Учені розкрили секрет стійкої піни в бельгійському пиві

Дослідники зі Швейцарської вищої технічної школи Цюріха (ETH Zurich) під керівництвом професора Яна Вермана провели семирічне дослідження, щоб дати на це питання науково обґрунтовану відповідь. Результати опубліковані в журналі Physics of Fluids.

Усе почалося з простого запитання пивовару в Бельгії: "Як ви контролюєте процес бродіння?" - "За піною", - відповів він. Виявилося, що за стійкістю піни приховані складні фізико-хімічні процеси, які залежать від кількості стадій ферментації та присутніх у пиві білків.

Найбільш стійку піну демонструють бельгійські сорти з потрійною ферментацією (наприклад, траппістське пиво), за ними йдуть напої з подвійним бродінням. Найменш стійкою піна виявляється у лагерних сортів з одноразовою ферментацією. Дослідники вивчили і продукцію однієї великої швейцарської пивоварні, зазначивши, що її піна поки що далека від ідеалу.

Раніше вважалося, що стійкість піни залежить від в'язкості плівки на бульбашках - білки, що містяться в солоді, потовщують оболонку й утримують піну. Однак учені виявили, що у пива з потрійною ферментацією все інакше. Тут головну роль відіграють так звані ефекти Марангоні - поверхневі струми, що виникають через відмінності в поверхневому натягу. Ці струми стабілізують бульбашки і запобігають руйнуванню піни.

Особливу увагу вчені приділили білку LTP1 (ліпід-транспортний білок 1). У лагерів він зберігає первісну структуру і поводиться як мікроскопічні сфери, що формують щільний захисний шар на поверхні бульбашок. Під час подвійної ферментації білки злегка модифікуються, формуючи сітчасту структуру, що підсилює захист. Після третього бродіння LTP1 розпадається на фрагменти, один кінець яких притягує воду, а інший - відштовхує. Це робить піну максимально стабільною - аналогічно дії ПАРів у побутових мийних засобах.

Науковці зазначають, що пивна піна - це не просто естетика. Ті самі механізми важливі в машинобудуванні, екології та харчовій промисловості. Наприклад, в електромобілях надлишкова піна в мастилах може бути небезпечною. Команда ETH Zurich співпрацює з Shell та іншими компаніями, щоб використовувати отримані знання для управління піноутворенням. Також досліджуються біопени на основі білків для молочної промисловості та стійкі ПАРи без фтору і силікону.

Як підсумовує професор Верман, "пиво саме по собі знайшло ефективний спосіб керувати складними механізмами - нам залишається лише вчитися у нього".