帝都在上個星期終于供暖了，在一波又一波的降溫中，小編科研之余朝思暮想的就是：吃!火!鍋!

北風(fēng)起，宜吃火鍋

窗外刮著寒風(fēng)，窗內(nèi)霧氣裊裊升起，飄滿牛油的冒泡的鍋底，邊緣微卷的羊肉，更別提鮮嫩的毛肚、脆爽的黃喉。吃完之后大汗淋漓，再來點啤酒收尾，這才是冬天正確的打開方式。

來源：giphy.com

火鍋和啤酒，大家可能覺得只是餐桌上一個再正常不過的組合?？蓪嶋H上，它們的關(guān)系復(fù)雜多了，你可能不知道的是，我們能隨時隨地吃上火鍋，離不開啤酒廠的努力。

冷鏈

我們現(xiàn)在之所以能夠突破地域的限制，享受到牛肉、羊肉、毛肚、黃喉這些美味，離不開現(xiàn)在發(fā)達(dá)的運輸。冷鏈運輸背后是現(xiàn)代制冷技術(shù)，而制冷技術(shù)廣泛的應(yīng)用，啤酒廠是其中的幕后推手。在這之前，我們需要先了解一下啤酒是怎么生產(chǎn)出來的。

啤酒是怎樣煉成的？

Beer manufacturing

說到啤酒，大家腦海中浮現(xiàn)的就是綠色的玻璃瓶，里面裝著600mL棕色的、口感微苦的液體。這恐怕是大多數(shù)人對啤酒的第一印象。

來源：pixabay.com

啤酒既然有個“酒”字，那自然就離不開酵母菌的發(fā)酵。釀造啤酒的過程簡單地來說，首先是要讓大麥發(fā)芽，大麥芽中含有豐富的淀粉酶，可以將淀粉水解成單糖(酵母菌可是無法直接利用淀粉的)，這一步叫做淀粉糖化，得到的含糖液體叫做“麥芽汁” [1]。接下來就是將麥芽汁過濾、并加入啤酒花煮沸，冷卻后加入酵母發(fā)酵，過濾后得到的就是啤酒。

啤酒釀造流程簡圖 | 來源：Wikipedia

要說釀造啤酒中哪一步最重要，那當(dāng)然是發(fā)酵了。而根據(jù)發(fā)酵方法的不同，啤酒大致可以分成三類 [2]。

艾爾(Ale)：Ale指的是一種啤酒發(fā)酵術(shù)，艾爾酵母在頂層發(fā)酵，發(fā)酵時間短，發(fā)酵溫度比較高，艾爾啤酒的典型發(fā)酵溫度在20~22℃ [3]。

拉格(Lager)：Lager來自于德語的Lagern(貯藏)，所以拉格啤酒也叫做窖藏啤酒。拉格本身也是一種啤酒發(fā)酵術(shù)，拉格酵母在底層發(fā)酵，發(fā)酵時間長，發(fā)酵溫度低，大約在7~13℃[3]?，F(xiàn)在世界上絕大多數(shù)啤酒都是拉格啤酒，因為它發(fā)酵溫度低，發(fā)酵速度慢，更容易控制品質(zhì)，適合大規(guī)模量產(chǎn)。

艾爾啤酒和拉格啤酒發(fā)酵的差異 | 圖片來源：justbeerapp.com

自然發(fā)酵啤酒(Wild)：使用空氣中野生酵母來自然發(fā)酵，天然的野生酵母能將麥芽汁的糖分完全消耗，使得這種啤酒口感比較酸，喝起來比較“酸爽”。

說了這么多，制冷技術(shù)和啤酒之間究竟有什么關(guān)系?其中的玄機就在“發(fā)酵”這一步中。大家都知道，發(fā)酵會產(chǎn)生大量熱量，而艾爾和拉格發(fā)酵時都要嚴(yán)格控制溫度，尤其是拉格，它要求發(fā)酵的溫度比較低。

在沒有現(xiàn)代制冷技術(shù)之前，生產(chǎn)拉格需要挖出酒窖進(jìn)行貯藏(這也是Lager的由來)，冬天的時候用附近湖泊和河流的冰塊填充酒窖，這樣到了夏天才能維持一個較低的溫度。為了避免夏天炎熱的影響，釀酒商還會在酒窖上方種植板栗，因為板栗的樹冠大，可以提供足夠的陰涼，而它的根系淺，不至于破壞酒窖 [4]。就算采取了這么多措施，以前德國還是有很多地方都禁止夏天釀造啤酒(竟然有這種事?!)。

來源：pixabay.com

所以在現(xiàn)代制冷技術(shù)出現(xiàn)之前，拉格啤酒由于發(fā)酵溫度的原因，受制于季節(jié)，沒法全年享用，產(chǎn)量也不高。所以，在18、19世紀(jì)的時候，夏天喝冰鎮(zhèn)啤酒的場景就別想了，不僅空調(diào)和冰箱沒有，就連啤酒也沒有，只剩下酷暑。

