Para peneliti telah menemukan Holy Grail of Brewing: Formula untuk busa bir yang stabil. Tapi bukan hanya pabrik bir yang akan mendapat manfaat dari temuan ini.
Musim panas adalah waktu bir – bahkan jika konsumsi bir alkohol menurun di Swiss. Dan untuk pecinta bir, tidak ada yang lebih baik dari kepala busa yang menduduki jus gandum emas dan berkilau.
Tetapi dengan banyak bir, mimpi itu dengan cepat hancur dan busa runtuh sebelum Anda dapat mengambil tegukan pertama Anda. Namun, ada juga jenis bir, di mana kepala bertahan lama.
Para peneliti yang dipimpin oleh Jan Vermant, Profesor Bahan Soft, kini telah menemukan mengapa ini terjadi. Studi mereka baru saja diterbitkan dalam jurnal Fisika Cairan. Peneliti Belgia dan timnya melakukan tujuh tahun kerja ke dalam masalah ini. Semuanya dimulai dengan pertanyaan sederhana yang diajukan ke pembuat bir Belgia: “Bagaimana Anda mengendalikan fermentasi?” “Dengan menonton busa,” adalah jawaban yang ringkas.
Saat ini, para ilmuwan memahami mekanisme yang bekerja di balik busa bir yang sempurna. Dan mungkin peminum bir di masa depan akan dapat mengagumi kepala busa di gelas mereka sedikit lebih lama sebelum memuaskan dahaga mereka.
Bir bir memiliki busa yang paling cepat berlalu
Dalam penelitian ini, para ilmuwan material menunjukkan bahwa bir Belgia yang telah difermentasi tiga kali memiliki busa yang paling stabil, diikuti oleh bir fermentasi ganda. Kepala paling tidak stabil dalam bir bir fermentasi tunggal.
Bir tiga yang difermentasi termasuk bir Trappist, spesialisasi dari tatanan monastik eponymous. Bir dari tempat pembuatan bir Swiss besar juga di antara bir bir yang diperiksa para peneliti. “Masih ada ruang untuk perbaikan – kami dengan senang hati membantu,” kata Vermant sambil tersenyum.
Sampai saat ini, para peneliti berasumsi bahwa stabilitas busa bir terutama bergantung pada lapisan yang kaya protein pada permukaan gelembung (lihat): Protein berasal dari jelai malt dan mempengaruhi viskositas permukaan, yaitu lengket permukaan, dan tegangan permukaan.
Tegangan permukaan, bukan viskositas
Eksperimen baru, bagaimanapun, menunjukkan bahwa mekanisme yang menentukan lebih kompleks dan tergantung secara signifikan pada jenis bir.
Dalam bir bir fermentasi tunggal, viskositas permukaan adalah faktor penentu. Ini dipengaruhi oleh protein yang ada dalam bir: semakin banyak protein yang mengandung bir, semakin kental film di sekitar gelembung menjadi dan semakin stabil busa.
Situasinya berbeda dengan bir trappist multi-fermentasi, di mana viskositas permukaan sebenarnya minimal. Stabilitas dicapai melalui apa yang disebut tekanan marangoni – kekuatan yang muncul dari perbedaan tegangan permukaan.
Efek ini dapat dengan mudah diamati dengan menempatkan daun teh hancur di permukaan air. Awalnya, fragmen menyebar secara merata. Jika setetes sabun ditambahkan, daun teh tiba -tiba ditarik ke tepi, menyebabkan arus bersirkulasi di permukaan. Jika arus ini bertahan untuk waktu yang lama, mereka menstabilkan gelembung dalam busa bir.
Protein sangat menentukan untuk kualitas busa
Namun, protein LTP1 (protein transfer lipid 1) memainkan peran yang menentukan dalam menstabilkan busa bir. Para peneliti dapat mengkonfirmasi hal ini dengan menganalisis kandungan protein bir yang mereka pelajari.
