2004 - ur tryck, men går att hitta begagnad). Inledningen går att läsa här.
*Totalt höftar vi alltså till 20 miljoner bubblor per flaska, eller någonstans 2-4 miljoner bubblor per glas.
**Äldre, mer vällagrad champagne förlorar en del av sin koldioxid med tiden, och har alltså mindre bubblor när den öppnas jämfört med en yngre men annars identisk champagne. Sannolikt kommer tumregeln från någon som märkt att den godare (finare, mer vällagrade, äldre) champagnen hade mindre bubblor...
Comments
Det är fascinerande hur mycket mumbojumbo som går runt i vinvärlden. Som just det där med bubbelkvaliteten.
Molekylär oenologi skulle det nog behövas lite mer av.
Bubbelkvaliteten är dock inte bara mumbojumbo, Lisa. Och skall man vara petig så är oenologi (önologi?) inget annat än vinmakning och en faktiskt mycket vetenskaplig disciplin. Skitsnacket kommer först senare i leden.
Jämför ett mousserande vin framställt med traditionell metod med ett som framställts i tank eller med tillsatt kolsyra. Inte bara kommer bubblorna i det "billigare" bubblet försvinna kvickare, utan även med större bubblor. En flaska champagne håller i regel 6 bar, medan en flaska cremant, alltså franskt mousserande av hög kvalitet brukar hålla 3-4 bar. Andra populära mousserande ännu mindre. Mängden löst Co2 är proportionell mot trycket.Sedan har champagnen lagrats i flaskan i minst 15 månader, oftast mycket mer (>3 år för årgångsbetecknad champagne, 7+ år för riktigt bra prestigechampagne). Tiden skulle kunna påverka hur väl koldioxiden är löst i vätskan.
Mängden bunden koldioxid är alltså högre i en flaska champagne. Champagnen kommer att "släppa" små härliga bubblor mindre aggressivt, under längre tid, då koefficienten är densamma oavsett tryck.
Dock så ligger det nog en hel del i det sista påståendet. Fin champagne som fått utvecklas i några år blir mjukare och mjukare för att till sist förlora alla sina bubblor.
Fast riktigt bra champagne gör sig ju faktiskt bäst lite avslagen, betydligt varmare än brukligt och glöm flöjtglas, plocka fram de stora vinkuporna istället. De samlar upp aromerna bättre och ger en större upplevelse. Fast det kräver ju att du faktiskt hällt upp någonting vars aromer du vill förstärka...
Arvid, du har helt rätt i att mycket av struntpratet uppkommer i senare led. När jag gick vinutbildning var det fruktansvärt mycket faktafel i de naturvetenskapliga bitarna.
Tills för bara något tiotal år sedan var många av vinmakarna förhållandevis ointresserade av vad som hände med flaskan efter att de sålt den vidare. Väldigt lite instruktioner och konstruktiva beskrivningar på etiketten. Eller någon annanstans. med den nya generationen sommelierer känns det som om glappet håller på att överbryggas.
Själv tillhör jag de sorgliga fall som inte gillar champagne.
Det tekniska får Malin ta!
Nu menade jag ju främst att den som *bara* tittar på bubblorna för att avgöra om det är bra champagne är ute och cyklar; det är antagligen bra mycket mer effektivt att smaka på den (och även om det är möjligt att bra champagne generellt sett har mindre bubblor, till exempel efter längre lagring, är det såklart ett uppenbart tankefel att vända på resonemanget och tro att bubblornas storlek i sig påverkar kvaliteten på champagnen - det kan lika gärna vara lätt avslagen champagne i glaset med de mindre bubblorna).
"Tiden skulle kunna påverka hur väl koldioxiden är löst i vätskan."
Nej, om även det billigaste bubblet legat i flaska 15 månader som kan man med säkerhet säga att tiden inte avgör. Lösning av koldioxid i vätskan går på sekunder snarare än veckor eller månader.
"Champagnen kommer att “släppa” små härliga bubblor mindre aggressivt, under längre tid, då koefficienten är densamma oavsett tryck."
