假酒泛濫，英科學家發(fā)明“人造舌頭”來鑒別威士忌真?zhèn)?/h1>
假酒泛濫，全球同此涼熱。
為了鑒別真?zhèn)巍^(qū)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(fā)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(wǎng)絡）
研究人員的這種鑒別方式并不是去尋找、分析一種特定的化學物質(zhì)，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(fā)明稱為“人造舌頭”，而不是一個簡單的傳感器。該研究論文于近日發(fā)表在?Nanoscale?雜志上。
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，煉金術(shù)士偶然發(fā)現(xiàn)了制作蒸餾酒的技術(shù)，之后這種技術(shù)傳入了古愛爾蘭，他們把當?shù)氐柠溇仆ㄟ^蒸餾技術(shù)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，市場對價格昂貴并且產(chǎn)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(diào)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(jié)果發(fā)現(xiàn)，其中有 21 瓶酒要么是徹頭徹尾的贗品，要么就根本不是在標簽上聲稱的那個年份蒸餾出來的。
接近于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(diào)查結(jié)果刺激了 Rare Whisky 101 的創(chuàng)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(jù)證明其真實性，尤其當這瓶酒的標簽上寫的是單一麥芽蘇格蘭威士忌時?！?/p>
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(shù)字只是英國假酒現(xiàn)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(fā)“人造舌頭”的想法。他所在的實驗室，主要致力于制造用在生物檢測和成像上的納米金屬，發(fā)明這個如此獨特的應用的想法，也源于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(jié)構(gòu)因其化學穩(wěn)定性、等離子體共振對環(huán)境變化的敏感性以及易于化學功能化，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(fā)明了一個可重復使用的，由兩種材料的納米陣列組成的雙金屬器件。它可讓每個區(qū)域顯示出兩個不同的共振峰，其正交表面的化學性質(zhì)還可以選擇性地調(diào)整其“品嘗”的敏感性。
Alasdair Clark 團隊發(fā)明的獨特之處，在于其結(jié)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”和一個鋁制“味蕾”。每一個“味蕾”都經(jīng)過化學修飾，然后來監(jiān)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(fā)現(xiàn)這樣可以進一步縮小這個裝置的尺寸?！叭嗽焐囝^”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征輪廓（optical profiles）。
“該發(fā)明的特性使我們能夠?qū)鞲衅鞯某叽绾捅匾臄?shù)據(jù)采集時間減半，同時仍然能夠根據(jù) PCA（principal component analysis，主成分分析）提供數(shù)據(jù)集聚類，并使用 LDA（linear discriminant analysis，線性判別分析）成功地進行分類，”Clark 說?！澳壳拔覀兺ㄟ^ LDA 對威士忌鑒別的準確度為 99.7%?！?/p>
“人造舌頭”不只能品酒
Clark 和他的同事們并不是在尋找一種特定的化學物質(zhì)來分析酒的成分，這就是為什么它是“舌頭”，而不是傳感器。例如，人類的舌頭能夠區(qū)分出咖啡和蘋果汁，并不是因為我們能感覺到咖啡或蘋果汁中特定的化學物質(zhì)。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(lián)系起來。這也正是 Clark 發(fā)明的“人造舌頭”的作用。
圖 | “人造舌頭”建立了一個類似于人類味覺的風味特征統(tǒng)計 （來源：University of Glasgow）
“這種鑒別方式更類似于味覺，我們正在建立不同液體中化學混合物的特征輪廓統(tǒng)計?！盋lark 對此表示，“我們用一束光照射這些小的“味蕾”，并通過“味蕾”上的威士忌來監(jiān)測這些“味蕾”的顏色是如何變化的。然后在通過一個復雜的算法來運行它，這個算法本質(zhì)上給我們提供了一個味道的整體輪廓?！?/p>
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，那么單純依靠人來品鑒酒的真假是不那么可靠的。所以用某些冰冷客觀的、經(jīng)過計算的機器給人提供一個根據(jù)統(tǒng)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(wěn)定進行不斷重復的。”
