Bọt bia được tạo thành từ hoạt động hấp thụ các chất có hoạt tính trên bề mặt của CO2. Bọt bia là bọt carbon dioxide ở trong ly bia xuất hiện ở dạng nổi trên bề mặt bia, hoặc chạy dọc theo cốc bia, hoặc tồn tại dạng đốm li ti bám trên thành cốc.
Bia gì cũng sủi bọt.
Khi rót bia ra khỏi chai/lon, bọt bia luôn nổi bồng lên chực trào ra khỏi cốc, rồi từ từ lắng xuống và tan dần nhưng không bao giờ hết.
Bọt bia là một phần vô cùng quan trọng của bia để đoán định chất lượng của bia. Một cốc bia không có bọt chứng tỏ đó là một loại bia nhạt nhẽo và thậm chí bị đắng.
Bọt bia ở mặt trên cùng tan ra, sẽ giải phóng một lượng nhỏ bia vào trong không khí, tạo nên mùi hương của bia.
Tiến sĩ vật lý François Gallaire sống ở Thụy Sĩ và các cộng sự đã thực hiện nghiên cứu về bia. Họ nhận thấy có điều gì đó trái với những giả thuyết lâu nay về chuyển động của chất lỏng.
Nhất là khi bia sóng sánh trong thùng chứa, bị mất năng lượng và trở thành nhỏ hơn và không bao giờ ngừng hẳn.
Ai nghiên cứu về cốc bia đều biết sau khi người phục vụ đặt cốc bia lên bàn thì bia sóng sánh liên tục. Tại sao bia không giống các chất lỏng khác?
Câu trả lời là: Sóng bia là do bọt bia. Sóng nhỏ trong cốc bia hạ xuống chậm do lực mao dẫn căng bề mặt. Thậm chí sóng nhỏ còn tồn tại mãi mãi. Thế mới có hiện tượng cốc bia đã uống hết vẫn còn bọt bia. Vì có bọt bia nên bia không ngừng sóng sánh.
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm với nước xà phòng thay cho bia. họ thấy rằng bong bóng nhỏ li ti trong bọt bia làm tăng giao diện giữa chất lỏng với không khí. Vì thế, lực mao dẫn càng tăng thì bia càng sóng sánh.
Do đó, các cô gái xinh đẹp trong lễ hội bia Oktoberfest ở Đức mới có thể liên tục bê ra những vại bia không ngừng sủi bọt trắng xóa.
Lễ hội bia Oktoberfest ở Đức.
Nghiên cứu về bia có mang lại lợi ích gì khác không? - Tất nhiên. từ bia có thể mở rộng liên tưởng đến các ứng dụng vật lý khác.
Ví dụ như, sóng nhiên liệu trong tên lửa hay trong bồn chứa của tàu chở xăng dầu có thể gây ra nguy hiểm do mất thăng bằng. Một lớp bọt bia mỏng có thể loại bỏ những tai họa đáng tiếc này.
Nguồn: Mysterious Universe
Quẳng sạc dự phòng đi, cách này sẽ giúp bạn xài điện thoại cả ngày mà không cần cắm sạc
Bia, rượu vang hay nước ngọt đều là những thức uống có ga vậy tại sao chỉ khi rót bia, chúng ta mới thấy lớp bọt dày mịn xuất hiện, còn đối với các loại đồ uống khác thì chỉ thấy bong bóng sủi tăm và lớp bóng bóng đó cũng tan đi rất nhanh?
Giáo sư Karl Siebert, giảng dạy bộ môn Hóa sinh, tại trường đại học Cornell, cho biết, trong bia có 2 thành phần chính giúp tạo nên lớp bọt bia là khí cacbonic và protein.
