Une étude révèle la science derrière la technique traditionnelle de fabrication de mezcal

Une étude révèle la science derrière la technique traditionnelle de fabrication de mezcal

mezcal

Crédit: Unsplash / CC0 Public Domain

Les fabricants artisanaux de mezcal ont une façon éprouvée de savoir quand la boisson a été distillée au bon niveau d’alcool. Ils en giclent dans un petit récipient et recherchent de petites bulles, appelées perles. Si la teneur en alcool est trop élevée ou trop faible, les bulles éclatent rapidement. Mais s’ils persistent 30 secondes environ, le taux d’alcool est parfait et le mezcal est prêt à boire.


Maintenant, une nouvelle étude par une équipe de chercheurs en dynamique des fluides révèle la physique derrière l’astuce. À l’aide d’expériences de laboratoire et de modèles informatiques, les chercheurs montrent qu’un phénomène connu sous le nom d’effet Marangoni aide les bulles de mezcal à persister un peu plus longtemps lorsque la teneur en alcool se situe autour du point idéal de 50%. En plus de montrer les fondements scientifiques de ce que les artisans connaissent depuis des siècles, les chercheurs disent que les résultats révèlent de nouveaux détails fondamentaux sur la durée de vie des bulles sur les surfaces liquides.

L’étude, une collaboration entre des chercheurs de l’Université Brown, de l’Universidad Nacional Autónoma de México, de l’Université de Toulouse et d’ailleurs, a été publiée le 3 juillet dans la revue Rapports scientifiques.

Lorsque Roberto Zenit, professeur à la Brown’s School of Engineering et auteur principal de l’étude, a entendu parler pour la première fois du truc de la bulle, il a dit qu’il était immédiatement intrigué.

« L’un de mes principaux intérêts de recherche est les bulles et leur comportement », a déclaré Zenit. « Donc, quand un de mes étudiants m’a dit que les bulles étaient importantes pour faire du mezcal, qui est une boisson que j’apprécie vraiment avec mes amis, il m’était impossible de ne pas enquêter sur son fonctionnement. »

Les chercheurs ont commencé par faire des expériences pour voir comment le changement du niveau d’alcool du mezcal a changé la durée de vie des bulles. Ils ont dilué certains échantillons de mezcal et ajouté de l’alcool éthylique pur à d’autres. Ils ont ensuite reproduit le tour de gicler dans le laboratoire tout en minutant soigneusement les bulles. Ils ont constaté que, bien sûr, le niveau d’alcool affectait considérablement la durée de vie des bulles. Dans les échantillons non modifiés, les bulles ont duré de 10 à 30 secondes. Dans les échantillons fortifiés et dilués, les bulles éclatent instantanément.

Après avoir montré que les bulles peuvent vraiment être un indicateur de la teneur en alcool, l’étape suivante consistait à comprendre pourquoi.

Pour ce faire, le Zenit et ses élèves ont commencé par simplifier le fluide en réalisant des expériences avec des mélanges d’eau pure et d’alcool. Ces expériences ont montré que, comme pour le mezcal, les bulles avaient tendance à durer plus longtemps lorsque le mélange était proche de 50% d’eau et 50% d’alcool. Les chercheurs ont déterminé que la durée de vie de la bulle supplémentaire était due en grande partie à la viscosité. Les bulles ont tendance à durer plus longtemps dans les fluides plus visqueux, et la viscosité des mélanges alcool-eau atteint un pic autour de 50%.

Les artisans qui fabriquent du mezcal, un esprit mexicain traditionnel, savent depuis des siècles que des bulles persistantes à la surface de la boisson indiquent qu’il a été distillé au bon niveau d’alcool. Une nouvelle étude révèle la science derrière pourquoi. En partie, cela a à voir avec ce que l’on appelle l’effet Marangoni. Certains produits chimiques contenus dans le mezcal provoquent la convection du liquide vers le haut dans les membranes des bulles, ce qui contribue à les maintenir plus longtemps. Crédit: Zenit Lab / Brown University

Cependant, les bulles dans les mélanges d’eau et d’alcool 50-50 n’ont pas duré aussi longtemps que celles du mezcal. Zenit et ses élèves ont réalisé qu’il devait y avoir quelque chose dans le mezcal qui amplifie l’effet de viscosité. Pour comprendre ce que c’était, ils ont utilisé des caméras vidéo à haute vitesse pour regarder attentivement les bulles tout au long de leur vie.

La vidéo a révélé quelque chose de surprenant, a déclaré Zenit. Il a montré une convection vers le haut du liquide de la surface du mezcal dans les membranes à bulles.

« Normalement, la gravité fait s’écouler le liquide dans un film à bulles, ce qui finit par faire éclater la bulle », a déclaré Zenit. « Mais dans les bulles de mezcal, il y a cette convection vers le haut qui reconstitue le fluide et prolonge la vie de la bulle. »

À l’aide d’une modélisation informatique, les chercheurs ont déterminé qu’un phénomène connu sous le nom de convection Marangoni était responsable de ce mouvement ascendant. L’effet Marangoni se produit lorsque les fluides s’écoulent entre des zones de tension superficielle différente, qui est la force d’attraction entre les molécules qui forme la surface d’un film d’un fluide. Mezcal contient une variété de produits chimiques qui agissent comme des tensioactifs, des molécules qui modifient la tension superficielle. En conséquence, les bulles qui se forment à la surface du mezcal ont tendance à avoir une tension superficielle plus élevée que le fluide rempli de tensioactif ci-dessous. Cette tension superficielle différente attire le fluide dans la bulle, augmentant sa durée de vie.

En amplifiant la tendance existante à des bulles de plus longue durée dans des mélanges d’alcool à 50%, l’effet Marangoni entraîné par un tensioactif fait des bulles une jauge fiable de la teneur en alcool du mezcal.

Zenit, originaire du Mexique, a déclaré qu’il était gratifiant de jeter un nouvel éclairage sur cette technique artisanale.

« C’est amusant de travailler sur quelque chose qui a à la fois une valeur scientifique et une valeur culturelle qui fait partie de mes antécédents », a-t-il déclaré. « Ces artisans sont des experts dans ce qu’ils font. C’est formidable de pouvoir corroborer ce qu’ils savent déjà et de démontrer qu’il a une valeur scientifique au-delà de la fabrication de mezcal. »

Les informations générées par les travaux pourraient être utiles dans une variété de processus industriels impliquant des bulles, ont déclaré les chercheurs. Il pourrait également être utile dans la recherche environnementale.

« Par exemple », écrivent les chercheurs, « la durée de vie des bulles de surface pourrait être utilisée comme un outil de diagnostic pour déduire la présence de tensioactifs dans un liquide: si la durée de vie est supérieure à celle attendue d’un liquide pur / propre, alors le liquide est très probablement contaminé.  »


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Plus d’information:
G. Rage et al, Bubbles déterminent la quantité d’alcool dans Mezcal, Rapports scientifiques (2020). DOI: 10.1038 / s41598-020-67286-x

Fourni par l’Université Brown

Citation: Une étude révèle la science derrière la technique traditionnelle de fabrication de mezcal (2020, 7 juillet) récupéré le 8 juillet 2020 sur https://phys.org/news/2020-07-reveals-science-traditional-mezcal-making-technique.html

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