La termografia mostra perché lo champagne dovrebbe essere servito in modo diverso

Gli esperti di champagne utilizzano la termocamera FLIR per visualizzare la dispersione di CO2 durante la mescita

In tutto il mondo lo champagne è associato al lusso e alle celebrazioni. Non è solo un simbolo di ricchezza: ogni anno a Capodanno milioni di persone in tutto il mondo ne stappano una bottiglia. Ma finora, i meccanismi responsabili del gusto di questa speciale bevanda sono rimasti avvolti nel mistero. La situazione è cambiata da quando alcuni ricercatori stanno cercando di scoprire i suoi segreti. Di recente, si è scoperto che dovremmo rivedere il modo in cui versiamo questo vino spumante.

Il solo autentico champagne è prodotto esclusivamente nella regione francese della Champagne, da cui prende il nome. Giustamente, è in quella regione, presso l'Università di Reims, che si sta svolgendo gran parte della ricerca sullo champagne. La più recente scoperta dell'università è che l'attuale metodo di mescita dello champagne causa una perdita di aroma e quindi di sapore. I ricercatori sostengono che lo champagne dovrebbe essere versato come la birra. Le termocamere hanno svolto un ruolo cruciale in questa recente scoperta.

Più bollicine

L'effervescenza dello champagne è prodotta dalla fermentazione. "Dopo la prima fermentazione, lo champagne in pratica non è altro che un vino bianco", spiega Guillaume Polidori, direttore del dipartimento di termomeccanica del GRESPI (il Gruppo di ricerca in scienze ingegneristiche). Il dipartimento di termomeccanica di GRESPI è uno dei principali istituti di ricerca a livello mondiale nello studio degli effetti del calore sulle proprietà meccaniche dei materiali. "Quando lo champagne è imbottigliato", continua Guillaume Polidori, "viene aggiunta una miscela di lieviti e zuccheri per avviare una seconda fermentazione. La fermentazione produce CO2 e poiché il gas CO2 non ha vie di fuga, si dissolve nel vino bianco. Quando la bottiglia viene stappata, l'anidride carbonica disciolta si disperde, creando così le bollicine dello champagne".

I ricercatori hanno utilizzato una termocamera FLIR SC7000 per visualizzare la dispersione di CO2 che si verifica quando lo champagne viene versato in un bicchiere.

Per molto tempo si è ritenuto che le bollicine dello champagne si limitassero a intensificare la sensazione frizzante in bocca, aggiungendovi forse una sfumatura di acidità, ma senza influenzare ulteriormente il gusto dello champagne. Questa ipotesi si è rivelata del tutto errata, quando uno studio precedente (pubblicato nel 2009 nella rivista Proceedings of the National Academy of Sciences) ha dimostrato che la CO2 contiene la maggior parte dell'aroma dello champagne. È stato dimostrato che vi sono fino a 30 volte più sostanze chimiche che migliorano il sapore nelle bollicine rispetto al resto della bevanda.

Più è ghiacciato, meglio è

Questa nuova scoperta ha radicalmente modificato l'opinione degli esperti riguardo le bolle di champagne e i ricercatori del GRESPI hanno voluto approfondire lo studio del fenomeno. Hanno deciso di testare quanto il modo di versare lo champagne influenzi la perdita di CO2, dato che la perdita di anidride carbonica significa anche un calo di gusto. Gli esperti hanno misurato il contenuto di CO2 dello champagne prima e dopo averlo versato, utilizzando diverse tecniche di mescita a diverse temperature. Si è scoperto che più la temperatura è bassa, minore è la perdita di CO2 quando lo si versa, fornendo così la prima prova scientifica del fatto che servire champagne ghiacciato aiuta a conservare la CO2 e quindi il sapore dello champagne. Ma ancora più sorprendenti sono stati i risultati del confronto tra diverse tecniche impiegate per versare questo vino. Hanno scoperto che il modo classico di servire lo champagne non era affatto efficace.

Proprio come la birra

I ricercatori hanno confrontato due diverse modalità di versare un bicchiere di champagne: il metodo classico da champagne e il metodo usato per la birra. Il metodo "champagne" consiste nel tenere il bicchiere in verticale, lasciando che il vino cada sul fondo della flûte. Questo è la tecnica prevalente per servire champagne e spumanti in bar, locali e ristoranti. Con il metodo di spillatura usato per la birra, il bicchiere si tiene in obliquo, facendo fluire lo champagne lungo la parete inclinata della flûte, che viene poi progressivamente riportata in posizione verticale. Questo è il metodo tipicamente impiegato per servire la birra.

