Хотели просто выпить пива, а открыли законы гидродинамики: вот что делает пену в бокале особенно устойчивой

Пена на пиве всегда была предметом споров: одни уверены, что её отсутствие — вина бармена, другие считают, что всё зависит от сорта напитка. Учёные из Швейцарской высшей технической школы Цюриха доказали: устойчивость пены определяется сложными физико-химическими процессами, а не только мастерством при наливе.

Физика пузырьков

Любая пена состоит из воздуха и жидкости, разделённых тончайшими плёнками. Под действием силы тяжести и давления пузырьки постепенно схлопываются, а пена оседает. Но у пива этот процесс оказался особенно интересным: ключевую роль играет особый ячменный белок — Liquid Transfer Protein 1 (LTP1).

Эксперименты показали, что именно форма и структура LTP1 во многом определяют, как долго пена продержится на поверхности напитка.

Одно, два и три брожения

В пиве однократного брожения белок остаётся в глобулярной форме и распределяется на пузырьках в виде мелких частиц. Такая оболочка не удерживает пену — она исчезает почти сразу.

При втором брожении белки начинают раскручиваться и формировать сетчатую структуру. Эта сетка действует как пружинистая оболочка, делая пузырьки более прочными, а жидкость — вязкой. Пена становится заметно устойчивее.

Самое интересное происходит на третьей стадии. Белки распадаются на фрагменты с гидрофобным и гидрофильным концом. В этот момент запускается эффект Марангони: жидкость перетекает от участков с избытком белка к ослабленным, препятствуя разрыву. Именно благодаря этому механизму пена некоторых сортов тройного брожения сохраняется до 15 минут.

Научный взгляд в кружку

Исследование началось с лёгкой иронии: команда решила "разобрать пиво на атомы" в пятничный вечер. Однако вскоре стало ясно, что в кружке скрыта сложная физика, а пивная пена похожа на мыльные пузыри или моющие средства.

"Теперь мы точно знаем механизм и можем помочь пивоварням улучшить пену их пива", — сказал профессор Ян Вермант, химик-технолог ETH Zurich.

Благодаря методам визуализации учёные смогли буквально наблюдать, как белки выстраиваются на поверхности пузырьков. Это позволило понять, какие структуры делают пену устойчивой, а какие приводят к её быстрому исчезновению.

Практическая ценность

Результаты открывают новые возможности для пивоваров. Они смогут регулировать устойчивость пены — делать её более "долгоиграющей" для сортов, где это важно, или наоборот уменьшать для стилей, где избыточная пена мешает.

При этом отношение к пивной пене во многом зависит от культурных традиций. В Бельгии или Германии пышная пена считается обязательной частью напитка, тогда как в других странах к этому относятся спокойнее.

Таким образом, привычная белая шапка в бокале оказалась результатом тонкого взаимодействия белков и физики жидкостей, а её устойчивость — вовсе не дело случая.