Nu är jag inte riktigt säker på vilken koefficient du menar - kan du förtydliga? Ju högre koldioxidhalten är, desto snabbare skapas bubblorna vid varje enskild bubbelnukleationspunkt, och desto större blir bubblorna. (Viskositet och temperatur påverkar också bubbelfrekvensen, vilket kan vara bra att tänka på om man vill jämföra)
Malin, jag skrev tydligen aldrig klart den där meningen ordentligt. Liger-Belair hävdade ju att koefficienten för bubblornas tillväxt är densamma för champagne och annat mousserande vin, men hans slutsats var endast att detta uppenbarligen inte räckte till för att förklara storleken på bubblorna då det faktiskt är så att bra champagne har mer integrerad mousse (mindre, inte så aggresiva bubblor).
Det där med tid och lösning i vin grundar jag inte på något speciellt. Men det är intressant att jämföra med svaveldioxid, en tillsats i stort sett alla viner (och även viner utan tillsatt svavel, "naturliga", innehåller sulfiter som en biprodukt av fermentering) innehåller. Vissa viner mer än andra, exempelvis halvtorra och söta viner då risken är större för mikroorganismproblem om vinet är fullt med socker. I dessa viner kan man ofta känna en obehaglig svaveldoft när de är unga, vilken försvinner med ålder (eller kraftig luftning). Man rekommendearr alltså att låta flaskorna ligga i något år för att det skall dämpa sig. Man talar om bundet kontra fritt svaveldioxid. Men SO2 är väl mer reaktivt än CO2 och det kanske inte alls handlar om en lösning utan snarare kemiska bindningar.
"Liger-Belair hävdade ju att koefficienten för bubblornas tillväxt är densamma för champagne och annat mousserande vin, men hans slutsats var endast att detta uppenbarligen inte räckte till för att förklara storleken på bubblorna då det faktiskt är så att bra champagne har mer integrerad mousse (mindre, inte så aggresiva bubblor)."
Arvid: i vilket av pappren? Ekvations- eller sidnummer? Jag har dem bara i pappersform här hemma, vilket inte är ett snabbsökt format precis...
Jag är lite förvånad över att så många (men inte alla) som sysslar med vin är så ointresserade av naturvetenskap. Exempelvis att många reagerar negativt på kolsyra i kombination med het mat eller hur supersmakare upplever vin.
Jag menar det är ju märkligt att det finns så förhållandevis lite forskning på vad som händer i vin när det luftas, om olika metoder för förvaring verkligen funkar etc.
Däremot ett närmast fanatiskt intresse för geografi, jordmåner, sydsluttningar och rankans ålder.
Något har det ändrats senaste åren, kanske på grund av den molelylära gastronomins fokus på naturvetenskap.
Arvid: Lägg för övrigt märke till att champagnen på min ovan inte serveras ur flöjt ;-)
Malin, jag var säker på att jag hade länkat redan:
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jf034693p
Tyvärr kan man nog säga att det är på tillbakagång igen Lisa. Som en del i den ekologiska trenden (och kanske speciellt inom den framgångsrika biodynamiska kulten) så fnyser man åt vetenskapen.
Fast vi är ju en del som inte nöjer oss med mystiska förklaringar.
Tack för länken! Aha, ett annat papper än de tre (senare och mer översiktliga) jag har läst. Ska se om jag kan plocka ner det imorrn på jobbet, så återkommer jag.
Vill minnas att personalen vid ett av de större champagnehusen i Epernay vid frågan om bubblors storlek och beteende sa att även champagnens sötma spelade in. Om jag minns rätt så var bubblorna mindre ju torrare champagnen var.
Minnet är inte bra och skall passa på att ställa frågan igen vid nästa besök.
Arvid: nu har jag läst pappret. Och jag misstänker att det är den här biten av texten du syftar på:
"the diffusion coefficient of CO2 molecules is exactly the same in the champagne wine and in the sparkling wine. Consequently, we are logically tempted to conclude that the significant differences in the bubble size between these two “bubbly” cannot be explained from differences
in their respective diffusion coefficient of CO2 molecules"
Men han säger också (lite tidigare i pappret) att "no scientific evidence correlates the quality of a bubbly with the fineness of its bubbles".