制冷技術(shù)的歷史

Refrigeration technology

制冷技術(shù)發(fā)展的歷史，其實是人類追求食物保鮮的一段歷史。為了保存來之不易的食物，人們發(fā)明了腌制的方法，讓食物脫水，這樣就有了火腿、臘肉、煙熏肉等等美味(讓餐桌上的菜豐盛了不少)。

說到制冷，人們最先想到的是冰。冰要冬天才有，人們想到的辦法是用冰窖把冬天的冰保存下來夏天用。冰窖一般都建在地下深處，土壤是良好的隔熱材料，冬天的時候選個水質(zhì)好的湖泊或者河流，鑿冰搬運到冰窖里，窖口用草、木屑等封口隔熱。這種方法保存的冰會有損耗，一但打開窖口后，就要把冰全部用完，不然冰窖里的冰保存不了太久。

伊朗的古冰窖 | 來源：Wikipedia

古代除了用冰窖保存冰來制冷，還有利用液體蒸發(fā)吸熱來制冷的。比如在北非，就會使用一種叫做Zeer的陶罐來制冷。

Zeer陶罐工作原理 | 來源：Wikipedia

陶罐的內(nèi)膽和外殼之間填充濕沙子，然后在罐子上面蓋上濕毛巾，當(dāng)沙子中的水分蒸發(fā)時，會帶走熱量，這樣就可以使陶罐里的食物保持比較低的溫度，最低可以降到40℉(4.4℃)[5]。從它的原理就可以知道，這種“冰箱”要在干旱的地方使用，比如北非，因為那里空氣干燥，露點低，水分蒸發(fā)快，這樣才能使陶罐內(nèi)的溫度降低。

前面說到德國生產(chǎn)啤酒需要用到冰塊冷卻，可是工業(yè)革命之后，污水的隨意排放使得干凈的天然水源越來越難找到，用不干凈的冰降低酒窖的溫度可能會引起健康問題 [6]。用冰來給酒窖制冷的路子走不通了，釀酒商迫切地希望能有機械制冰技術(shù)，有需求就會有市場，需求催生了機械制冷。

機械制冷

Mechanical refrigeration

現(xiàn)代制冷技術(shù)依靠的也是液體蒸發(fā)吸熱的原理，從冰箱的發(fā)明過程就可以看出來。

乙醚

蘇格蘭教授威廉·庫倫(William Cullen)在1720年率先研究真空中液體的蒸發(fā)。他隨后于1748年在格拉斯哥大學(xué)展示一種人工制冷的辦法——讓在真空中沸騰 [6]。庫倫在1755年設(shè)計一臺小型制冷機，他用泵在乙醚容器上產(chǎn)生部分真空，然后使其煮沸，吸收周圍空氣中的熱量。這個實驗產(chǎn)生了少量的冰，但是沒法實際應(yīng)用。

乙醚的沸點為34.6℃，非常容易蒸發(fā)，飲水鳥里面封裝的就是乙醚，頭部被濕海綿套住的玻璃泡因為水分的蒸發(fā)，溫度降低導(dǎo)致頭玻璃泡氣壓低，從而將乙醚吸到了頭部，頭重腳輕

1805年，美國發(fā)明家奧利弗·埃文斯(Oliver Evans)提到了一個封閉的蒸氣壓縮制冷循環(huán)，通過醚在真空下的蒸發(fā)產(chǎn)生冰。1834年，雅各布·珀金斯(Jacob Perkins)建造了世界上第一個可以運行的蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)，但是商業(yè)上不成功。第一個實用的蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)是由移民到澳大利亞的英國記者James Harrison建造的，他1856年的專利是使用乙醚、酒精或氨氣的蒸氣壓縮系統(tǒng) [7]。

蒸汽壓縮制冷 | 來源：Wikipedia

1870年S。 Liebmann的Sons Brewing公司在紐約布魯克林最先用上了機械制冷，到了1891年，幾乎所有的啤酒廠都用上了機械制冷 [6]。機械制冷使得啤酒廠一年四季都可以不間斷生產(chǎn)啤酒，而適合于大規(guī)模生產(chǎn)的拉格啤酒也大量普及，這也就是為什么現(xiàn)在絕大多數(shù)的啤酒都是拉格。多虧了現(xiàn)代制冷技術(shù)，拉格啤酒大規(guī)模生產(chǎn)，飛入尋常百姓家，讓我們這些普羅大眾只需花上幾元錢就能喝上600mL一支的大綠棒子。

隨后，現(xiàn)代制冷技術(shù)也被肉食加工廠和乳制品加工廠所采用，用于肉類和乳制品的保鮮，讓乳畜業(yè)不發(fā)達(dá)的地區(qū)也能享受到肉的滋味。就這樣，同樣得益于現(xiàn)代制冷技術(shù)的生鮮竟和啤酒神奇地在餐桌上會面，成為火鍋上的奇妙組合，當(dāng)你以后和好朋友吃著火鍋的時候，不妨給他們講個火鍋和啤酒之間的故事。