BeerBoty przyspieszą produkcję piwa
Czy już wkrótce piwo będą produkować nanoroboty? Zespół czeskich naukowców opracował technikę fermentacji, którą wykonują niewielkie roboty, zwane Beer Botami, w środku których zamknięte są paczki drożdży. Dzięki nim fermentacja przebiega szybciej, a z filtracji drożdży można w ogóle zrezygnować – wystarczy magnes zbierający metalowe boty.
Piwo rzemieślnicze powinno być oryginalne. Producenci prześcigają się w charakterystycznych rozwiązaniach, smakach i sposobach wytwarzania. Wielu z nich stawia przede wszystkim na tradycyjne rozwiązania. Ci natomiast, którzy bardziej stawiają na nowoczesność, z pewnością zainteresują się najnowszym wynalazkiem czeskich naukowców. BeerBots, czyli piwne boty, zaprezentowane w artykule opublikowanym w czasopiśmie „ACS Nano” to miniroboty, będące właściwie samobieżnymi, magnetycznymi paczkami drożdży, które mogą przyspieszać fazę fermentacji i wyeliminować potrzebę filtracji napoju.
Uwarzenie dobrego piwa zajmuje sporo czasu. W pierwszym etapie ze zboża uzyskuje się słód, najczęściej jest to słód jęczmienny. Następnie w procesie zacierania ze słodu podgrzewanego z wodą ekstrahuje się cukry, aby stworzyć wodnisty roztwór zwany brzeczką. Później drożdże fermentują te cukry, przekształcając je w alkohol, gazowy dwutlenek węgla i nowe związki smakowe. Ten krok może trwać nawet cztery tygodnie, a w tym czasie niepożądane mikroorganizmy mogą dostać się do środka i zepsuć produkt końcowy kwaśnymi smakami. Na koniec pozostałe w piwie drożdże trzeba jeszcze odfiltrować, co znów zajmuje sporo czasu.
Naukowcy zajmujący się postanowili więc znaleźć sposób, żeby przyspieszyć proces bez udział dodatków chemicznych i jednocześnie go zabezpieczyć. Wcześniej publikowane prace sugerowały, że może się temu przysłużyć kapsułkowanie drożdży. To zainspirowało zespół prof. Martina Pumery z VŠCHT (Vysoká škola chemicko-technologická v Praze – Wyższa Szkoła Chemiczno-Technologiczna w Pradze), zajmujący się zastosowaniem nanorobotów.
Naukowcy stworzyli kapsułki BeerBot o szerokości 2 mm, łącząc aktywne drożdże, magnetyczne nanocząsteczki tlenku żelaza i alginian sodu z alg, wkraplając mieszaninę do roztworu chlorku żelazowego. Jedną stronę kulek zrobili porowatą, wystawiając ją na działanie zasadowego roztworu w ogniwie elektrochemicznym.
Wstępne eksperymenty pokazały, że robotyczne kulki zawierające drożdże potrafią w trakcie opadania doprowadzić do fermentacji cukrów i wytworzyć dwutlenek węgla, którego pęcherzyki wynoszą je znów na powierzchnię. Kiedy docierają na powierzchnię, uwalniają dwutlenek węgla do powietrza, by znów rozpocząć zatapianie i fermentację.
W kolejnym doświadczeniu kapsułki zostały użyte do fermentacji brzeczki słodowej. Obserwacja procesu pozwoliła ustalić, że BeerBoty przekształcają cukier szybciej niż wolne komórki drożdży. Po zużyciu całego cukru kapsułki po prostu opadają na dno. Stamtąd mogą być łatwo wydobyte za pomocą magnesu. Dzięki temu możliwe jest całkowite pominięcie etapu filtracji, stosowanego obecnie do usunięcia wolnych komórek drożdży.
Wymaga to jeszcze dalszych badań, ale na obecnym etapie naukowcy są przekonani, że BeerBoty będą mogły być używane wielokrotnie i przyspieszą produkcję piwa bez użycia dodatkowych środków zanieczyszczających lub zmieniających smak.
Badania:
More information: Roberto Maria-Hormigos et al, Nanostructured Hybrid BioBots for Beer Brewing, ACS Nano (2023). DOI: 10.1021/acsnano.2c12677
Opracowano na podstawie artykułu 'BeerBots' could speed up the brewing process opublikowanego na portalu Phys.org
