Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

La vida de una burbuja de champán

En el año 1690, Pierre Pérignon, el maestro bodeguero de la abadía benedictina francesa de Hautvilliers, consiguió desarrollar un sistema para cerrar las botellas de vino mediante un corcho obtenido de la corteza de alcornoques. Simultáneamente, Dom Pérignon también logró un procedimiento para eliminar las levaduras del vino sin que se perdiera su contenido en ácido carbónico.

Ello posibilitó poder dejar fermentando las botellas de vino selladas con corcho, con lo que aquellas se iban cargando en su interior de un alto contenido en ácido carbónico: era el inicio de los procesos que posteriormente dieron lugar a la compleja tecnología de la obtención del champán.

Entre los signos distintivos que un buen catador analiza en el champán y que, además, le confieren un mayor o menor valor económico, está el desarrollo, forma, tamaño, continuidad, comportamiento y muerte de las columnas ascendentes pobladas de finas burbujas de champán.

En estos días calurosos en que tanto nos apetece refrescarnos con una bebida fresca gaseosa, incluida la reina de todas, el champán, podemos preguntarnos: ¿Existe una ciencia de las burbujas de las bebidas gaseosas?. ¿Qué características especiales presentan las de champán o cava?.

NACIMIENTO. La producción de burbujas en bebidas gaseosas como el cava, el champán o la cerveza tiene su origen en la producción natural del gas dióxido de carbono, como consecuencia de la fermentación efectuada por las levaduras sobre los azúcares, que son convertidos en alcohol (etanol) y dióxido de carbono.

El químico británico William Henry desarrolló la ley que lleva su nombre relativa a la solubilidad de gases en líquidos: cuando se mantiene constante la temperatura, la cantidad de gas que se disuelve en un líquido es proporcional a la presión ejercida por el gas sobre el líquido. Por ello, en la botella cerrada, con una alta presión del gas presente en el volumen gaseoso, existirá una gran concentración del gas dióxido de carbono disuelto en el líquido. Pero al descorchar la botella la presión de la fase gaseosa se reduce bruscamente, igualándose a la atmosférica, con lo que la solubilidad del gas en el líquido disminuye y la correspondiente sobresaturación busca un nuevo equilibrio termodinámico, mediante la necesaria liberación de burbujas de dióxido de carbono.

Para formar una burbuja incipiente las moléculas de dióxido de carbono deben agruparse, venciendo la cohesión de las moléculas de líquido debidas a la fuerzas de atracción dipolar de van der Waals. Si la nucleación inicial se realizase en el seno del líquido la incorporación sucesiva de nuevas moléculas de dióxido de carbono dependería del radio de la microburbuja, de la presión del gas en su interior y de la presión del gas disuelto en el líquido en contacto con la microburbuja. La ley de Laplace y otras consideraciones físicas, derivadas de la baja concentración de gas disuelto en el líquido, hacen que las microburbujas no se desarrollen sino que se reabsorban y desaparezcan. En conclusión, las burbujas del champán no se producen por nucleación homogénea en el seno del líquido.

Donde tiene lugar el nacimiento de las burbujas es sobre la superficie interna de las copas. En contra de la idea popular no ocurre por las pequeñas irregularidades del cristal sino que el inicio de su producción se debe a las numerosas impurezas que están adheridas a la pared del vidrio, tales como pequeños depósitos, cal y, sobre todo, fibras de celulosa procedentes de telas o caídas desde el aire. Al verter el líquido en la copa se crean microbolsas de gas que quedan adheridas a tales fibras y, progresivamente, se va incorporando más gas hasta el empuje hidrostático hace que la burbuja se separe del centro de nucleación y comience su ascenso hacia la superficie, dejando paso al inicio de otra nueva burbuja.

VIDA. En el champán cada centro de nucleación puede desprender hasta unas 30 burbujas por segundo, mientras que en el caso de la cerveza, con un tercio de contenido en dióxido de carbono disuelto, la producción, por punto de nucleación, no llega a alcanzar las 10 burbujas por segundo. En todo caso, en el caso del champán, durante su recorrido ascendente se van fijando en la burbuja nuevas cantidades de gas carbónico que le hacen aumentar de tamaño. Como el empuje hidrostático es mayor con la expansión ello ocasiona que las burbujas tiendan a acelerarse y a separarse durante ese recorrido.

Durante el ascenso de la burbuja a través del líquido sobresaturado ocurren dos fenómenos importantes. Por un lado, como acabamos de indicar, se van incorporando nuevas aportaciones de gas, es decir, que la burbuja se va hinchando. Por otra parte, en la superficie de la burbuja se van adsorbiendo sustancias surfactantes que aumentan la rigidez de la burbuja. La cerveza, contiene una alta concentración de surfactantes, del orden de cientos de partes por millón, por lo que el segundo fenómeno es el dominante y sus burbujas son como esferas dotadas de costras rígidas. Por el contrario, en el champán, cava, vinos y referscos gaseados, la concentración de surfactantes es menor, del orden de unas pocas partes por millón, por lo que las burbujas poseen superficies menos rígidas y su crecimiento puede ser más rápido.

MUERTE. Si el nacimiento y vida de las burbujas de champán están repletos de encanto y belleza plástica, su muerte también añade ventajas que son muy apreciadas por los gourmets. Entre las diversas impurezas que cada burbuja adsorbe en su superficie, durante los pocos segundos de su ascenso a la superficie, se encuentran las muy diversas moléculas aromáticas que contiene la bebida. Ello hace que la velocidad del recorrido de las burbujas se retarde y que lleguen a la superficie con un diámetro aproximado de un milímetro, emergiendo una pequeña parte de la burbuja, la cofia. En unos microsegundos se desencadenan una serie de complejos procesos hidrodinámicos: se produce un orificio en la cofia, aumenta el tamaño de la cavidad y se produce un replegamiento hacia dentro de los bordes de la cavidad, lo que provoca la expulsión desde el interior de la burbuja rota de un chorro de líquido a gran velocidad que emerge sobre la superficie libre de la copa, desintegrándose en gotículas de formas caprichosas.

Lo más importante es la consecuencia gustativa del fenómeno, ya que los chorros de gotículas emergentes superan varios centímetros de la superficie y son muy ricos en sustancias aromáticas. Ello les permite realizar una doble estimulación, mecánica y sensorial. La mecánica, sobre los nociceptores de la nariz y sobre los receptores táctiles de la boca cuando algunas burbujas, presentes en un trago de líquido, estallan en la boca. La sensorial, debido al alto contenido de sustancias aromáticas de las gotículas y a que, al reventar, liberan una disolución levemente ácida.

Esperemos que todos estos conocimientos científicos y otros muchos ya conocidos o aún sin investigar nos sirvan de ayuda para deleitarnos más conscientemente la próxima vez que degustemos una copa de un buen champán o cava.