Các loại đồ uống như soda hay nước ngọt đều chứa khí cacbonic, nhưng không hề có protein trong thành phần giống như bia. Các loại đồ uống có ga đều chứa khí cacbonic – thành phần giúp hình thành nên lớp bọt khí nổi trên bề mặt đồ uống. Tuy nhiên, khi ở trong môi trường chất lỏng, lớp vỏ bọt khí chịu tác dụng của trọng lực làm bề mặt của lớp bọt liên tục bị mỏng đi, nhanh chóng tan ra rồi biến mất hoàn toàn. Hiện tượng này diễn ra ở bia chậm hơn bởi lẽ các loại đồ uống có ga thông thường không hề có protein trong thành phần giống như bia. Chính protein trong bia khi kết hợp với thành phần hoa bia sẽ tạo nên một lớp kết cấu vững chắc, cho phép các lớp bọt khí cacbonic bám vào và đọng lại trong một thời gian dài.
Một yếu tố nữa có đóng góp trong quá trình hình thành lớp bọt dày đặc trưng của bia chính là nồng độ cồn có trong thứ đồ uống đặc biệt này. Lớp bọt của những loại bia có nồng độ cao [ bia Bỉ, từ 9 – 12 độ] hoặc nồng độ cồn thấp [ bia Bud Light – 3.2 độ], thường sẽ không giữ được lâu. Độ cồn lý tưởng để có 1 lớp bọt bia dày, mịn và lưu giữ được lâu là khoảng chừng 5 độ.
Protein đóng vai trò rất lớn trong việc hình thành và lưu giữ lớp bọt bia hấp dẫn cho người uống. Nếu bạn là fan của lớp bọt đăc trưng này, bạn nên thử các loại bia Đức, bởi lẽ hầu hết bia Đức đều có lượng malt bia rất cao trong thành phần. Sở dĩ bia Đức mang đặc trưng này vì Đức có Luật tinh khiết khi sản xuất bia [Reinheitsgebot]. Luật được ban hành cách đây 500 năm tại bang Bavaria, và được công nhận trên toàn nước Đức, nghiêm cấm việc sử dụng mọi hóa chất vào bia, và chỉ cho phép sử dụng nước, lúa mạch [barley] , hoa bia và men, là con dấu đảm bảo chất lượng hảo hạng cho các dòng bia Đức.
Bạn đã bao giờ nghĩ tại sao bia lại có lớp bọt hay tại sao nó lại ở đó lâu như vậy? Về mặt logic, bạn có thể nghĩ là do carbon dioxide bão hòa, và bạn không hoàn toàn sai.
Carbon dioxide chắc chắn là một phần quan trọng của phương trình bọt bia. Nhưng không phải hầu hết các loại đồ uống là có ga? Thí dụ như rượu sâm panh cho bọt nhưng không giữ được một lớp bọt trong hơn 10 giây?
Mặc dù câu trả lời chung có thể đơn giản, nhưng vô số điều chỉnh liên quan đến việc tinh chỉnh biến số này trong bia là cực kỳ phức tạp.
Mục tiêu của bài viết này là phơi bày những bí ẩn của bọt bia và truyền cảm hứng cho sự trân trọng đối với loại đồ uống vượt thời gian này.
Vì thế, bạn hãy giành ít thời gian để đọc bài viết về khoa học của bọt bia nhé!
Bọt là gì?
Không có gì đáng ngạc nhiên khi bọt chỉ là một tập hợp các bong bóng — các hạt khí bị kẹt trong các khối cầu chất lỏng.
Mọi người đều biết điều đó, nhưng điều họ không biết là làm thế nào khí này xâm nhập vào đồ uống của chúng ta và tại sao nó chỉ bay ra khi đồ uống bị kích động hay lắc.
Làm thế nào để gas vào bia?
Các nhà sản xuất bia có nhiều cách khác nhau để kết hợp carbon dioxide [CO2] vào đồ uống. Vấn đề là CO2 chỉ hòa tan vừa phải trong nước – chúng không thể đẩy khí vào chất lỏng, vì vậy phải thực hiện một số biện pháp khéo léo.
