Llevo unos años realizando catas científicas de cerveza. Casi siempre me centro en la bioquímica (que para algo estudié 5 años esa carrera y tengo un doctorado) pero hoy vamos a hablar sobre la física que podemos encontrar en una cerveza.
Cuando tiras una caña (y me refiero a servirla, no a lanzarla ni a ligar) se produce una característica y deseable espuma en la parte superior del vaso. La espuma de la cerveza (giste, cabeza o corona) es una sustancia de aspecto globular y de un color que va desde el blanco al amarillento o café (en función del color inicial de la cerveza que lo produce). Esa capa de espuma está compuesta por miles de pequeñas burbujas compuestas principalmente por dióxido de carbono (CO2). Este gas, junto con el alcohol, son solo algunos (aunque los más deseables) de los productos de desecho del proceso de fermentación alcohólica que se produce cuando las levaduras se alimenta de azúcares procedentes del cereal malteado… en ausencia de oxígeno. Si existe oxígeno, olvídate de tu querido alcohol (aunque sí tendrás dióxido de carbono). Este proceso de producir CO2 en la cerveza se llama carbonatación.
Hay tres formas o fases en las que encontramos a este gas en la cerveza. En forma de burbuja dentro del líquido, en forma de espuma húmeda en la superficie del líquido o en forma de espuma seca en la parte superior. En Realidad la primera forma llega al lugar de la segunda y se transforma en la tercera. En esta espuma podemos apreciar su densidad (si hay mucha burbujas pequeñas o pocas burbujas grandes), cremosidad (la sensación en boca en cuanto a textura), la adherencia al vidrio (o “cling”) y la estabilidad (el tiempo que permanece esta espuma en superficie).
Comencemos por las burbujas de la cerveza.
Las burbujas son pequeños paquetitos de dióxido de carbono que se escapan del líquido empujando hacia arriba por la fuerza descrita por Arquímedes. Estas burbujas empiezan siendo muy pequeñas (gas CO2 disuelto en el líquido), pero van creciendo a medida que se acercan a la superficie. Y no solamente crecen sino que además conforme crecen y se acercan a la superficie, también se aceleran (es decir, cambian su velocidad con el paso del tiempo). ¿Cómo podemos saber que el ascenso es acelerado? pues midiendo.
Seguir un origen de burbuja simple en una cerveza no es sencillo, pero en el cava es más fácil. Si nos fijamos en la línea de burbujas que se generan en un solo punto en la imagen adjunta, vemos que las burbujas están cada vez más separadas conforme se alejan del origen. Como suponemos que el tiempo de nucleación hasta un tamaño límite es el mismo para todas las burbujas, el hecho de verlas cada vez más separadas conforme se alejan, nos indica una cierta aceleración. Si lo medimos en una gráfica de desplazamiento o posición/tiempo veremos que además la función que describe es cuadrática (es decir, que la posición varía con el tiempo al cuadrado).
Si nos fijamos en detalle, las burbujas se suelen original muy cerca del vidrio del vaso. Esto ocurre porque microburbujas de CO2 se van a agrupando en zonas de “nucleación” donde este gas se acumula. Estas zonas de nucleación son imperfecciones del vidrio, pero también puede ser suciedad. Y aquí tenemos una aplicación para saber si el vaso está limpio o sucio.
Si las burbujas en su ascenso se quedan pegadas a las paredes del vaso, podríamos estar antes un vaso sucio (o muy viejo y rayado… que también puede ser). En esas imperfecciones se acumulan burbujas de mayor tamaño y al salir a superficie se rompen antes (en lugar de quedar acumuladas en la espuma), con lo que la espuma también desaparece con mayor rapidez (algo que no es deseable).
Vaso sucio
Vaso limpio
En las imágenes de arriba tenemos dos cervezas. La primera servida en un vaso intencionadamente sucio (con grasa de mis dedos y un poco de sal). La segunda en un vaso muy limpito. Se puede observar que en el primero se acumulan las burbujas en la pared, pero no solo eso, en cuestión de 10-15 segundos la espuma había desaparecido.