Om man tittar på den ekvation han ställer upp för bubblornas tillväxthastighet
k = 0.63*(kB*theta/P0)*D^(2/3)*(2*alpha*rho*g/9*eta)^(1/3)*delta_c
och plockar bort det som knappast lär skilja i ett samtidigt test mellan en fin champagne och annat bubbelvin (boltzmanns konstant kB, temperaturen theta, atmosfärstrycket P0, diffusionskonstanten D enligt ovan, numeriska faktorn alpha och gravitationskonstanten g) får vi kvar
k = C*(rho/eta)^(1/3)*delta_c
där C är konstant och densiteten rho, dynamiska viskositeten eta och "koldioxidöverskottet" delta_c är det enda som kan tänkas göra skillnad. Fysikaliskt rimliga förklaringar till mindre (= mer långsamt växande, för alla bubblorna "föds" ju små) bubblor i fin champagne skulle då vara
*lägre densitet på fin champagne
*högre dynamisk viskositet på fin champagne
*mindre koldioxid i fin champagne
Jag är tror inte att att något av detta är generellt sant. För skillnad mellan fin champagne och billigare bubbelviner med lägre tryck (=lägre halt av koldioxid) skulle dessutom skillnaderna i densitet och dynamisk viskositet behöva vara stora nog att väga upp det faktum att champagnen har mer koldioxid - och det borde vara minst lika märkbart och omtalat som en skillnad i bubbelstorlek.
Daddy-T: högre sötma borde påverka viskositet och densitet, rimligtvis i motsatta riktningar. Jag har inte spontant någon koll på vilken som borde överväga.
Och sedan borde det rimligtvis vara andra kemiska skillnader mellan sötare och torrare bubbel - som åtminstone *skulle* kunna påverka viskositeten (jag tänker på större molekyler och molekylkomplex).
kontentan: det låter rimligt. Men jag har ingen koll på hur stor effekten borde vara, rent fysikaliskt.
Är det någon mer än jag som får rysningar av välbehag av uttryck som dynamisk viskositet?
jag har varit på provningar där vinkännare tittar på bubelstorleken och använder den som ett kriterium för bedömning. Innan de ens doftat på den.och även när de inte använt standardglas.
"högre sötma borde påverka viskositet och densitet, rimligtvis i motsatta riktningar"
Bah. Jag kan ju inte uttrycka mig begripligt! Nytt försök: högre sötma borde påverka borde viskositet och densitet - så att båda blir högre - men eftersom de har motsatt verkan på bubbeltillväxthastigheten har jag svårt att säga direkt vilken av effekterna som överväger, och därmed svårt att säga om högre sötma generellt gör bubblorna större eller mindre.
Jag är helt med dig Lisa, konstiga och intressanta ord är alltid härliga. Tycker också det är oändligt coolt att folk diskuterar sådan här hög matematik, för mig iaf, om bubblor i champagne.
Malin, det borde väl inte vara så svårt att se. Nu kommer jag inte åt artikeln (frågan är kanske varför jag kunde det hemma), men om jag inte minns fel så påverkade densiteten tillväxtkoefficienten för bubblornas radie negativt.
Men det kan ju å andra sidan vara tvärt om också. :)
Arvid: se ekvationen för tillväxthastigheten i min kommentar @12/3 20.56 (rho är densiteten). Visst gör densiteten det, påverkar tillväxthastigheten negativt alltså.
Jag ifrågasätter inte att *om* all fin champagne har lägre densitet så kan det vara en förklaring. Jag har däremot inte sett några data på att fin champagne systematiskt har lägre densitet än annan champagne (eller högre dynamisk viskositet, eller mindre koldioxid). Det är därför jag inte köper förklaringen rakt av ;-)
(Jag mailar dig artikeln. Roligare att diskutera om vi båda har den tillgänglig)
Det var helt enkelt för länge sedan man sysslade med att tolka vetenskapliga resultat. Men spännande att det görs ordentliga studier på ämnen som det här.