Có hai chiến lược chính để tạo bọt bia:
- Loại đầu tiên được gọi là “tạo ga tự nhiên” hoặc “bottle conditioning”. Nó liên quan đến việc cấy một sinh vật sản xuất CO2 vào một thùng chứa đầy chất lỏng, kín khí và nuôi cấy nó với thực phẩm thích hợp. Cụ thể, nấm men trong môi trường nhiều đường sẽ chuyển hóa đường thành rượu và CO2 [trong số các sản phẩm sinh học khác]. CO2 cuối cùng sẽ tích tụ và bão hòa không gian bên trên dung dịch, và khi đạt đến áp suất nhất định, sẽ khuếch tán vào chất nền chất lỏng.
- Chiến lược thứ hai, phổ biến hơn nhiều, là bỏ qua quá trình lên men tự nhiên và bơm CO2 được lưu trữ nhân tạo trực tiếp từ bể chứa vào chất lỏng. Việc tạo áp suất liên tục cho một thùng chất lỏng kín bằng CO2, theo thời gian, sẽ buộc CO2 bão hòa. Đây chủ yếu là những gì các nhà sản xuất đồ uống không cồn làm.
Nhiều nhà sản xuất bia truyền thống lâu đời sẽ chỉ cacbonat hóa bằng phương pháp tạo ga tự nhiên. Tuy nhiên, ngành công nghiệp bia thủ công ngày nay thường sử dụng hỗn hợp cả hai.
Họ sẽ bắt đầu với việc sản xuất men, tạo ga tự nhiên và thực hiện những điều chỉnh cuối cùng với một bình CO2 bên ngoài.
Để giúp ép CO2 vào dung dịch, nhiều nhà sản xuất bia sử dụng một thiết bị được gọi là carb-stone, hay carbonation stone.
Thiết bị này được sử dụng để khuếch tán CO2 vào trong bia và có thiết kế là một ống rỗng với một màn lưới mịn bao quanh nó.
Khi CO2 được đưa vào ống rỗng, khí thoát ra qua các lỗ lưới nhỏ vào chất lỏng. Các bọt khí CO2 tạo thành sẽ nhỏ hơn, và do đó, ít gặp khó khăn hơn khi đi vào dung dịch.
Tại sao có bong bóng?
Như đã trình bày ở trên, CO2 không tan trong chất lỏng. Ngay cả sau khi nó liên kết với các phân tử nước, nó vẫn ở trạng thái mỏng manh.
Bất kỳ sự hỗn loạn, dao động nhiệt độ hoặc thay đổi áp suất nào cũng có thể khiến các tương tác này bị phá vỡ và giải phóng CO2 trở lại bầu khí quyển.
Tuy nhiên, lý do mà khí vẫn bị mắc kẹt trong bia là do tính chất kết dính của nước.
Nước là một hợp chất độc đáo và hấp dẫn. Trong mỗi phân tử nước, có sự phân bố không đều của các hạt hạ nguyên tử gọi là electron.
Sự vắng mặt của các điện tử gây ra điện tích dương ở một số khu vực của phân tử, trong khi sự hiện diện của các điện tử ở các khu vực khác gây ra điện tích âm.
Các khu vực tích điện khác nhau sau đó hút và khóa chặt vào nhau như một nam châm, do đó giữ khí CO2 và ngăn khí CO2 thoát ra.
Sự kết dính của nước có thể được chứng minh khi bạn đổ đầy ly nước đến gần miệng. Bạn sẽ thấy rằng bạn có thể tiếp tục đổ ngay cả khi nước đã đến mép – một chỗ lồi hoặc núi nhỏ sẽ hình thành ở trên cùng.
