Estudo de sete anos revela o segredo supremo na fabricação de cerveja
Para muitas pessoas, um copo de cerveja parece incompleto sem uma camada espessa e cremosa de espuma descansando no topo. No entanto, quem gosta de cerveja sabe que essa espuma muitas vezes desaparece rapidamente, colapsando antes do primeiro gole. Algumas variedades, no entanto, conseguem manter a espuma por um tempo surpreendentemente longo. Pesquisadores do ETH…
Para muitas pessoas, um copo de cerveja parece incompleto sem uma camada espessa e cremosa de espuma descansando no topo. No entanto, quem gosta de cerveja sabe que essa espuma muitas vezes desaparece rapidamente, colapsando antes do primeiro gole. Algumas variedades, no entanto, conseguem manter a espuma por um tempo surpreendentemente longo.
Pesquisadores do ETH Zurich, liderados por Jan Vermant, Professor de Materiais Macios, descobriram a explicação científica para essas diferenças. O trabalho, publicado na revista Physics of Fluids, é resultado de sete anos de investigação detalhada. A ideia para o estudo começou com uma pergunta simples feita a um cervejeiro belga: “Como você controla a fermentação?” A resposta do cervejeiro foi breve, mas reveladora: “Observando a espuma.”
A equipe de pesquisa agora tem uma compreensão sólida das forças e estruturas responsáveis pela espuma de cerveja de longa duração, oferecendo novas informações sobre o que mantém a cabeça da cerveja intacta.
Tripel, Dubbel e Singel: Quais Espumas Mantêm Melhor
Na análise das ales belgas, os cientistas encontraram uma hierarquia clara. As cervejas “Tripel” produziram a espuma mais estável, seguidas pelas cervejas “Dubbel”, enquanto as cervejas “Singel” apresentaram a cabeça menos durável devido à fermentação mais suave e ao menor teor alcoólico.
A equipe também avaliou duas lagers de grandes cervejarias suíças. Embora essas lagers possam atingir uma estabilidade de espuma semelhante às ales belgas, a física por trás delas varia significativamente. Uma lager teve um desempenho notavelmente abaixo do esperado. Como Vermant observa: “Ainda há espaço para melhorias — estamos felizes em ajudar.”
Por muitos anos, os cientistas acreditaram que a espuma da cerveja permanecia intacta principalmente devido a camadas ricas em proteínas que se formavam ao redor de cada bolha. Essas proteínas, que vêm do malte de cevada, podem influenciar como a superfície da bolha flui (sua viscosidade superficial) e sua tensão superficial.
No entanto, os novos experimentos mostram que a estabilidade da espuma é mais complexa do que se pensava anteriormente e altamente dependente do estilo da cerveja.
Como as Proteínas e as Forças Superficiais Influenciam a Estabilidade da Espuma
Nas cervejas lager, a estabilidade da espuma é controlada pela viscoelasticidade superficial. Essa propriedade depende fortemente da quantidade de proteína na cerveja e de como essas proteínas se desnaturam. Níveis mais altos de proteína resultam em um filme mais rígido ao redor das bolhas, o que ajuda a espuma a durar mais.
As cervejas “Tripel”, por outro lado, dependem muito pouco da viscoelasticidade superficial. Em vez disso, mantêm a espuma por meio de tensões de Marangoni — forças criadas quando variações na tensão superficial geram movimento na superfície de um líquido.
Uma demonstração simples desse efeito envolve colocar folhas de chá trituradas na água. A princípio, as peças flutuam uniformemente. Quando uma gota de sabão pousa na superfície, as folhas são puxadas para fora, e começam as correntes giratórias. Quando essas correntes persistem, ajudam a estabilizar as bolhas, semelhante ao que acontece na espuma das “Tripel”.
Dentro das Cascas das Bolhas: Por Que Diferentes Cervejas Comportam-se de Maneira Diferente
Os pesquisadores descobriram que a estabilidade da espuma depende da estrutura e do comportamento das cascas ricas em proteínas que cercam cada bolha. Nas cervejas “Singel” belgas, essas cascas se comportam como se muitas pequenas partículas esféricas estivessem densamente empacotadas na superfície da bolha. Isso se assemelha a uma suspensão bidimensional (uma mistura de líquido e sólidos muito finos), que ajuda a manter a espuma.
As cervejas “Dubbel” mostram um padrão diferente. Suas proteínas criam uma membrana em forma de malha que fortalece ainda mais as bolhas. As cervejas “Tripel” novamente se destacam, com a dinâmica das bolhas assemelhando-se àquelas de surfactantes simples, as moléculas comumente usadas para estabilizar espumas em produtos do dia a dia.
As razões precisas para essas diferenças ainda não foram totalmente determinadas. No entanto, uma proteína, LTP1 (proteína de transferência de lipídios 1), parece desempenhar um papel importante. Os pesquisadores do ETH confirmaram isso examinando tanto a estrutura quanto a concentração de LTP1 nas amostras belgas.
Parceria com uma Grande Cervejaria para Melhorar Qualidade da Espuma
Vermant enfatiza que a estabilidade da espuma não é influenciada de maneira direta ou linear. “A estabilidade da espuma não depende de fatores individuais de maneira linear. Você não pode simplesmente mudar uma coisa e acertar.” Como exemplo, adicionar mais surfactantes para aumentar a viscosidade pode realmente desestabilizar a espuma, pois isso interfere nos efeitos de Marangoni. “A chave é trabalhar em um mecanismo por vez — e não em vários ao mesmo tempo. A cerveja, obviamente, faz isso bem por natureza!” ele explica.
A equipe do ETH fez parceria com uma das maiores cervejarias do mundo para entender melhor a estabilidade da espuma e identificar o que realmente mantém a espuma da cerveja de colapsar. “Agora sabemos o mecanismo físico preciso e podemos ajudar a cervejaria a melhorar a espuma de suas cervejas,” diz Vermant.
Ele observa que, na Bélgica, a espuma é valorizada tanto pelo sabor quanto pela experiência geral de beber. “Mas a espuma nem sempre é importante onde quer que a cerveja seja servida — é uma questão cultural.”
Além da Cervejaria: Ciência da Espuma na Indústria e no Meio Ambiente
A pesquisa tem implicações práticas que vão muito além do mundo da cervejaria. Em veículos elétricos, os lubrificantes podem começar a espumar, o que representa riscos sérios. O grupo de Vermant está agora trabalhando com a Shell e outros parceiros para entender como desintegrar essas espumas de forma eficiente.
Outro objetivo importante é o desenvolvimento de surfactantes ecológicos que não dependam de flúor ou silício. “Nosso estudo é um passo importante nessa direção,” diz Vermant.
A equipe também está investigando espumas como transportadoras de sistemas bacterianos como parte de um projeto da UE em andamento. Em colaboração com o pesquisador de alimentos Peter Fischer, do ETH Zurich, eles estão estudando como as proteínas podem ajudar a estabilizar a espuma do leite. Como conclui Vermant, “Portanto, há muitas áreas onde o conhecimento que adquirimos com a cerveja está se mostrando útil.”