Dalam bir fermentasi tunggal, seperti bir lager, yang disebut protein LPT1 hadir dalam bentuk aslinya. Mereka bertindak seperti partikel kecil, bola yang mengatur diri mereka sendiri dengan padat di permukaan gelembung. Ini sesuai dengan suspensi dua dimensi, yaitu campuran padatan cairan dan yang didistribusikan halus, yang pada gilirannya menstabilkan gelembung-gelembung ini.
Selama fermentasi kedua, protein sedikit didenaturasi oleh sel ragi, yang berarti bahwa struktur alami mereka sedikit diubah. Mereka kemudian membentuk struktur seperti jaring, sejenis membran, membuat gelembung lebih stabil.
Selama fermentasi ketiga, protein LPT1 yang sudah diubah didenaturasi sedemikian rupa sehingga fragmen-fragmen dengan penghentian air dan ujung “yang suka air” terbentuk. Fragmen -fragmen ini mengurangi ketegangan antarmuka dan permukaan dan menstabilkan gelembung hingga tingkat maksimum yang mungkin. “Fragmen protein ini berfungsi seperti surfaktan, yang menstabilkan busa dalam banyak aplikasi sehari -hari seperti deterjen,” jelas Vermant.
Kolaborasi dengan tempat pembuatan bir besar
Saat ia menekankan: “Stabilitas busa tidak bergantung pada faktor -faktor individu secara linier. Anda tidak bisa hanya mengubah 'sesuatu' dan mendapatkannya 'benar'.” Misalnya, meningkatkan viskositas dengan surfaktan tambahan sebenarnya dapat membuat busa lebih tidak stabil karena memperlambat efek marangoni terlalu kuat. “Kuncinya adalah mengerjakan satu mekanisme pada satu waktu – dan tidak pada beberapa sekaligus. Bir jelas melakukan ini dengan baik secara alami!” kata Vermant.
Dalam melakukan penelitian ini, profesor ETH berkolaborasi dengan salah satu pabrik terbesar di dunia yang bekerja pada stabilitas busa bir mereka dan ingin memahami apa yang sebenarnya menstabilkan busa bir. “Kami sekarang tahu mekanismenya dengan tepat dan dapat membantu tempat pembuatan bir meningkatkan busa bir mereka,” kata Vermant.
Bagi konsumen bir Belgia, kepala itu penting karena rasanya dan sebagai “bagian dari pengalaman,” seperti yang dihubungkan oleh peneliti material. “Tapi busa tidak begitu penting di mana -mana bir disajikan – pada dasarnya ini adalah hal budaya.”
Aplikasi dalam Teknologi dan Lingkungan
Temuan dari penelitian busa bir juga signifikan di atas dan di luar seni pembuatan bir. Pada kendaraan listrik, misalnya, pelumas dapat membungkam masalah berbahaya. Tim Vermants sekarang bekerja dengan Shell, antara lain, untuk menyelidiki bagaimana busa seperti itu dapat dihancurkan dengan cara yang ditargetkan.
Tujuan lain adalah mengembangkan surfaktan berkelanjutan yang bebas dari fluor atau silikon. “Studi kami adalah langkah penting dalam arah ini,” seperti yang digarisbawahi Vermant.
Dalam proyek UE yang sedang berlangsung, para peneliti juga mengerjakan busa sebagai pembawa untuk sistem bakteri. Dan bekerja sama dengan peneliti makanan Peter Fischer dari ETH Zurich, mereka bekerja untuk menstabilkan busa susu dengan cara protein. “Jadi ada banyak bidang di mana pengetahuan yang kami peroleh dari bir terbukti bermanfaat,” sebagaimana Vermant menyimpulkan.
Referensi
Chatzigiannakis E, Alicke A, Le Bars L, Bidoire L, Vermant J. Kehalusan tersembunyi stabilitas busa bir: Cetak biru untuk formulasi busa canggih, fisika cairan, 26 Agustus 2025, doi: 10.1063/5.0274943
