23 認識葡萄酒結晶 在葡萄酒瓶的底部或軟木塞上，你可能見過被釀酒師 稱為「葡萄酒結晶」或「葡萄酒鑽石」的透明小晶體（圖 一）。儘管它們像玻璃碎片的外貌也許會嚇怕消費者，但 這些結晶完全無害。它們是由酒石酸（tartaric acid）形 成的鹽，而酒石酸是天然存在於葡萄中的酸。事實上，這 些晶體曾經幫助解開現代科學其中一個最影響深遠的概 念：手性。 從葡萄到鑽石：結晶過程 讓我們看看這些晶體如何形成。葡 萄含有多種有機酸，但酒石酸是葡萄和 Stoneleigh Chardonnay crystals by polarizing microscopy 50X. Note the lack of smooth curves in these crystals. 圖一 軟木塞上的葡萄酒結晶 圖片來源：Francesco Santini [1] 葡萄酒中最具標誌性的酸 [2]。在釀酒過程中，根據葡 萄酒的pH值，酒石酸可以失去一個氫離子（H+），形成 酒石酸氫鹽（bitartrate或hydrogen tartrate）。與 此同時，葡萄酒也含有來自葡萄的鉀離子（K+）。當鉀離 子與酒石酸氫鹽相遇時，會結合成一種稱為酒石酸氫鉀 （potassium hydrogen tartrate）的鹽。 由於酒石酸氫鉀在水中的溶解度相對較低，在特定條 件下它會結成晶體 [3, 4]。首先，其溶解度會隨溫度降低 而下降，因此在冷藏室、冰箱或寒冷氣候中冷卻葡萄酒會 促進結晶。此外，在酒精發酵過程中，隨著乙醇含量增加， 酒石酸氫鉀在乙醇水溶液的溶解度會下降，導致酒石酸 氫鉀在釀酒過程中沉澱出來。 為了減少消費者對食物安全的擔憂，酒莊採用不同方 法防止葡萄酒在裝瓶後結晶 [3]。常見技術包括「冷穩定 處理」（cold stabilization），即是刻意將葡萄酒冷卻， 使酒石酸氫鉀在儲存罐內結晶，然後在裝瓶前將其過濾 掉。其他方法包括去除有助酒石酸氫鉀沉澱的化合物，以 及加入添加劑來抑制或減慢結晶過程。 Louis Pasteur與酒石酸手性的發現 儘管我們現在對酒石酸及其鹽類已有深入了解，但在 19 世紀，酒石酸曾給科學家帶來過饒有趣味的難題。要 理解早期的實驗，就要先認識偏振光。在包括陽光在內 的非偏振光中，電場沿著與光前進方向垂直的許多隨機 方向振動。然而，隨著光前進，平面偏振光中的電場只會 向一個固定方向（在單一平面上）振動。 在19 世紀初，科學家已經發現，當平面偏振光穿過 天然酒石酸或其鹽類的溶液時，偏振平面會順時針旋轉
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