當前位置:
首頁 > 新聞 > 假酒泛濫,英科學家發明「人造舌頭」來鑒別威士忌真偽

假酒泛濫,英科學家發明「人造舌頭」來鑒別威士忌真偽

假酒泛濫,全球同此涼熱。

為了鑒別真偽、區分不同品牌的威士忌,蘇格蘭格拉斯哥大學(University of Glasgow)的科學家們發明出一種「人造舌頭,這將為打擊國際市場上的假冒威士忌提供一個極其有力的工具,同時也為中國白酒及其他飲品的鑒別提供了良好的借鑒辦法。

圖 | 蘇格蘭威士忌酒窖(來源:網路)

研究人員的這種鑒別方式並不是去尋找、分析一種特定的化學物質,而是參考人類舌頭對不同飲品味道的辨別來設計的。所以他們更喜歡將這個發明稱為「人造舌頭」,而不是一個簡單的感測器。該研究論文於近日發表在Nanoscale雜誌上。

假酒橫行,催生「人造舌頭」研究

威士忌是英國的著名烈酒品種,其中以有 1000 多年歷史的蘇格蘭威士最負盛名。

在中世紀,鍊金術士偶然發現了製作蒸餾酒的技術,之後這種技術傳入了古愛爾蘭,他們把當地的麥酒通過蒸餾技術做成了「usquebaugh」(生命之水),這就是威士忌的前身和名字的由來。

隨著人們生活水平的不斷提高,市場對價格昂貴並且產量稀少的單麥芽威士忌的需求激增。因此,隨之而來的就是市場上的假酒問題也日益嚴重。

2018年的一項調查從拍賣行、私人收藏家和零售商的手中隨機挑選了 55 瓶威士忌,對它們進行放射性碳年代測定。結果發現,其中有 21 瓶酒要麼是徹頭徹尾的贗品,要麼就根本不是在標籤上聲稱的那個年份蒸餾出來的。

接近於四成的假酒比例讓人吃驚,這其中更有 10 瓶之前還被認為是 1900 年甚至更早期釀造的純麥芽威士忌。該調查結果刺激了 Rare Whisky 101 的創始人 David Robertson,他公開表示:「我們每個人對待任意一瓶傳說中 1900 年以前釀造的威士忌時,首先都應該假設它是瓶假酒,直到有切實證據證明其真實性,尤其當這瓶酒的標籤上寫的是單一麥芽蘇格蘭威士忌時。」

實際上,不僅高端威士忌,英國市場中的普通威士忌也有不少假酒。在 2016 年底的一樁假酒案中,英國警方繳獲了 100 萬瓶假冒威士忌,但英國酒商表示,這個數字只是英國假酒現象的冰山一角而已。

假酒橫行,讓格拉斯哥大學的 Alasdair Clark 萌生了研發「人造舌頭」的想法。他所在的實驗室,主要致力於製造用在生物檢測和成像上的納米金屬,發明這個如此獨特的應用的想法,也源於他對蘇格蘭威士忌的喜愛。

圖 | Alasdair Clark 與他的「人造舌頭」的材料模型展示 (來源:University of Glasgow)

納米金屬結構因其化學穩定性、等離子體共振對環境變化的敏感性以及易於化學功能化,而成為「(光學)人造舌頭」的理想候選材料。格大的研究團隊正是利用該原理,發明了一個可重複使用的,由兩種材料的納米陣列組成的雙金屬器件。它可讓每個區域顯示出兩個不同的共振峰,其正交表面的化學性質還可以選擇性地調整其「品嘗」的敏感性。

Alasdair Clark 團隊發明的獨特之處,在於其結合了兩種不同的金屬:黃金和鋁。通常情況下,「人造舌頭」有一個金制「味蕾」和一個鋁製「味蕾」。每一個「味蕾」都經過化學修飾,然後來監測納米金屬與光的相互作用如何隨著與液體的接觸而改變。

Clark 和他的同事們決定將這兩個「味蕾」放在一起,排列成棋盤狀,因為他們發現這樣可以進一步縮小這個裝置的尺寸。「人造舌頭」上的兩個味蕾,讓他們對實驗中使用的三種不同威士忌(Glenfiddich、Glen Marnoch和Laphroaig)在一次測量的情況下,可以得到兩種獨特的光學特徵輪廓(optical profiles)。

「該發明的特性使我們能夠將感測器的尺寸和必要的數據採集時間減半,同時仍然能夠根據 PCA(principal component analysis,主成分分析)提供數據集聚類,並使用 LDA(linear discriminant analysis,線性判別分析)成功地進行分類,」Clark 說。「目前我們通過 LDA 對威士忌鑒別的準確度為99.7%。」

「人造舌頭」不只能品酒

Clark 和他的同事們並不是在尋找一種特定的化學物質來分析酒的成分,這就是為什麼它是「舌頭」,而不是感測器。例如,人類的舌頭能夠區分出咖啡和蘋果汁,並不是因為我們能感覺到咖啡或蘋果汁中特定的化學物質。而是因為隨著時間的推移,我們逐漸學會了將每種咖啡或者果汁的特定味道與它們本身在我們大腦中的印象聯繫起來。這也正是 Clark 發明的「人造舌頭」的作用。