I ricercatori hanno testato i livelli di CO2 prima e dopo la mescita, con entrambi i metodi e a tre diverse temperature: 4, 12 e 18 °C. I risultati hanno dimostrato che il metodo usato per la birra ha provocato una perdita di CO2 significativamente inferiore rispetto al metodo "tradizionale".

Quando lo champagne viene versato nel "modo tradizionale", la superficie di contatto con l'aria è molto più estesa e vi sono molte più turbolenze.

Il metodo usato per la birra è meno turbolento

Il metodo di spillatura usato per la birra, in cui lo champagne scorre lungo la parete inclinata della flûte, è risultato essere molto meno turbolento e ha rilasciato meno gas rispetto al metodo più tradizionale. La tecnica classica per servire lo champagne, versando la bevanda verticalmente direttamente nel fondo del bicchiere, provoca un spesso cappello di schiuma che si estende rapidamente verso l'alto per poi collassare progressivamente durante la mescita.

Ma le bollicine non sono l'unica via di fuga di CO2 dallo champagne: l'anidride carbonica si disperde anche diffondendosi attraverso la superficie di contatto dello champagne con l'aria. Alcuni anni fa sono stati effettuati esperimenti sulle rispettive perdite di CO2 durante la mescita di champagne in una flûte (pubblicati nel 2002 negli Annales de Physique) e si è riscontrato che per ogni molecola di CO2 che fuoriesce dallo champagne sotto forma di bollicine altre quattro sfuggono direttamente per diffusione attraverso la superficie di contatto libera dello champagne con l'aria. Si sospetta quindi fortemente che la diffusione sia la via maestra attraverso la quale la CO2 disciolta viene rilasciata mentre si versa un bicchiere di champagne.

Quando si versa lo champagne, il liquido spumeggiante forma un getto, o una lingua, mentre cade dalla bottiglia nel bicchiere. Questo effetto spiega in parte la differenza nella perdita di CO2, secondo Guillaume Polidori. "Con il metodo di servizio tradizionale, questa lingua è molto più estesa rispetto al metodo in uso per la birra. La superficie di contatto dello champagne con l'aria è molto più ridotta se si versa lo champagne come se fosse una birra. Pensiamo che questo spieghi in parte anche la differenza tra le due tecniche di mescita".

La termocamera FLIR SC7000 è puntata sulla flûte di champagne, posizionata davanti a un corpo nero calibrato

Rendere visibile il processo di diffusione

Poiché il processo di diffusione è invisibile all'occhio umano, la sua misurazione ha rappresentato una sfida per i ricercatori. La soluzione vincente di questa sfida è stata una termocamera. “Abbiamo utilizzato la termocamera FLIR SC7000-Series per riprendere il processo di dissipazione della CO2 durante la mescita. Questo metodo ha fornito una conferma visiva dei risultati dei test", spiega Guillaume Polidori.

L’immagine termica mostra chiaramente una minore dispersione di CO2 se il bicchiere viene inclinato mentre si versa lo champagne, secondo il metodo utilizzato per la birra.

La FLIR SC7000 -Series è un sistema aperto molto flessibile, che può essere adattato a qualsiasi possibile situazione. Offre sensibilità, accuratezza, risoluzione spaziale e velocità massime. Questa serie di termocamere avanzate è specificamente progettata per applicazioni R&D accademiche e industriali in cui siano richieste sensibilità e prestazioni all'avanguardia per produrre risultati. Il sensore che alimenta questo esemplare della SC7000 Series è un sensore raffreddato ad antimoniuro di indio (InSb). Con una sensibilità di circa 20 mK (0,02 °C) e una risoluzione dell'immagine di 640 × 512 pixel, la termocamera può rendere visibili anche le più piccole differenze di temperatura. Il tempo di integrazione è regolabile in incrementi 1 μs. Abbinata con il meccanismo di attivazione esterno, questa caratteristica consente inoltre alla SC7000 di catturare persino gli eventi più sfuggenti.

