随着复工复产的有序推进,曾经的“居家硬通货”——可乐再次回到了原有的位置。
炎热的时候,喝上一口冰可乐,那种感觉只能用两个字形容——“快乐”

 

市面上常见的三种可乐包装:玻璃瓶、易拉罐和塑料瓶

图源:new.qq.com (企鹅号:Foodaily)

从小到大的可乐品鉴经验告诉我,相比于易拉罐、塑料瓶的可乐,玻璃瓶的可乐最好喝。相信很多读者也会有和我一样的感受。

 

某搜索引擎的搜索结果,看来玻璃瓶可乐是公认的神!
可口可乐公司曾在官网上表示,“无论是瓶装还是罐装,我们可乐的配方、成分以及工艺都是完全一样的”。但从获得的快乐值上看,玻璃瓶的可乐就是好喝那么一点儿。
那这种感觉上的差异到底有没有科学依据呢?
首先,我们来了解一下不同包装的可乐是怎么出现的。

可乐包装的演变

时间回到19世纪80年代,彼时的美国正在推行严格的禁酒令。人们需要除了酒精之外的兴奋来源,便将目光投向了当时刚被发明出来、号称可以提神的可乐。因此,作为酒的替代品,早期的可乐自然采用了和酒一样的玻璃瓶包装。

 

可口可乐玻璃瓶的演变:从最早和酒瓶差不多的模样,到后来经典的弧形玻璃瓶
图源:eBay
随着可乐销量的日益攀升,玻璃瓶易碎、成本高、运输不便的问题也逐渐暴露了出来。1963年,带有易拉环的易拉罐在美国问世。相比于玻璃瓶,易拉罐更加轻薄,也不易破损,饮用更为方便。这种新包装也立即被厂家使用在了可乐上,让这份快乐传到了全世界更多的地方。

 

可口可乐易拉罐的演变
图源:insider.com
但可乐易拉罐的生产需要用到金属铝,碰上金属原材料价格上涨的行情,可乐生产商们就快乐不起来了。进入20世纪70年代,成本低廉且易于加工的塑料瓶(PET瓶)实现了工业化量产。虽然发明时间最晚,但塑料瓶一经推出便迅速占领了大部分的可乐饮料包装市场。 

 

如今市面上造型五花八门的可乐塑料瓶
图源:各大电商平台
可乐包装的演变降低了成本,提供了便利,让可乐成为了真正可以随时、随地、随意消费的快乐。但最原始的玻璃瓶仍保留了下来,凭借其深入人心的经典造型和更胜一筹的风味,让一百多年后的今天仍有许多人为之着迷。

玻璃瓶可乐的快乐根源

毋庸置疑,可乐的灵魂就是二氧化碳气泡。气泡喷涌的声音,就是快乐的音符。

 

翻涌的气泡,可乐的灵魂
图源:sohu.com
发表于《科学》杂志上的一个研究工作表明,二氧化碳气泡一方面可以刺激舌头上的酸味感受器,另一方面二氧化碳气泡破裂的时候还会产生痛觉,也就是类似辛辣与刺痛感。很多人偏偏喜爱及享受这种感觉。所以,评价可乐好不好喝的一个重要依据就是,含气足不足。
可乐生产时,二氧化碳气体会被加压充入瓶子或者罐子中。可乐里溶解的二氧化碳就像被强行压在五行山下的孙悟空,时刻想着办法从液体里跑出来。瓶子和罐子则需要有效地阻止气体泄露出去。
不同包装所采用的材料对二氧化碳分子的渗透率也有所不同
塑料瓶多采用PET材料(polyethylene terephthalate,聚对苯二甲酸乙二醇酯)。这是一种高分子材料,它的分子是一条条细长的链,大量分子链之间互相缠绕、折叠,形成一个巨大且复杂的状结构

 

PET塑料中分子链之间互相纠缠,形成网状结构
(灵魂画师写意手绘,但真实微观结构远比这更加随意多样)
图源:Wikimedia + 作者
举个例子,就像是你撸猫弄下来的一团毛球。

 

猫:什么,勿cue!
图源:163.com
PET分子链排列得很随意,这个网状结构中存在着许多微观上的小缝隙。由于单个二氧化碳分子的尺寸相当小(约为0.33纳米,1纳米等于10亿分之一米),这些闷在瓶子里的二氧化碳就可以从这些缝隙中钻出去,消散在空气中,成为“漏网之鱼”。时间一长,塑料瓶可乐里含气量就会下降,这时候我们喝起来就觉得“跑气”了。
玻璃瓶和易拉罐的材料分别为二氧化硅和金属铝。这两种材料的原子都是按照一定的规律整齐地堆积在一起,形成了紧密排列的微观结构

 

铝(左)和二氧化硅(右)的原子排列
图源:e-education.psu.edu + chem.libretexts.org
这一排排规则的原子就像一道道篱笆,纵使二氧化碳分子身形微小,也很难穿越重重阻碍逃逸出去。因此,玻璃瓶和易拉罐能在更长的储存时间内维持可乐的含气量,保持饮用时气泡在舌头上炸裂的刺激感。
此外,可乐的含气量还受到温度的影响。随着温度的升高,二氧化碳在水里的溶解度也会逐渐降低。从冰柜里取出的冰可乐,在品尝的过程中温度会逐渐升高,直至接近室温。我们就会发现可乐越喝越没气,到最后和糖水没啥差别。所以流传着一个玩笑,“一瓶可乐卖三块半,第一口就值三块钱”。

 

