VIEW ARTICLE    http://dx.doi.org/10.1094/ASBCJ-2014-0114-01

A Curative Method for Primary Gushing of Beer and Carbonated Beverages: Characterization and Application of Antifoam Based on Hop Oils. Zahra Shokribousjein (1), KULeuven, Department of Microbial and Molecular Systems (M2S), and Leuven Food Science and Nutrition Research Centre (LFoRCe-MaltBeerSci), Heverlee, Belgium; An Philippaerts, KULeuven, Centre for Surface Chemistry and Catalysis, Heverlee, Belgium; David Riveros, KULeuven, M2S, and LFoRCe-MaltBeerSci; Jean Titze, National University of Ireland, University College of Cork, School of Food and Nutritional Sciences, College Road, Cork, Ireland; Yannick Ford, Barth Innovations Ltd., Hop Pocket Lane, Paddock Wood, Kent, TN12 6DQ, United Kingdom; Sylvie M. Deckers, Mohammadreza Khalesi, Jan A. Delcour, Kurt Gebruers, and Hubert Verachtert, KULeuven, M2S, and LFoRCe-MaltBeerSci; Vladimir Ilberg, Research Center Weihenstephan for Brewing and Food Quality, Technical University of Munich, Alte Akademie 3, 85354 Freising-Weihenstephan, Germany; Guy Derdelinckx, KULeuven, M2S, and LFoRCe-MaltBeerSci; and Bert Sels, KULeuven, Centre for Surface Chemistry and Catalysis, Heverlee, Belgium. (1) Corresponding author. E-mail: <Zahra.Shokribousjein@biw.kuleuven.be>. J. Am. Soc. Brew. Chem. 72(1):12-21, 2014.

Gushing is the vigorous overfoaming of carbonated beverages when the bottle is opened. Primary gushing in beer is mostly caused by a group of proteins called hydrophobins secreted by filamentous fungi, which contaminate CO(2) gaseous molecules during carbonation and form nanobubbles. The influence of hop oil antifoam on primary gushing showed a complete suppressing effect in sparkling water, a decreasing effect in wort, and no influence on gushing-positive beers. This shows the importance of the critical point of addition of this product in the brewing process. GC and GC-MS analysis show that commercial available lipophilic hop extract comprises fatty acids, either saturated fatty acids (SFA) or unsaturated fatty acids (UFA) (both free and incorporated in mono-, di-, and triglycerides), waxes (long-chain alkanes), and steroid compounds. Gushing analysis of each compound showed that SFA and UFA behave in a different manner regarding gushing. In contrast to SFA and trans-form UFA, cis-form UFAs do not induce gushing. Long-chain alkanes provide sufficient hydrophobic structures to interact with gaseous CO(2) molecules and induce gushing. Because hop antifoam molecules are hydrophobic, they interact with hydrophobins and prevent interaction with CO(2) and, consequently, inhibit the possibilities of development of the explosive nanobubble structure. Keywords: Antifoam, Beer, Carbonated beverages, Gushing, Hop, Hydrophobin

"Gushing" es el sobre-espumado vigoroso de una bebida carbonatada al destapar la botella. El gushing primario en cerveza es principalmente ocasionado por un grupo de proteínas (llamadas hidrofobinas) secretadas por hongos filamentosos que contaminan moléculas de CO(2) en forma gaseosa durante la carbonatación, formando nano burbujas. En cuanto a la influencia de aceites de lúpulo sobre la formación de espuma al tener un gushing primario: se suprimió totalmente el gushing en agua carbonatada, fue menos efectivo en mosto y no produjo ningún efecto en cervezas con gushing primario. Esto demuestra lo importante que es el momento crítico de añadir el producto en el proceso cervecero. Análisis GC y GC-MS demostró que el extracto de lúpulo lipofílico disponible comercialmente consiste de ácidos grasos (bien sea ácidos grasos saturados [AGS] o ácidos grasos no saturados [AGNS], tanto libres como también incorporados en mono-, di- o triglicéridos), ceras (alcanos de cadena larga) y compuestos esteroidales. El análisis del comportamiento de cada compuesto demostró que AGS y AGNS reaccionan de diferente manera con respecto al gushing. A diferencia de AGS y la forma trans- de AGNS, los AGNS de forma cis- de extractos de lúpulo lipofílico no inducen al gushing. Alcanos de cadena larga proveen suficiente estructuras hidrofóbicas para interactuar con las moléculas gaseosas de CO(2) para inducir al gushing. Debido a que las moléculas de lúpulo con poder antiespumante son hidrofóbicas, interactúan con las hidrofobinas y evitan la interacción con CO(2), por lo que inhiben cualquiera posibilidad de que se desarrolle la estructura explosiva de las nano burbujas. Palabras claves: Anti-espumante, Bebidas carbonatadas, Cerveza, Gushing, Hidrofobinas