圖 | 「人造舌頭」建立了一個類似於人類味覺的風味特徵統計 (來源:University of Glasgow)

「這種鑒別方式更類似於味覺,我們正在建立不同液體中化學混合物的特徵輪廓統計。」Clark 對此表示,「我們用一束光照射這些小的「味蕾」,並通過「味蕾」上的威士忌來監測這些「味蕾」的顏色是如何變化的。然後在通過一個複雜的演算法來運行它,這個演算法本質上給我們提供了一個味道的整體輪廓。

Clark 說:「人類本身是極易被操縱的。除此之外,味道也會受到人的心情影響。既然它會受到不同氛圍的影響,那麼單純依靠人來品鑒酒的真假是不那麼可靠的。所以用某些冰冷客觀的、經過計算的機器給人提供一個根據統計來進行的判斷,是更為準確和可靠的。同時,這種鑒別方式也是可穩定進行不斷重複的。」

英國的威士忌製造商似乎也同意這一觀點。Quaich 是一個威士忌專家協會,其負責人 Annabel Meikle 在接受 BBC 採訪時表示:「作為一個行業從業者,我們非常歡迎能夠幫助鑒別假酒的工具。同時,我並不認為釀酒師們會被此嚇到,我真的非常感謝 Clark 的這項發明。」

圖 | Alasdair Clark 的實驗室一角 (來源:University of Glasgow)

實際上,假酒早已是一個世界性難題。根據歐盟知識產權局在 2018 年發布的一項研究,由於假冒葡萄酒和烈酒,英國經濟每年損失近 2.2 億英鎊(約合 19 億人民幣)。

根據市場調研機構 Vandagraf 在 2016 年初發布的報告,目前全球市場範圍內有高達 30% 的酒類飲料是假酒。在中國等新興市場,這個比例或許還要更高;即使在法律規範相對完善的西歐、北美市場,也仍然存在 10%~15% 的假酒。

在中國,閑暇時與朋友相聚,酒幾乎與理想、自由、性格和回憶等話題時刻相伴。但若錯飲假酒,輕則經濟損失,高價喝劣酒;重則危害健康。喝了假酒之後,會產生頭暈、噁心或嘔吐等癥狀,若是攝入過多,還會對身體造成諸如視力減退、失明,各器官衰竭等不可逆的損傷。因為假酒中毒而死的新聞,也屢見不鮮。

因此,如何鑒別假酒,是一個全球酒友們所共同關注的話題。

雖然從 Clark 的研究論文和現有的新聞報道中,鑒別贗品威士忌可能是最被關注的,但這種方式,對中國白酒應該同樣有效。因為威士忌和中國的白酒有許多相似點:一方面,它們都具有非常濃烈的酒精味;另一方面,在製作工藝上,它們同樣都是穀物發酵後蒸餾出來的高度蒸餾酒。當然,中國白酒的主要原料是小麥、高粱等,而威士忌的主要原料是大麥,這樣在做「人造舌頭」的風味特徵統計數據上會有些許差異。

但是,這項用大數據統計並輔以特殊演算法的方式來對酒(或其他液體)的真偽進行判斷的發明,值得中國白酒業參考借鑒。當然,其關鍵在於能夠找到可以體現不同飲品光學等特性的納米金屬材料。

實際上,「人造舌頭」的意義並不止於鑒酒,它可以用來「品嘗」幾乎所有的液體。Clark 認為這項發明還可以用在食品工業生產線的質量監控上,例如,食品或飲料製造商可以依靠「人造舌頭」來確保生產的食物或飲品具有統一的風味。

此外,Clark 還希望這項研究未來能被用於水資源的環境監測上,不過為此將需要對不同的金屬和不同的化學物質進行更深入的研究,但背後的基本技術仍然是一樣的。目前,他的實驗室團隊已經為此著手進行各種各樣的測試了。

-End-

參考:

Whisky tasting using a bimetallic nanoplasmonic tongue, Gerard Macias, Justin R. Sperling, etc., Nanoscale, July 03, 2019

https://arstechnica.com/science/2019/08/is-that-rare-whiskey-bottle-the-real-deal-this-artificial-tongue-can-make-the-call

坐標:北京·國貿

請隨簡歷附上3篇往期作品(實習生除外)

?

喜歡這篇文章嗎?立刻分享出去讓更多人知道吧!

本站內容充實豐富,博大精深,小編精選每日熱門資訊,隨時更新,點擊「搶先收到最新資訊」瀏覽吧!


請您繼續閱讀更多來自 DeepTech深科技 的精彩文章:

印度成功發射登月探測器,欲衝擊航天大國行列
華為「黑科技」終於揭開面紗,除了Cyberverse,還有更多重磅消息

TAG:DeepTech深科技 |