Det här var en intressant diskussion som jag tyvärr inte riktigt fullt ut kan hänga med i eftersom jag inte har tillgång till artiklarna. Jag har själv funderat en del på den här frågan framför många glas mousserande vin av olika kvalitet och kan konstatera att sambandet mellan bubbelstorlek och kvalitet existerar, om än inte på något sätt som en absolut sanning. Jag är själv ingen vän av förenklade lösningar och brukar aldrig ens kommentera ben, tårar och bubblor i mina provningsanteckningar. Likväl vill jag nog påstå att jag ofta upplevt att enklare viner i större utsträckning (men inte alltid) har stora bubblor, och riktigt fina viner små.
Vad skulle då detta kunna bero på? Skulle det inte kunna vara så att de angivna ekvationerna gäller för modellsubstanser och inte för de ganska komplicerade system som naturprodukter brukar utgöra? Ta en så enkel sak som närvaron av fasta partiklar. Det skulle ju kunna vara så att viner som legat mycket länge sur lie har sedimenterat bättre och därför innehåller färre groddpunkter och således inte förlorar koldioxid lika fort.
Man skulle också kunna tänka sig att proteinrester och sockerarter från autolysen kunde påverka den kolloidala stabiliteten. Jag har för mig att det har forskats en hel del på just detta bland de stora firmorna i Champagne, men det rör sig förstås om opublicerat utvecklingsarbete. Om dessa ämnen kunde fördröja bubblornas tillväxt skulle ju det kunna vara en förklaring, men det får vi förstås inte veta så länge huvuddelen av all forskning sker hos de kommersiella aktörerna.
Densitet och viskositet tror jag däremot inte på, för där torde skillnaderna mellan viner av liknande alkohol- och restsockerhalt vara mycket små, precis som Malin skriver.
Ulf: sediment (eller deras frånvaro) var en intressant poäng - det har jag faktiskt inte tänkt på. Liger-Belair hävdar visserligen att de mesta groddpunkterna i glasen är rester av intorkade vattenföroreningar (t ex kalk) och cellulosafibrer (dvs damm, från luften) - men det är troligen bara baserat på de glas han testat själv, och jag gissar att få storskaliga tester har gjorts - inte heller vet jag om han testade tomma eller fyllda glas...
Man kan tänka också tänka sig att han oftare testat billig/medeldyr än riktigt dyr champagne - åtminstone så länge han beskriver förhållandevis basala saker som bubbeltillväxt, han verkar ju ganska mycket ha fått börja från scratch med tanke på hur lite publicerat det finns.
(Jag mailar de två artiklar jag har liggande här hemma, i förhoppningen att du läser och kommer tillbaka och skriver fler kloka saker :) )
Ulf, trevligt att se dig här! Jag har länge frågat mig när du skall börja göra upp med alla myter om viner i något forum (internet, spalt i någon tidning, tv?). Det hade varit spännande läsning.
Liger-Belair drar liknande slutsatser:
There may
be a significant effect of dissolved salts, carbohydrates, mineral
ions, etc., that could affect the colligative properties of the test
matrix and thus the mobility of CO2 molecules. The recent
improvements in molecular dynamic simulation studies could
help us in better understanding that kind of behavior unpredict-
able with the Stokes-Einstein approximation. Simulations are
to be conducted along these lines.
Antalet groddpunkter borde ju vara tämligen ointressant egentligen (och skillnaden marginell), för när en bubbla väl bildats så gäller ju ändå beräkningarna för radiens tillväxt. Men det är möjligt att längre proteinkedjor och dylikt kan hindra tillväxten på ett sätt som inte kan förutspås i den modellen. För visst finns det en skillnad, även om den inte stämmer hundraprocentigt.
Takk for interessant artikkel og diskusjon. Dette fikk meg til å tenker på en av mine svenske inspirasjonskilder innen mat og drikke: Hans-Uno Bengtsson. Jeg har hatt stor glede av å lese bl.a. "Kring Flaskor og fysik" som han skrev sammen med Mischa Billing. Selvsagt er Liger-Belair sine artikler mer oppdatert enn boka deres fra 2000, men Bengtsson/Billing sitt kapittel om champagne (bl.a. champagnekorkskyting og "Moln i champagne- og ölflaskor") er utrolig sjarmerende.
Pages