Một minh chứng khác là để một chiếc kẹp giấy nổi. Mặc dù kẹp giấy nên chìm xuống vì nó dày đặc hơn, nhưng sức căng bề mặt mạnh mẽ do các phân tử nước lồng vào nhau tạo ra sẽ giữ chặt nó [miễn là có ít nhiễu động nhất].
Bây giờ chúng ta biết làm thế nào đồ uống trở nên có ga và tại sao khí vẫn bị mắc kẹt trong chất lỏng, nhưng vẫn chưa giải thích được điều gì khiến bia có bọt trở nên đặc biệt.
Tại sao bia có một lớp bọt dày trong khi soda chỉ có những bọt nhỏ li ti và tan trong vài giây?
Một từ: protein!
Đồ uống chứa đầy protein
Protein là nền tảng của sự sống. Chúng là những sợi lớn, cồng kềnh có khả năng tạo phức hợp với nhau một cách đáng kinh ngạc. Trong một số trường hợp nhất định, protein cũng hòa tan trong nước.
Bia là một trong số ít đồ uống vừa có ga vừa chứa nhiều protein hòa tan — thực sự không có bất cứ thứ gì giống như vậy tồn tại.
Ví dụ, đồ uống có hàm lượng protein cao nổi tiếng nhất là sữa, nhưng ý nghĩ về nó có ga thực sự khá kinh tởm. Đó là kết cấu mịn của sữa làm cho nó trở nên hấp dẫn và việc thêm cacbonat sẽ chỉ giết chết tính năng xác định này.
Vì vậy, bia độc đáo ở chỗ nó mang cả protein và CO2 bão hòa với số lượng đáng kể [hầu hết bia cho vấn đề đó].
Protein và bọt bia
Giả sử bạn là một phân tử CO2 trong bia. Bia đã bị lắc và các liên kết hóa học mỏng manh của bạn với nước sẽ nhanh chóng tan rã.
Bạn bắt đầu cuộc hành trình hướng tới không khí bên ngoài, nhưng bạn nhận thấy điều gì đó bất thường: bạn đang di chuyển không nhanh như bạn tưởng và có một lực cản nhẹ bên dưới bạn.
Khi bạn lên đến đỉnh của chiếc ly, lớp nước xung quanh bạn sẽ trở nên dày đặc và mạnh hơn nhiều. Trên thực tế, khi bạn cố gắng vượt qua, một lớp màng nhầy dày bao bọc lấy bạn và ngay lập tức, bạn không thể di chuyển.
Chất nhầy này thực sự là một ma trận mạnh mẽ của các chuỗi protein đan xen, và nó khiến bạn bị mắc kẹt. Không có lối thoát!
Không lâu sau, nhiều người bạn CO2 của bạn chất đống xung quanh bạn, cố gắng phá vỡ các sợi nước giàu protein được củng cố.
Mặc dù một bong bóng duy nhất có thể không thể xuyên qua tấm chắn này, nhưng hàng ngàn bong bóng cuối cùng sẽ buộc phải thoát ra.
Tuy nhiên, đó là tình trạng tắc đường thực sự ở phía trên, về cơ bản là bọt mà bạn nhìn thấy khi rót một cốc bia.
Protein khác nhau về kích thước, và một số sẽ chịu được sự vỡ tốt hơn những loại khác. Điều rút ra chính ở đây là trong khi tương tác giữa các phân tử nước lân cận rất mạnh, thì bản thân các phân tử lại rất nhỏ.
Riêng nó — hoặc ngay cả khi có đường — nước thường không thể giữ khí lâu hơn một hoặc hai giây. Việc bổ sung các protein lớn thúc đẩy lực liên phân tử khiến CO2 khó thoát ra khỏi dung dịch hơn.
Nhưng một lần nữa, tại sao Coors Light lại có ít bọt như vậy so với Sierra Nevada? Hay tại sao Budweiser lại có những bong bóng mềm mại như vậy so với Guinness?
Câu trả lời là độ bền bọt [head retention] .
Xem tiếp trang sau…