Pourquoi la mousse dure-t-elle si longtemps sur les bières belges ?
Des chercheurs de l'ETH Zurich trouvent le Saint Graal de l'art brassicole : la recette pour une mousse de bière stable
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L'été est la saison de la bière - même si la consommation de bières alcoolisées est en baisse en Suisse. Et rien ne vaut pour l'amateur de bière une couronne de mousse posée sur le jus d'orge doré et pétillant.
Mais pour de nombreuses bières, ce rêve s'écroule rapidement et la mousse s'effondre avant que l'on puisse prendre la première gorgée. Il existe toutefois des bières dont la couronne de mousse tient longtemps.
Des chercheurs de l'ETH Zurich autour de Jan Vermant, professeur de matériaux souples, ont découvert pourquoi il en est ainsi. Le Belge et ses collaborateurs ont travaillé sept ans sur ce projet. Tout a commencé par une simple question posée à un brasseur belge : "Comment contrôlez-vous la fermentation ?" - "En observant la mousse", lui répondit-il.
Aujourd'hui, les scientifiques de l'ETH:ont compris les mécanismes qui se cachent derrière la mousse parfaite de la bière. Et peut-être qu'à l'avenir, les buveurs de bière pourront admirer un peu plus longtemps la couronne de mousse dans leur verre avant de se désaltérer.
Les bières de garde ont la mousse la plus éphémère
Dans cette étude, les matérialistes démontrent que la mousse est la plus périssable : Les bières belges qui ont subi une triple fermentation ont la mousse la plus stable, suivies de près par les bières à double fermentation. La mousse est en revanche la moins stable dans les lagers à simple fermentation.
Parmi les bières à triple fermentation, on trouve par exemple les bières trappistes, une spécialité de l'ordre monastique du même nom. Parmi les bières de garde étudiées par les chercheurs de l'ETH, on trouve également une bière d'une grande brasserie suisse. "Il y a encore des choses à améliorer - nous vous aidons volontiers", dit Vermant en souriant.
Jusqu'à présent, les chercheurs supposaient que la stabilité de la mousse de la bière dépendait surtout des couches riches en protéines à la surface des bulles (cf. ETH News) : Les protéines proviennent du malt d'orge et influencent la viscosité de la surface, c'est-à-dire son caractère collant, ainsi que la tension superficielle.
Des tensions de surface au lieu de la viscosité
Mais les nouvelles expériences montrent que le mécanisme décisif est plus complexe et dépend fortement du type de bière.
Pour les bières de garde à fermentation simple, c'est la viscosité de surface qui est déterminante. Elle est influencée par les protéines présentes dans la bière : plus il y a de protéines dans la bière, plus le film autour des bulles est visqueux et plus la mousse est stable.
Il en va autrement pour les bières trappistes à fermentation multiple : Ici, la viscosité de surface est minimale. La stabilité est due à ce que l'on appelle les tensions de Marangoni. Il s'agit de forces générées par des différences de tension superficielle.
On peut observer cet effet en déposant des feuilles de thé écrasées sur une surface d'eau. Les morceaux se répartissent d'abord uniformément. Si l'on ajoute une goutte de savon, les feuilles de thé sont brusquement attirées vers le bord. Il se produit alors des courants qui circulent à la surface. Si ces courants persistent longtemps, ils stabilisent les bulles de la mousse de bière.
Une protéine décide de la qualité de la mousse
La protéine LTP1 (Lipid transfer protein 1) joue toutefois un rôle décisif dans la stabilisation de la mousse de bière. C'est ce qu'ont pu confirmer les chercheurs de l'ETH en analysant le stock de protéines des bières étudiées.
Dans les bières à fermentation simple, comme les bières de garde, les protéines dites LPT1 sont présentes sous leur forme originale. Elles agissent comme de petites particules sphériques, densément tassées à la surface des bulles. Cela correspond à une suspension bidimensionnelle, c'est-à-dire à un mélange de substances composé d'un liquide et de corps solides finement répartis, qui stabilise à son tour ces bulles.
Lors de la deuxième fermentation, les protéines sont quelque peu dénaturées par les cellules de levure, c'est-à-dire que leur structure naturelle est légèrement modifiée. Elles forment alors une structure réticulée, une sorte de membrane, qui rend les bulles encore plus stables.
Lors de la troisième fermentation, les protéines LPT1 déjà modifiées sont tellement dénaturées qu'il existe des fragments avec une extrémité qui repousse l'eau et une autre qui "aime l'eau". Ces fragments réduisent les tensions limites et de surface et stabilisent les bulles au maximum. "Ces morceaux de protéines fonctionnent comme des agents de surface qui stabilisent les mousses dans de nombreuses applications quotidiennes comme les détergents", explique Vermant.
Collaboration avec une grande brasserie
Il souligne : "La stabilité de la mousse ne dépend pas de manière linéaire de facteurs individuels. On ne peut pas simplement changer 'quelque chose' et le régler 'correctement'". Si la viscosité est augmentée par des tensioactifs supplémentaires, cela peut même rendre la mousse plus instable, car on ralentit ainsi trop fortement les effets Marangoni. "Ce qui est décisif, c'est de travailler de manière ciblée sur un mécanisme - et non sur plusieurs à la fois. La bière le fait manifestement bien par nature !", déclare Vermant.
Dans le cadre de cette étude, le professeur de l'ETH a collaboré avec l'une des plus grandes brasseries du monde. Celle-ci travaille sur la stabilité de la mousse de ses bières. Ils veulent donc comprendre ce qui stabilise réellement la mousse de la bière. "Nous connaissons désormais le mécanisme exact et pouvons aider la brasserie à améliorer la mousse de ses bières", déclare Vermant.
Pour les consommateurs de bière belges, la mousse est importante, en raison de son goût et parce qu'elle "fait partie de l'expérience", comme le dit le chercheur en matériaux. "Mais la mousse n'est pas aussi importante partout où l'on boit de la bière. C'est quelque chose de culturel".
Des applications également possibles dans la technique et l'environnement
Les connaissances acquises dans le cadre de la recherche sur la mousse de bière ont également une importance en dehors de l'art brassicole. Dans les véhicules électriques, par exemple, les lubrifiants peuvent mousser - un problème dangereux. En collaboration avec l'entreprise Shell, l'équipe de Vermant étudie actuellement comment détruire ces mousses de manière ciblée.
Un autre objectif est le développement de tensioactifs durables qui renoncent au fluor ou au silicium. "Notre étude est un pas important dans cette direction", déclare Vermant.
Dans le cadre d'un projet européen, les chercheurs travaillent en outre sur les mousses comme support pour les systèmes bactériens. Et en collaboration avec le chercheur en alimentation Peter Fischer de l'EPF de Zurich, ils se penchent sur la stabilisation de la mousse de lait par des protéines. "Il y a donc de nombreux domaines où les connaissances acquises avec la bière nous sont utiles", déclare Vermant.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
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