53度白酒=茅臺=醬香？
這個等式，幾乎已經成為壹個品類的公眾認知。
為什麽呢？通行的解釋是：科學家們曾經做過壹個著名的實驗，53.94ml的純酒精加49.83ml的水，混合物體積不是103.77ml而是100ml，神奇地減少了3.77ml。即：53.94 49.83 = 100，而≠103.77。
有點科學常識的小夥伴知道，這個“比方”並沒有說明任何實質問題。
所以有人進壹步解釋道：蒸餾酒在53%vol，即53°左右時，水分子和酒精分子締合得最緊密，狀態最穩定，酒體最飽和，也最宜於貯藏。
這？好像也不能令人信服！
這時，中國食品發酵工業研究院出手了。李紅博士用數學模型，證實了53%vol為什麽是中國醬香型白酒締合最好的度數！
沒懂？那是妳的事，別怪博士！更別怪醬香！
以下，盡情享用！
53%vol為什麽是醬香酒締合最好的度數？
初中化學就告訴我們50mL乙醇與50mL水混合後，總體積不等於100mL，而是小於100mL。老師給出的解釋是分子之間是有間隙的，當把酒精和水混合以後，兩種分子不發生化學反應，兩種物質的分子相互穿插滲透，進入彼此的分子間隙，所以體積會減少。這個解釋通低值俗易懂，很容易被初中生記住。
酒在老百姓生活當中是很常見的，在中國，各種品牌、各種香型、各種度數的白酒更是到處可見。
大家有沒有想過廠家生產不同酒精度的白酒時，有沒有考慮過為什麽要生產這麽壹個度數的白酒呢？壹般來說，這個度數主要是根據市場和習慣定下來的，應該說沒有太多的科學上的考慮的。
當然也有些廠家，通過講故事的方式來說明其選擇的酒精度是最合理的。最有名的壹個莫過於門捷列夫發現40%vol的時候酒精與水縮合最好，所以他就提出伏特加的度數為40%vol。
在我們中國，關於最佳酒度的說法，有很多版本，其中53%vol的說法，隨著醬香熱的持續，傳播最廣。作者經研究發現，這個說法更多的也是壹種故事，並沒有什麽科學或實驗數據的支撐，因此，這個說法也遭到了很多人的質疑。為了弄清這個問題，李紅教授，最近進行嚴密的計算和深入的研究，終於把這個問題推導清楚了。下面我們就來研究這個問題。
壹、評價指標的確定
因為是研究乙醇與水的締合問題，因此可以提出壹個締合度的指標，該締合度用乙醇與水混合後的體積收縮率為評價指標，其單位為%，計算公式如下：
（1）
式中：Rc為乙醇與水的締合度，%
Ve0混合前乙醇體積，mL；
Vw0混合前水的體積，mL；
Va混合後實際的酒精水的體積，mL。
二、數據計算
根據醬香白酒的國家標準GB/T26760可知，醬香白酒的最高度數為68%vol，最低度數為32%vol。因此，在本研究當中，李紅博士計算了33%vol~68%vol的乙醇與水的締合度
表1中的計算模型為混合後的酒精水的體積在20℃時，為100mL。從表1可以看出，當酒精度在53vol%、54vol%、55vol%和56vol%時，締合度幾乎相等，且為最大值，因此，說明當酒度為53vol%、54vol%、55vol%和56vol%時，乙醇和水的締合最好。
表1乙醇和水混合成不同度數的酒精水溶液的締合度
三、模型建立
在上面的計算過程，度數間隔為1度，沒有取更小的間隔，因為要取更小的間隔，則計算量就會大大增加，增加成本。為了考察更小的間隔的時候，可以用最小二乘法求出回歸模型，再進行研究。現在的問題是到底選擇什麽樣的模型，要確定選擇什麽樣的模型，可以通過作圖（見圖1）和差分判別的方法進行輔助判斷。
從圖1可以看出，當酒度高或酒度低的時候，乙醇和水的締合度都減小，在中間的酒度即53~56%vol時，呈現較大的締合度，類似拋物線，拋物線可以用二次多項式進行建模。
因此，在本研究當中選擇二次多項進行回歸建模，回歸建模的結果為：
y = -0.00145x2+ 0.1598x - 0.8368
其中y不同度數下的乙醇和水的締合度，x為酒精度數。
通過表2的方差檢驗可知，該回歸方程在統計學上具有極高度的顯著性，回歸模型的相關系數的平方即決定系數R? = 1.36376/1.3674=0.9973，非常接近1。這些結果說明該二次回歸模型足以精確描述酒精度數與締合度的關系。
四、模型極值的求解
要探討酒精度數多少時乙醇和水的締合度最好，實際上就是要探討上述回歸方程y = -0.00145x2 + 0.1598x - 0.8368的極值問題，這樣，這個問題就轉化成了高等數學中的壹階導數和二階導數的問題。該方程的壹階導數和二階導數如式（2）和式（3）。
由式（2）和式（3）可以知道，當
，即x=0.1598/0.0029=55.1時，y取最大值，如圖2所示。也即當選酒精度數為55.1%vol時，乙醇和水的締合度最大，即乙醇和水的締合最緊密，締合最好。
圖2：乙醇與水締合度極值區間求解從表1和圖2可以看出，酒度53%vol，54%vol，55%vol和56%vol時，締合度呈現壹個緩慢變化的平臺區間，這四個度數下的締合度只在小數點後第三位略有差異，因此也可以認為醬酒在53%vol時，乙醇和水的締合也是最緊密的。
五、結論
當醬酒的酒度為53%vol，54%vol，55%vol和56%vol時，乙醇和水的締合度呈現壹個緩慢變化的平臺區間，也就是說當醬酒的酒精度精在53~56%vol時，乙醇和水混合後體積減少的幅度非常接近，實際數據表明這個四度數的締合度只在小數點後第三位略有差異，因此，從實際情況出發可以認為當醬酒的酒精度為53%vol時，乙醇和水的締合也是最緊密的。
至此，就從數據計算和模型推導的方法證明了醬香型白酒在酒精度為53%vol時，乙醇和水的締合是最緊密的，也即締合是最好的。
李紅，教授/工學博士/博士後，國家級白酒評酒委員，國家壹級品酒師，錢江特聘專家，中國食品發酵工業研究院釀酒與傳統發酵部副主任，德國慕尼黑工業大學（TUM）訪問學者，在英國Bri從事過研究工作，中央企業青年崗位能手，珠江科技新星，發表論文100多篇，SCI十幾篇，獲獎論文二十幾篇，獲國家發明專利十幾項，獲省部級科學技術進步獎十幾項。