把塞子放上去瓶中的小气体看到氧气和其他化学物质进出。大多数人把酒瓶里的软木塞视为一种简单的塞子，用来保持液体在瓶中、阻隔外界。最近在《科学进展》上发表的一项研究中，一组法国科学家展示了软木塞远不止于此。通过调节氧气的进出，它几乎可以作为另一种成分。"二十年前，我们的团队专注于葡萄酒的氧化和老化及其所有参数，" 托马斯·卡博维亚克说。他是法国勃艮第大学的化学家，也是该研究的主要作者。迷你瓶实验氧化是葡萄酒老化的关键驱动因素之一。缓慢、有限的氧气渗入有助于葡萄酒的成熟，柔和粗糙的单宁，带出香气的复杂性。但当过多的氧气快速进入瓶中时，会使葡萄酒变得陈旧，颜色发棕，饮用起来令人不悦。这是因为它也会与酒精和酚类物质反应，这一过程就像切开的苹果变棕一样。研究这个问题的难点在于，在标准的750毫升酒瓶中，液体的体积和玻璃的厚度使得在不引入外部空气或破坏内部环境的情况下，准确隔离、监测和测量实时氧气动力学变得困难。"真正的酒瓶是一个复杂的系统。我们想要一个更简单、更易于理解的东西，" 勃艮第大学的研究员朱莉·沙努特表示。为了绕过这个问题，团队设计了一个名为迷你瓶系统的自定义实验装置。"这个想法是看看这个系统中有哪些机制在起作用，" 沙努特说。该装置由小玻璃小瓶组成，旨在模拟商业酒瓶颈的标准圆柱形几何形状。每个小瓶都使用不同长度的缩小版软木塞密封，长度从6到42毫米不等；内部可以精确地装载气体或特定体积的模型葡萄酒。液体和气体相的总量减少人为地放大了任何氧气浓度变化。该系统充当了一个化学放大镜，使科学家能够精确测量极其微小的物理和化学机制，如通过软木塞的脱气或软木塞与葡萄酒之间的界面反应。装备了他们的迷你瓶设置，团队将一半小瓶装满葡萄酒，另一半保持空的，使用不同长度的软木塞密封，填充传感器，并让它们放置18个月进行老化。结果发现，小瓶中的氧气动力学比单纯的软木塞漏气更为复杂。四个呼吸阶段在实验过程中，研究人员发现通过软木塞的氧气转移有四个阶段，这个过程从软木塞插入瓶颈的那一刻开始。第一个阶段持续了瓶子封闭后的前15天。"这是模型葡萄酒的液相与气相之间的一个平衡，" 沙努特说。在已经在密封容器中陈年的葡萄酒与软木塞插入后被困和加压的小气体之间存在气体成分的差异。在实验中，溶解在瓶子液相中的氧气又返回到气相中。接下来的第二个阶段则有些令人惊讶。沙努特的团队观察到，在前六个月，大多数进入葡萄酒的氧气并不是来自外部环境。结果发现，氧气是来自于软木塞本身，正通过软木塞的微观结构中的空隙扩散出来。软木塞基本上是在朝瓶子中脱气。有三个因素影响整体氧气水平，这些水平随着时间的变化而变化。三个因素影响整体氧气水平，这些水平随着时间的变化而变化。此时，研究人员发现样品之间的第一次差异——长软木塞的密封小瓶获得的氧气更多，因为较大的软木塞含有比短的软木塞更多的氧气。当软木塞变成成分而不仅仅是密封物时，实验进行到四个月，软木塞开始与葡萄酒发生化学反应。在模型酒与软木塞接触的小瓶中，液体开始充当溶剂，从软木塞中提取酚类化合物。这些化合物包括没食子酸、鞣花酸和原儿茶酸，所有这些化合物都开始进入葡萄酒。一旦进入，它们作为化学捕获剂，受铁、铜等微量金属的催化，与脱气的软木塞释放的氧气反应。这一过程导致明显的变化。