Champagne, tensión superficial y guarradas en suspensión

Alguno dirá que qué título más extraño pero hoy vamos a cerrar un mes que ha sido parco en entradas, porque el curro aprieta y la mente no está para disquisiciones que necesiten calma y sosiego. Y lo vamos a hacer con una entrada en torno a las burbujas del champán. Como en otros temas anteriores de este blog (y, seguro, como en otros que seguirán) el pie forzado me ha lo dado Xabi Gutiérrez desde esa atalaya que está en el segundo piso del Restaurante Arzak y que ellos llaman Laboratorio. Y bien llamado, porque si hay alguien que experimenta esos son el Xabiguti y su inseparable Igor Zalakain. Dos cocineros con una curiosidad innata por todo aquello que pueda repercutir en la originalidad de los platos que experimentan y que, en algunos pocos casos, acaban en la mesa del afortunado comensal. El caso es que andaban experimentando con champán y azúcar y me plantearon la pregunta de si era una reacción química la causante de que al verter azúcar en el champán se provoque una generación brusca e importante de burbujas adicionales sobre las que tiene un champán recién abierto.

La propuesta de Xabi me hizo empezar a buscar en mi ya crecidita bibliografía de corte gastronómico y cuanto más leía más me iba interesando. Hasta el punto que he acabado comprando por Internet una monografía publicada en los Annales de Physique franceses (Ann. Phys. Fr. 27, n. 4, 2002) y que habla de la “Physicochimie des bulles de champagne”. ¡Toma tratado científico de hondas repercusiones gastronómicas!. Eso es ciencia y no los puntos cuánticos que ni se ven, ni se huelen ni se beben.

La efervescencia de un champagne es su marca de identidad, su toque de magia cuando se deposita con cuidado en una copa adecuada (flute le llaman los franceses, flauta). Es también la expresión primera de su calidad para un experto. Cuando es sostenida, persistente, delicada inclina a una valoración positiva del vino. Y al revés. Pero esa génesis de burbujas es un fenómeno complejo, hasta hace poco mal entendido. Y en su paulatina comprensión son los químico-físicos (como yo) los que más están contribuyendo. Así que tengo que estar capacitado para contaros una historia creíble. Empezaremos por introducir brevemente el llamado “método champenois” para ir sentando las bases.

Como casi todo el mundo sabe el champagne es un vino obtenido a partir de la conjunción de uvas provenientes de dos cepas de uva negra (Pinot Noir y Pinot Meunier) y una de uva blanca (Chardonnay). Tras la recolección de las uvas, los mostos sufren una primera fermentación alcohólica en los tanques de almacenamiento, fermentación llevada a cabo por las levaduras naturalmente presentes, seguida de la llamada fermentación maleoláctica en la que las bacterias también presentes transforman el ácido maleíco en ácido láctico. Se obtiene así un primer vino llamémosle tranquilo (a diferencia de lo que luego veremos) y en el que lo importante es el juego entre los contenidos de uva de las tres cepas y el minucioso control de las fermentaciones. Uno y otra darán a cada Maison productora sus características peculiares que tratan de mantener celosamente año a año.

Una vez que tenemos el vino base, se produce un proceso fundamental. Ese primer vino se mezcla con una “poción mágica” en la que tenemos sacarosa, levaduras y algunos otros aditivos, receta de la casa, que se disuelven en una cierta cantidad del propio vino base. El resultado se introduce en botellas que se cierran herméticamente y se almacenan en la bodega. Ahí comienza el asunto de las burbujas. Las levaduras adicionadas provocan una segunda fermentación alcohólica en la que consumen los azúcares (sacarosa) presentes generando alcohol etílico y anhídrido carbónico (CO2). El proceso dura de cinco a seis semanas, tras el cual las levaduras acaban muriendo paulatinamente en un proceso de envejecimiento del vino que dura un mínimo de quince meses. Al finalizar el período de envejecimiento, las botellas se colocan en posición invertida para que las levaduras muertas se coloquen en el gollete. El cuello de la botellas se coloca en un baño de etilenglicol refrigerado, de manera que se forme una especie de tapón de hielo que aprisione las levaduras. Las botellas se ponen a continuación en su posición normal y se produce un descorche en el que merced a la presión interior del CO2 el tapón de hielo sale violentamente al exterior (es lo que los franceses llaman dégorgement) y con él los restos de levaduras. Tras ese proceso la botella se rellena con un licor que contiene champagnes antiguos, un antioxidante (los sulfitos citados en otra entrada aparecen de nuevo) y más o menos sacarosa según queramos un champagne dulce, brut, seco o semiseco. Las botellas se cierran con los tapones de corcho en forma de cilindros cónicos que todos conocemos, tras lo cual la presión en la parte superior de la botella se restablece en torno a unas seis atmósferas como consecuencia del CO2 disuelto en el líquido.

Y al explicar esta última frase es donde empezamos a jugar los químico-físicos. El champagne es una disolución hidroalcohólica (agua y alcohol fundamentalmente) en la que hay diversos componentes pero, por ahora, el que nos interesa es el CO2 que se ha obtenido en la segunda fermentación gracias al atracón de sacarosa que se pegan las levaduras. Todos los gases tienden a disolverse en los líquidos en función de la presión que el gas ejecuta sobre el líquido. Es la llamada ley de Henry, que hace que siempre haya oxígeno (y nitrógeno) disuelto en el agua de mares, lagos y ríos. La cantidad de oxígeno disuelto es proporcional a la presión que el oxígeno ejecuta sobre la superficie del líquido y que, a nivel del mar, es de unas 0.21 atmósferas. Gracias a esa disolución de oxígeno en el agua viven los peces, que han adaptado sus branquias para captarlo, cosa que los humanos somos incapaces de hacer.

