VIEW ARTICLE DOI: 10.1094/ASBCJ-60-0031
Analysis of Detrimental Effect on Head Retention by Low Molecular Weight Surface-Active Substances Using Surface Excess. Shuichi Segawa (1), Shinji Yamashita, Yutaka Mitani, and Masachika Takashio, Brewing Research Laboratories, Sapporo Breweries, Ltd., Yaizu, Shizuoka, 425-0013 Japan. (1) Corresponding author. Phone: +81-54-629-7982; Fax: +81-54-629-3144; E-mail: <Syuuichi.Segawa@sapporobeer.co.jp> J. Am. Soc. Brew. Chem. 60(1):31-36, 2002. Accepted November 4, 2001.
Low molecular weight surface-active substances such as fatty acids and alcohols have a detrimental effect on head retention. They weaken the foam films by adsorbing on the bubble surface or on the major foam-generating proteins. This study quantitatively demonstrated that the detrimental effect and the defoaming mechanism caused by the various fatty acids are related to their surface adsorption properties. Surface excess is a physical parameter for the molecular adsorptive property. It is defined as how much solute adsorbs on the gas-liquid interface at certain bulk concentrations. If the surface excess of a substance per unit concentration is known, the surface excess at a certain concentration can be calculated (adsorbing amount of the substance per unit of foam cell area). The surface excess of various fatty acid solutions was determined, and then the relationship between the detrimental effect on the head retention by the fatty acids and surface excess was examined. The head retention value did not depend on the kind of fatty acid, and it was negatively correlated with the surface excess. Moreover, when more than one fatty acid was dissolved in beer, the total surface excess of the fatty acids showed a negative correlation with the head retention value. Keywords: Beer, Fatty acid, Foam, Surface tension
Empleo
del exceso superficial
para el análisis
del efecto perjudicial
que sobre la
estabilidad
de la espuma
ejercen las
substancias
tensioactivas
de bajo peso
molecular
Las substancias tensioactivas de bajo peso molecular, tales como los ácidos grasos o los alcoholes, producen un efecto perjudicial sobre la estabilidad de la espuma. Debilitan las películas de espuma al adsorberse sobre la superficie de la burbuja o sobre las principales proteínas responsables de la formación de la espuma. Este estudio demostró, de manera cuantitativa, que dicho efecto perjudicial y que los mecanismos de pérdida de la espuma causados por diversos ácidos grasos, están relacionados con sus propiedades de adsorción sobre superficies. El exceso superficial es un parámetro físico para describir la propiedad de adsorción molecular. Se define como la cantidad de soluto que se adsorbe sobre la interfase gas-líquido a diversas concentraciones del seno de la disolución. Si se conoce el exceso superficial de una substancia en función de la concentración, se puede calcular el exceso superficial a una concentración determinada (o cantidad adsorbida de una substancia por cada unidad de área de los elementos de la espuma). Se determinó el exceso superficial de diversas soluciones de ácidos grasos y después se estudió la relación entre el exceso superficial y el efecto perjudicial de los ácidos grasos sobre la estabilidad de la espuma. El valor de la estabilidad de la espuma no dependía del tipo de ácido graso y se correlacionaba negativamente con el exceso superficial. Además, cuando se disolvía más de un ácido graso en la cerveza, el exceso superficial total de los ácidos grasos presentaba una correlación negativa con el valor de la estabilidad de la espuma. Palabras clave: Cerveza, Ácido graso, Espuma, Tensión superficial