La cerveza por cierto no la vais a encontrar fácilmente. Es un regalo de edición limitada de la colección NOMADA, que me dieron en la fábrica de San Miguel / Mahou en Burgos, durante la cata científica de cervezas que hicimos en el Congreso de Comunicación Social de la Ciencia.
Espuma
Cuando las burbujas llegan arriba del vaso, pueden permanecer allí acumuladas en forma de espuma o bien explotar y desaparecer. El tiempo que ésta espuma permanece es la estabilidad y es una de las cuestiones más importantes en la industria cervecera porque hay quien ve en esta estabilidad un criterio de calidad.
Hay componentes que facilitan la estabilidad de la espuma como pueden ser algunas sustancias hidrófobas, polipéptidos o incluso proteínas presentes en el cereal. En General las espumas de cervezas de trigo son más estables que las de cebada. Los ácidos alpha del lúpulo también favorecen la estabilidad de la espuma. La interacción con el vidrio también es importante. Por otro lado hemos hablado de la limpieza de un vaso. Si quedan restos de jabones (tensioactivos) esto va a afectar la estabilidad de la corona.
Entre los agentes desestabilizantes de la espuma están los lípidos. Es por eso que cuando se consumen comidas muy grasa o se tienen los labios pintados, en dos tragos la cerveza pierde su espuma.
Tan importante es la presencia de lípidos que en la selección de levaduras se escogen aquellas con actividad lipoxigenasa alta (es decir, que degradan los lípidos).
Uno de los aditivos más usados en las fábricas de cerveza (industriales claro… los que hacen cervezas buenas no lo necesitan) es el E-405, que se usa como estabilizante de espumas para que estas permanezcan más tiempo en la cerveza. Es el alginato de propilenglicol y no es tóxico ni nocivo. De hecho, si se usa cereal de calidad en cantidades suficientes este propilenglicol está presente de forma natural, ergo, quien tiene que usarlo… hace trampa con la calidad del cereal.
Antiguamente era peor y se usaba el sulfato de cobalto con este mismo propósito (también llamado Vitriolo rojo o caparrosa roja). Aunque es un compuesto que se ha usado para tratar algunas anemias que no responden a tratamiento, es una sustancia tóxica y posible cancerígeno. Es un agente mutágeno en bacterias.
Una formas inocua de mejorar la estabilidad de la espuma es la adición de nitrógeno (N2). El nitrógeno genera una burbuja mucho más pequeña que da a la espuma un aspecto cremoso. La primera en usar esta técnica fue la cervecera irlandesa Guinness y es la razón por la que cuando compras una lata de Guinness tenga una bolita blanca en su interior. Ahí se mete el nitrógeno que es liberado al abrir la lata e igualar presiones y produce la característica espuma dentro de la propia lata.
Hablando de Guinness
Por cierto, ¿Sabías que al mirar las burbujas de Guinness van hacia abajo en lugar de hacia arriba? Bueno, esto no es cierto del todo. La física es la física y las burbujas acaban arriba igualmente.
En realidad las burbujas van hacia arriba, pero por el centro del vaso. En los laterales van hacia abajo de forma que forman una circulación. Para comprobarlo se ha tenido que recurrir a una cámara capaz de hacer 4.500 fotogramas/segundo y con un zoom 10x.
Las burbujas van hacia arriba en el centro del vaso pero al llegar arriba y encontrarse con una densa espuma, fluyen hacia los lados y bajan por el cristal creando una corriente descendente que arrastra las burbujas atrapadas en las paredes. Como esta corriente descendente se ve a través del cristal (y las de dentro no por la opacidad de la cerveza), pareciera que las burbujas solo bajan. Con el tiempo las burbujas se estabilizan arriba de la cerveza y este fenómeno desaparece. De ahí que la tradición diga que hay que esperar para beber la cerveza (unos 119 segundos y 53 centésimas).
¿Esto pasa solamente con la Guinness? No, pero al ser esta tan oscura y tener burbujas taaaan pequeñas, en esta cerveza es apreciable el efecto y en otras no.
Hay otros muchos procesos físicos que explicar en la cerveza, pero eso será otro día. Por ahora yo me voy a disfrutar de mi Lum Scotch Wee Heavy de edición limitada.
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