En el interior de la botellas de champagne, durante la segunda fermentación, el CO2 producido por las levaduras va incrementando la presión en el interior y el gas se disuelve en el líquido hasta concentraciones de unos 12 gramos de gas por litro de champagne. Tras el dégorgement y posterior cierre con el corcho habitual, el CO2 disuelto vuelve a llenar el espacio vacío que queda en la botella hasta alcanzar presiones del orden de seis atmósferas a las temperaturas habituales de servicio (unos 12ºC), con lo que la concentración de CO2 en una botella de un buen champagne suele andar en torno a los 10 gramos por litro.

Cuando la vamos a beber y la descorchamos, el interior de la botella pasa bruscamente de seis atmósferas a una y el gas tiende a salir del líquido puesto que a esa presión su solubilidad es mucho menor. Es en este juego de la ley de Henry donde se produce una de las razones primigenias de la formación de burbujas. Pero es sólo el principio de nuestra comprensión de la efervescencia champañera. Terminaremos este apartado mencionando que calculando, con ayuda de la ley de Henry, el volumen de gas que debe de salir hasta que se alcance el equilibrio a 1 atmósfera este resulta ser del orden de 5 litros de CO2 . Es decir, en cada copa o flute de champagne, hasta que se queda sin burbujas, se desprenden el equivalente de 0.7 litros de gas, medidos a 1 atmósfera y 20 grados. Los no iniciados supongo que saben que un gas ocupa más o menos volumen según a qué presión y temperatura esté. Y si no lo tienen claro, experimenten con un globo lleno de aire metido en un frigorífico.

Pero, ¿todo el CO2 se escapa de las copas o botellas en forma de burbujas?. Radicalmente no. La efervescencia es sólo la parte visible de la salida del CO2 de la copa. Una parte importante difunde desde el interior del líquido de forma invisible hasta la superficie que separa el champagne del aire, atravesándola y perdiéndose en la atmósfera (o sea, que también el abrir botellas de champagne contribuye al efecto invernadero). Hay, por tanto, una interesante pregunta que ha hecho perder mucho tiempo a mucha gente, entre ellos a G. Liger-Belair, del Laboratorio de Enología de la Facultad de Ciencias de Reims, autor de la monografía antes citada. ¿Por qué y dónde se generan esas burbujas que, misteriosamente, aparecen de la nada en el seno del champagne?. Vamos a ello.

En otra entrada ya mencionamos de pasada la tensión superficial. Es una propiedad de los líquidos que mide, de alguna forma, la fuerza que mantiene unidas entre sí a las moléculas de ese líquido y les hace ser un líquido y no un gas, donde las moléculas andan cada una a su bola, procurando juntarse lo menos posible con las demás. Esa fuerza entre las moléculas hace que la superficie de un líquido sea como una superficie resistente a ser traspasada y, por eso, seres livianos como algunos insectos que, no sé por qué, cuando yo era niño llamábamos zapateros, andan por encima del agua sin hundirse. La fuerza de su peso es inferior a la fuerza que mantiene unidas a las moléculas del líquido y no hay forma de que los bichos se vayan para el fondo. Pero esa tensión superficial es también la causante de que un líquido, en contacto con una superficie, la moje mejor o peor. Al decir mojar debemos entender que una gota de un líquido se adapte mejor a una superficie o no.

Pues bien, se ha creído durante mucho tiempo que las burbujas nacían a partir de la superficie de la copa como consecuencia de una cierta incapacidad del champan para mojar adecuadamente la superficie del vidrio. Mas concretamente, a nivel microscópico, el vidrio de la copa en su cara interna no es perfectamente liso. Quedan huecos microscópicos, que el champan no llena porque no moja bien la superficie. Esos huecos quedan llenos de aire y cuando la presión del CO2 es tan grande como la que hay en la botella de champán ese gas tiende a entrar en esos huecos de aire, hincharlos como globos y generar burbujas que dada su pequeña densidad tienden a subir en la masa del líquido. Es esta una teoría razonable que ha sido comprobada por minuciosas fotografías de alta velocidad mostradas en la monografía a la que estamos haciendo referencia. Pero lo cierto es que las burbujas así formadas son las menos, probablemente debido al extremadamente pequeño tamaño de esas imperfecciones superficiales del vidrio. Las fotografías mencionadas han descubierto que muchas de las burbujas nacen de minúsculas impurezas existentes en el champán o en la copa, bien provenientes de restos de la uva, de corcho, de las levaduras muertas o de los paños empleados para secar el vidrio. Todas esas partículas tienen superficies muy irregulares que el champan no moja bien, donde queda atrapado aire hacia el que fluye el CO2 a presión, dando lugar a la continua génesis de burbujas.

Así que ahí está la solución a la pregunta de mis amigos Xabi e Igor. Al verter azúcar en el champán, cada partícula de azúcar tiene una irregular superficie en la que queda atrapado aire como consecuencia de que el champan no las moja bien. Muchos granitos de azúcar, mucha superficie, mucho aire atrapado, muchos sitios potenciales para el CO2 en los que generar burbujas.

Y una nota final. En la citada entrada hablábamos de tensioactivos o surfactantes como el Fairy que nos ayuda a limpiar utensilios grasientos. Allí decíamos que los tensoactivos rebajaban la tensión superficial del agua. Pues bien, un resto de tensoactivo sobre la pared de una copa de champan es el peor enemigo de una burbuja. Al rebajar la tensión superficial del líquido, en este caso el champán, las moléculas del líquido están unidas entre si por una fuerza inferior con lo que la presión del CO2 en la burbuja puede superar antes esa fuerza y la burbuja se rompe y desaparece. De ahí el odio profundo que los devotos del champan profesan al lavado de las copas con cualquier tipo de jabón. ¡Rompen la magia burbujeante!.