Para muitas pessoas, um copo de cerveja parece incompleto sem uma grossa e cremosa camada de espuma no topo. No entanto, qualquer um que aprecia cerveja sabe que essa espuma muitas vezes desaparece rapidamente, colapsando antes do primeiro gole. Algumas variedades, no entanto, conseguem manter sua 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. Seu trabalho, publicado na revista Physics of Fluids, é o resultado de sete anos de investigação detalhada. A ideia para o estudo surgiu de uma simples pergunta 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 possui uma compreensão sólida das forças e estruturas responsáveis pela durabilidade da espuma da cerveja, oferecendo novas percepções sobre o que mantém a camada de espuma intacta.
Tripel, Dubbel e Singel: Quais Espumas Duram Mais
Na análise das ales belgas, os cientistas encontraram uma hierarquia clara. As cervejas “Tripel” produziram a espuma mais estável, seguidas pelas “Dubbel”, enquanto as “Singel” apresentaram a cabeça menos durável devido à fermentação mais leve e menor teor alcoólico.
A equipe também avaliou duas lagers de grandes cervejarias suíças. Embora essas lagers consigam uma estabilidade de espuma semelhante às ales belgas, a física por trás delas varia significativamente. Uma lager se destacou negativamente, com um desempenho aquém do esperado. Como observa Vermant, “Ainda há espaço para melhorias — estamos felizes em ajudar.”
Durante muitos anos, os cientistas acreditaram que a espuma da cerveja permanecia intacta principalmente por causa de camadas ricas em proteínas que se formavam em torno de cada bolha. Essas proteínas, que vêm do malte de cevada, podem influenciar a facilidade com que 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 é altamente dependente do estilo da cerveja.
Como Proteínas e Forças Superficiais Influenciam a Estabilidade da Espuma
Nas cervejas lager, a estabilidade da espuma é controlada pela viscoelasticidade superficial. Essa propriedade depende fortemente tanto da quantidade de proteína na cerveja quanto de como essas proteínas se desnaturam. Níveis mais altos de proteína resultam em um filme mais rígido que envolve as 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 através das tensões de Marangoni — forças criadas quando variações na tensão superficial geram movimento na superfície de um líquido.
Uma demonstração simples desse efeito pode ser feita colocando folhas de chá trituradas em água. No início, os pedaços flutuam uniformemente. Quando uma gota de sabão atinge a superfície, as folhas são repentinamente puxadas para fora e começam a surgir correntes em espiral. Quando essas correntes persistem, ajudam a estabilizar as bolhas, semelhante ao que acontece na espuma da “Tripel”.
Dentro das Cascas das Bolhas: Por Que Cervejas Diferentes 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 belgas “Singel”, essas cascas se comportam como se muitas pequenas partículas esféricas estivessem compactadas na superfície da bolha. Isso se assemelha a uma suspensão bidimensional (uma mistura de um líquido e sólidos muito finos), que ajuda a manter a espuma.
As cervejas “Dubbel” apresentam um padrão diferente. Suas proteínas criam uma membrana semelhante a uma malha que fortalece ainda mais as bolhas. As “Tripel” novamente se destacam, com a dinâmica das bolhas assemelhando-se aos surfactantes simples, as moléculas usadas comumente para estabilizar espumas em produtos cotidianos.
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 a Qualidade da Espuma
Vermant enfatiza que a estabilidade da espuma não é influenciada de maneira simples ou linear. “A estabilidade da espuma não depende de fatores individuais de forma linear. Você não pode simplesmente mudar uma coisa e acertar.” Como exemplo, adicionar mais surfactantes para aumentar a viscosidade pode, na verdade, desestabilizar a espuma porque interfere nos efeitos de Marangoni. “A chave é trabalhar em um mecanismo de cada vez — e não em vários ao mesmo tempo. A cerveja, evidentemente, faz isso bem por natureza!” ele explica.
A equipe do ETH firmou parceria com uma das maiores cervejarias do mundo para entender melhor a estabilidade da espuma e identificar o que realmente impede que a espuma da cerveja colapse. “Agora sabemos o mecanismo físico preciso e somos capazes de 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 além do mundo da cerveja. Em veículos elétricos, lubrificantes podem começar a formar espuma, o que representa sérios riscos. O grupo de Vermant agora está trabalhando com a Shell e outros parceiros para entender como romper essas espumas de forma eficiente.
Outro objetivo importante é o desenvolvimento de surfactantes ambientalmente amigáveis 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 contínuo da UE. 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.”