英國的威士忌制造商似乎也同意這一觀點。Quaich 是一個威士忌專家協(xié)會，其負責人 Annabel Meikle 在接受 BBC 采訪時表示：“作為一個行業(yè)從業(yè)者，我們非常歡迎能夠幫助鑒別假酒的工具。同時，我并不認為釀酒師們會被此嚇到，我真的非常感謝 Clark 的這項發(fā)明?！?/p>
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(jù)歐盟知識產(chǎn)權(quán)局在 2018 年發(fā)布的一項研究，由于假冒葡萄酒和烈酒，英國經(jīng)濟每年損失近 2.2 億英鎊（約合 19 億人民幣）。
根據(jù)市場調(diào)研機構(gòu) Vandagraf 在 2016 年初發(fā)布的報告，目前全球市場范圍內(nèi)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(guī)范相對完善的西歐、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(jīng)濟損失，高價喝劣酒；重則危害健康。喝了假酒之后，會產(chǎn)生頭暈、惡心或嘔吐等癥狀，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(xiàn)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，在制作工藝上，它們同樣都是谷物發(fā)酵后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”的風味特征統(tǒng)計數(shù)據(jù)上會有些許差異。
但是，這項用大數(shù)據(jù)統(tǒng)計并輔以特殊算法的方式來對酒（或其他液體）的真?zhèn)芜M行判斷的發(fā)明，值得中國白酒業(yè)參考借鑒。當然，其關鍵在于能夠找到可以體現(xiàn)不同飲品光學等特性的納米金屬材料。
實際上，“人造舌頭”的意義并不止于鑒酒，它可以用來“品嘗”幾乎所有的液體。Clark 認為這項發(fā)明還可以用在食品工業(yè)生產(chǎn)線的質(zhì)量監(jiān)控上，例如，食品或飲料制造商可以依靠“人造舌頭”來確保生產(chǎn)的食物或飲品具有統(tǒng)一的風味。
此外，Clark 還希望這項研究未來能被用于水資源的環(huán)境監(jiān)測上，不過為此將需要對不同的金屬和不同的化學物質(zhì)進行更深入的研究，但背后的基本技術(shù)仍然是一樣的。目前，他的實驗室團隊已經(jīng)為此著手進行各種各樣的測試了。
來源：MIT科技評論
本文系作者 @TIMEDOO 原創(chuàng)發(fā)布在 肽度TIMEDOO。未經(jīng)許可，禁止轉(zhuǎn)載。
假酒泛濫，全球同此涼熱。
為了鑒別真?zhèn)巍^(qū)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(fā)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(wǎng)絡）
研究人員的這種鑒別方式并不是去尋找、分析一種特定的化學物質(zhì)，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(fā)明稱為“人造舌頭”，而不是一個簡單的傳感器。該研究論文于近日發(fā)表在?Nanoscale?雜志上。
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，煉金術(shù)士偶然發(fā)現(xiàn)了制作蒸餾酒的技術(shù)，之后這種技術(shù)傳入了古愛爾蘭，他們把當?shù)氐柠溇仆ㄟ^蒸餾技術(shù)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，市場對價格昂貴并且產(chǎn)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(diào)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(jié)果發(fā)現(xiàn)，其中有 21 瓶酒要么是徹頭徹尾的贗品，要么就根本不是在標簽上聲稱的那個年份蒸餾出來的。
接近于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(diào)查結(jié)果刺激了 Rare Whisky 101 的創(chuàng)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(jù)證明其真實性，尤其當這瓶酒的標簽上寫的是單一麥芽蘇格蘭威士忌時?！?/p>
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(shù)字只是英國假酒現(xiàn)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(fā)“人造舌頭”的想法。他所在的實驗室，主要致力于制造用在生物檢測和成像上的納米金屬，發(fā)明這個如此獨特的應用的想法，也源于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(jié)構(gòu)因其化學穩(wěn)定性、等離子體共振對環(huán)境變化的敏感性以及易于化學功能化，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(fā)明了一個可重復使用的，由兩種材料的納米陣列組成的雙金屬器件。它可讓每個區(qū)域顯示出兩個不同的共振峰，其正交表面的化學性質(zhì)還可以選擇性地調(diào)整其“品嘗”的敏感性。