二氧化碳在水中的溶解度随温度的变化
从冰柜温度(4°C)升到室温(25°C),溶解度大约减少了一半
图源:engineeringtoolbox.com
不同包装的可乐保持低温的能力也有所差异
生活的经验告诉我们,炒菜时摸铁锅会烫着手,而摸锅的塑料把手则没事。这种不同材料传热能力的区别可以用导热率来进行描述。导热率越低的材料,隔热性能就越良好。
玻璃的导热率(≈1 W/mk)大约是金属铝(≈216 W/mk)的两百分之一,且玻璃瓶要比易拉罐厚很多,这就使玻璃瓶可乐从冰柜里拿出来后不会升温太快。再加上玻璃瓶装一般没有易拉罐和塑料瓶装量大,我们喝完的速度也会比较快。这样,玻璃瓶可乐在饮用期间能够维持更低的温度,从而保存了更多二氧化碳溶解其中。
温度不仅能影响可乐的含气量,还可以改变可乐的甜度。常规含糖可乐的甜味是由果葡糖浆提供的。果葡糖浆的成分为葡萄糖和果糖。果糖有一个性质,就是温度越低,它的甜度也会增加。玻璃瓶能够保持更久的低温,因此这也使瓶内的可乐尝起来更甜,自然更好喝。

 

不同糖类的甜度随温度的变化
图源:参考资料[8]
这么分析下来,玻璃瓶的可乐更好喝确实有一定的科学依据。

纸瓶装,可乐的未来?
就在去年,可口可乐与丹麦Paboco公司合作,研发出了纸瓶包装,以期代替现在普遍使用的塑料包装。还没从纸吸管喝奶茶的阴影中走出来,这就要迎接纸瓶装的可乐?我的快乐还能存在吗? 
图源:weibo.com
先不用慌,其实这款纸瓶是可口可乐为旗下另一款饮料开发的,算是纸瓶装的试验性尝试。我们的“快乐水”暂时还不会改头换面。

 

可口可乐公司最新推出的纸瓶装饮料
图源:The Coca-Cola Co.
尽管我们从可乐中获得了快乐,但在这份快乐背后,隐藏着一个日益严重的全球性问题,那就是由于塑料包装的大量使用导致的环境污染问题
还是在去年,在一项由“Break Free From Plastic”公益组织展开的调查中,可口可乐和百事可乐被评为过去四年里的头号塑料污染者。可口可乐的瓶子是45个国家的海滩上出现最多的塑料垃圾。环境中充斥的可乐塑料瓶不仅是资源的浪费,还会破坏许多生物的栖息环境,连锁引发更严重的生态危机,威胁人类的生命健康。

可口可乐和百事可乐成为过去四年里的头号塑料污染者
图源:breakfreefromplastic.org + Will Rose/Greenpeace
而这款纸瓶设计,无论是瓶身、瓶盖还是防渗内衬膜,都是由可生物降解的纸或其他环保材料制成,能实现百分百回收,有望为解决塑料污染问题提供有力帮助。
但纸瓶包装在可乐上的使用仍存在很多挑战。诸如,是否能承受罐装时的压力、在运输储存中会不会破损、能否防止二氧化碳气体逃逸、会不会像纸吸管一样喝着喝着变软、是否会在可乐中引入纸张的杂味……许许多多的问题仍然等待着人们去解决改进。期待包装技术的进步在留住我们快乐的同时,也为保护环境贡献力量!
最后提醒一下,喝完可乐剩下的玻璃瓶、易拉罐、塑料瓶,都是可回收垃圾!大家记得垃圾分类哦~

参考文献

[1] Does Coca‑Cola taste different out of a glass bottle compared to a plastic bottle or a can, https://www.coca-cola.co.uk/our-business/faqs/does-coca-cola-taste-different-from-bottle-or-can
[2] 可口可乐的前世今生,https://www.163.com/news/article/C7JS5BTH00014JB5.html
[3] 和平年代的“军火商”:饮料包装,https://mp.weixin.qq.com/s/aHLeygSOiJ4609G4amDFMg
[4] 朱丹倩, 翁飞飞. 碳酸饮料包装材料概述[J]. 现代食品, 2016(10):2
[5] Chandrashekar J, Yarmolinsky D, von Buchholtz L, et al. The taste of carbonation[J]. Science, 2009, 326(5951): 443-445
[6] 范珺. PET含气饮料瓶气体流失机理与气体渗透性能分析[J]. 上海包装, 2017(6):2
[7] The Engineering Toolbox, https://www.engineeringtoolbox.com/
[8] Hobbs L. Sweeteners from starch: production, properties and uses[M]. Starch. Academic Press, 2009: 797-832
[9] Coca-Cola to Trial Paper Bottle Prototype With Online Retailer in Hungary, https://www.coca-colacompany.com/news/coca-cola-to-trial-paper-bottle-prototype-in-hungary
[10] Coca-Cola Unveils Paper Bottle Prototype, https://www.coca-colacompany.com/news/coca-cola-unveils-paper-bottle-prototype
[11] The Coca-Cola Company and PepsiCo named top plastic polluters for the fourth year in a row, https://www.breakfreefromplastic.org/2021/10/25/the-coca-cola-company-and-pepsico-named-top-plastic-polluters-for-the-fourth-year-in-a-row/

作者:危安然,上海交通大学工程力学博士生
编辑:小叮当
鸣谢:上海市疾病预防控制中心副主任 营养学博士 汪正园;清华大学化学系博士 化学工程师 孙亚飞为本文提供科学指导。

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