La conferma visiva dell'effetto di diverse tecniche di mescita sul processo di diffusione da parte della termocamera SC7000 ha fornito ai ricercatori un'ulteriore convalida scientifica della loro sperimentazione, ma ha anche svolto un altro ruolo cruciale, secondo Guillaume Polidori. "Non avremmo ricevuto tutta l'attenzione della stampa se non fossimo stati in grado di visualizzare il fenomeno. È così che funziona: per ottenere la pubblicazione, una nuova ricerca deve essere documentata e interessante; ma se si vuole che sia notata dalla stampa, occorre anche uno stimolo visivo". E Guillaume Polidori ritiene che la termocamera abbia svolto ottimamente il proprio ruolo. “Siamo stati persino contattati da un giornalista del New York Times". Attribuisce gran parte di questa attenzione all'influenza delle termocamere. “i soli dati scientifici non sono così spettacolari, o convincenti, come quando li si può osservare con i propri occhi. Quindi la termografia ha svolto un ruolo molto importante in questa ricerca, sia per confermare i nostri dati che per renderli visibili".

Il modo "tradizionale" di servire lo champagne produce chiaramente più bollicine.

Larghezza di banda molto specifica

Ma per visualizzare l'emissione di CO2 non è bastato puntare una termocamera sul bicchiere di champagne. È stato soprattutto il ricercatore del GRESPI Hervé Pron a lavorare con la termocamera FLIR. E ci spiega perché lo studio non sia stato così semplice: “Gli assorbimenti di CO2 osservabili dalle termocamere sono piuttosto deboli perché questa molecola di gas ha un unico deciso picco di assorbimento nella larghezza di banda del sensore a 4,245 μm. Quindi dovevamo osservare quella larghezza di banda specifica". Per riuscirci, il team ha utilizzato un filtro passa-banda esterno. “La termocamera funziona con una larghezza di banda da 3 a 5 μm. Per esaminare l'emissione termica dalla CO2 in uscita abbiamo acquisito un filtro passa-banda esterno centrato sul picco di emissione di CO2 e che lascia passare solo gli infrarossi che presentano la larghezza di banda della particolare regione di lunghezza d'onda di interesse".

Hervé Pron è rimasto soddisfatto delle prestazioni della termocamera. “Ci occorreva una termocamera facile da calibrare, molto accurata, leggera, di semplice utilizzo e ad alta risoluzione. E questa termocamera ci ha dato proprio le qualità che cercavamo. Abbiamo potuto osservare dettagli sufficienti, senza troppe interferenze di fondo o rumore".

Per visualizzare la dispersione di CO2, i ricercatori hanno utilizzato un filtro passa-banda esterno.

Il filtro passa-banda esterno è centrato sul picco di emissione di CO2.

La SC7000 lavora a una larghezza di banda compresa tra 3 e 5 μm, che il filtro esterno riduce esattamente a 4,245 μm.

Il perfetto bicchiere di champagne

Negli ultimi anni, i produttori di bicchieri hanno proposto ai consumatori una nuova generazione di calici speciali da degustazione per champagne, con un rilascio ben controllato della CO2 durante tutta la degustazione. È stato questo il motore trainante del crescente interesse a ottenere una migliore comprensione e rappresentazione di ogni parametro coinvolto nel rilascio gassoso di CO2 dai bicchieri per la degustazione di champagne o vino spumante.

Il prossimo passo nella ricerca sullo champagne consiste nel creare un modello matematico completo della dissipazione di CO2 durante il processo di mescita, che includa i vari modi in cui la CO2 viene rilasciata durante il travaso in bicchiere. Questo modello è in fase di realizzazione, secondo Guillaume Polidori. “Non posso rivelare troppo, però ci stiamo lavorando. Se riusciremo nell'impresa, sarebbe una scoperta molto utile, perché i produttori di bicchieri potrebbero utilizzare quel modello per progettare il bicchiere da champagne perfetto".

Articolo scritto grazie ai seguenti riferimenti: Approccio fisico-chimico all'effervescenza nei vini Champagne, Liger-Belair, G. 2002 Annales de Physique 27 (4) 4. Fonti di alcune figure e immagini: Perdite di CO2 disciolta durante il servizio dello champagne, da Liger-Belair, G., Bourget, M., Villaume, S., Jeandet, P., Pron, H., Polidori, G. 2010 Journal of Agricultural and Food Chemistry 58 (15), pp. 8768-8775.