Alasdair Clark 團隊發(fā)明的獨特之處，在于其結(jié)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”和一個鋁制“味蕾”。每一個“味蕾”都經(jīng)過化學修飾，然后來監(jiān)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(fā)現(xiàn)這樣可以進一步縮小這個裝置的尺寸?！叭嗽焐囝^”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征輪廓（optical profiles）。
“該發(fā)明的特性使我們能夠?qū)鞲衅鞯某叽绾捅匾臄?shù)據(jù)采集時間減半，同時仍然能夠根據(jù) PCA（principal component analysis，主成分分析）提供數(shù)據(jù)集聚類，并使用 LDA（linear discriminant analysis，線性判別分析）成功地進行分類，”Clark 說?！澳壳拔覀兺ㄟ^ LDA 對威士忌鑒別的準確度為 99.7%?！?/p>
“人造舌頭”不只能品酒
Clark 和他的同事們并不是在尋找一種特定的化學物質(zhì)來分析酒的成分，這就是為什么它是“舌頭”，而不是傳感器。例如，人類的舌頭能夠區(qū)分出咖啡和蘋果汁，并不是因為我們能感覺到咖啡或蘋果汁中特定的化學物質(zhì)。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(lián)系起來。這也正是 Clark 發(fā)明的“人造舌頭”的作用。
圖 | “人造舌頭”建立了一個類似于人類味覺的風味特征統(tǒng)計 （來源：University of Glasgow）
“這種鑒別方式更類似于味覺，我們正在建立不同液體中化學混合物的特征輪廓統(tǒng)計?！盋lark 對此表示，“我們用一束光照射這些小的“味蕾”，并通過“味蕾”上的威士忌來監(jiān)測這些“味蕾”的顏色是如何變化的。然后在通過一個復雜的算法來運行它，這個算法本質(zhì)上給我們提供了一個味道的整體輪廓?！?/p>
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，那么單純依靠人來品鑒酒的真假是不那么可靠的。所以用某些冰冷客觀的、經(jīng)過計算的機器給人提供一個根據(jù)統(tǒng)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(wěn)定進行不斷重復的。”
英國的威士忌制造商似乎也同意這一觀點。Quaich 是一個威士忌專家協(xié)會，其負責人 Annabel Meikle 在接受 BBC 采訪時表示：“作為一個行業(yè)從業(yè)者，我們非常歡迎能夠幫助鑒別假酒的工具。同時，我并不認為釀酒師們會被此嚇到，我真的非常感謝 Clark 的這項發(fā)明?！?/p>
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(jù)歐盟知識產(chǎn)權(quán)局在 2018 年發(fā)布的一項研究，由于假冒葡萄酒和烈酒，英國經(jīng)濟每年損失近 2.2 億英鎊（約合 19 億人民幣）。
根據(jù)市場調(diào)研機構(gòu) Vandagraf 在 2016 年初發(fā)布的報告，目前全球市場范圍內(nèi)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(guī)范相對完善的西歐、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(jīng)濟損失，高價喝劣酒；重則危害健康。喝了假酒之后，會產(chǎn)生頭暈、惡心或嘔吐等癥狀，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(xiàn)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，在制作工藝上，它們同樣都是谷物發(fā)酵后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”的風味特征統(tǒng)計數(shù)據(jù)上會有些許差異。
但是，這項用大數(shù)據(jù)統(tǒng)計并輔以特殊算法的方式來對酒（或其他液體）的真?zhèn)芜M行判斷的發(fā)明，值得中國白酒業(yè)參考借鑒。當然，其關鍵在于能夠找到可以體現(xiàn)不同飲品光學等特性的納米金屬材料。
實際上，“人造舌頭”的意義并不止于鑒酒，它可以用來“品嘗”幾乎所有的液體。Clark 認為這項發(fā)明還可以用在食品工業(yè)生產(chǎn)線的質(zhì)量監(jiān)控上，例如，食品或飲料制造商可以依靠“人造舌頭”來確保生產(chǎn)的食物或飲品具有統(tǒng)一的風味。
此外，Clark 還希望這項研究未來能被用于水資源的環(huán)境監(jiān)測上，不過為此將需要對不同的金屬和不同的化學物質(zhì)進行更深入的研究，但背后的基本技術(shù)仍然是一樣的。目前，他的實驗室團隊已經(jīng)為此著手進行各種各樣的測試了。
來源：MIT科技評論
本文系作者 @TIMEDOO 原創(chuàng)發(fā)布在 肽度TIMEDOO。未經(jīng)許可，禁止轉(zhuǎn)載。
