Учёные раскрыли тайну пивной пены: всё дело в эффекте Марангони

Пивная пена, которую одни обожают, а другие стараются "сдуть", оказалась предметом серьёзных научных исследований. Физики из Швейцарии и Нидерландов посвятили пять лет изучению того, почему пена в разных сортах пива держится по-разному. Итог их работы опубликован в журнале Physics of Fluids и объясняет, что секрет устойчивости кроется не только в белках, но и в особых физических эффектах.

Почему пена не оседает

Долгое время считалось, что стабильность пивной пены определяется структурой богатых белком слоёв. Они влияют на поверхностное натяжение и вязкость, а значит — на прочность пузырьков. Однако команда под руководством Эммануила Чатцигианнакиса (ETH Zürich и Технологический университет Эйндховена) доказала: механизм сложнее и зависит от сорта пива.

В светлых сортах пену действительно удерживает поверхностная вязкость, а вот в бельгийских элях ключевую роль играют напряжения Марангони - особые рециркулирующие потоки внутри тонкой жидкой плёнки, разделяющей пузырьки. Эти микродвижения как бы "подтягивают" стенки пузырьков и мешают им лопаться.

Как проводили эксперименты

Учёные разливали по кружкам пиво одинарного, двойного и тройного брожения. Перед этим его дегазировали, чтобы исключить влияние искусственных добавок. Пена формировалась исключительно за счёт естественного бульканья во время разлива.

Наблюдения велись через микроскоп с фотокамерой: исследователи буквально видели, что происходит, когда два пузырька соприкасаются. Именно прочность тончайших жидких плёнок, разделяющих пузырьки, и определяет, останется ли пена пышной или быстро "сядет".

Роль белков

Отдельное внимание уделили белку переноса липидов (Lipid Transfer Protein 1 — LTP1). Его концентрация связана с прочностью пузырьков: чем больше белка, тем устойчивее пена. Особенно хорошо это проявляется в напитках, прошедших несколько стадий брожения: чем больше этапов, тем дольше держится "шапка" пены.

Зачем это всё нужно

Исследование не ограничивается пивом как напитком. Понимание поведения пузырьков и тонких плёнок важно для многих отраслей: от производства моющих средств до фармацевтики и пищевой промышленности. Но для любителей хмельного оно объясняет простую истину: пышная пивная пена — это не каприз бармена, а результат сложных физических и биохимических процессов.