Сегодня в магазинах представлено огромное количество газированных напитков: алкогольные и безалкогольные, сладкие, кислые, без подсластителей, горькие. Некоторые люди терпеть не могут газированные напитки, другие же пьют нарзаны от всего на свете и даже готовы провести несколько часов в самолетах, поездах или машинах, чтобы добраться до источников, где можно набрать воды природной газации. Разбираемся, как в воду попадают газы и есть ли от них эффект.

Откуда в воде газы?

Чаще всего в пузырьках газированных напитков содержится углекислый газ — CO2. В воду (и другие напитки) он может попадать двумя путями: в результате природной газации и искусственной (также называемой карбонизацией). Изначально человечеству была известна только природная газация — воду с газом и сегодня можно найти в природе, например в известной Долине нарзанов.

В природе газация и минерализация воды происходят в результате химических реакций, когда вода продвигается под землей по естественным маршрутам и взаимодействует с различными горными породами, например магматическими, как в случае с «Боржоми». В ходе движения воды происходят реакции ионного обмена, смешение ледниковых вод с минерализованными водами. Углекислый газ в пузырьках является продуктом как раз такой химической реакции, когда CO3 (триоксид углерода) взаимодействует с водой и преобразуется в CO2. В некоторых случаях углекислый газ попадает в воду не из соединений, а напрямую — он находится в подземных резервуарах (например, в породе вулканов) и «подталкивает» минеральную воду, проходящую через горную породу, вверх.

О пользе минеральной воды, которая за время своего путешествия насыщается не только газом, но и микроэлементами, говорили давно. Ею рекомендовали лечить все, от гастрита до сифилиса; правда, только ближе к XX столетию ученым удалось разобраться, какой состав воды подойдет для оздоровления организма, а какой можно использовать в лучшем случае для наружного применения.

В XVIII–XIX веках бутилированная газированная вода была довольно дорогим удовольствием. Она очень быстро выдыхалась и приезжала к столам богатых господ уже без пузырьков. Тогда ученые решили разработать способ искусственной газации воды, который сегодня применяется большинством производств газированных напитков (даже на заводе «Боржоми» для продления природной газации).

Искусственная газация воды

Первые попытки искусственной газации воды и других напитков начали предпринимать еще в XVIII столетии. Тогда за основу брали процесс газации, получавшийся в результате брожения. В этом случае углекислый газ образовывался в напитках в результате дыхания дрожжей — анаэробных организмов, получающих продукты для клеточного дыхания из химических соединений окружающей среды.

В 1764 году ирландский химик доктор Макбрайд наполнил воду углекислым газом в рамках серии экспериментов по ферментации и гниению. В 1766 году Генри Кавендиш изобрел аэратор, который вдохновил Джозефа Пристли на проведение собственных экспериментов с газированной водой.

Так, в 1767 году английский философ и естествоиспытатель Джозеф Пристли, несколькими годами ранее открывший кислород и первым изучивший процесс фотосинтеза, открыл метод насыщения воды углекислым газом. Газацию воды он проводил путем переливания воды над пивным чаном на местной пивоварне в Лидсе. Воздух, покрывающий бродящее пиво, называемый «неподвижным воздухом», имеет высокое содержание углекислого газа.

Пристли обнаружил, что обработанная таким образом вода имеет приятный вкус, и предлагал ее друзьям в качестве прохладного освежающего напитка. В 1772 году Пристли опубликовал статью под названием «Пропитка воды фиксированным воздухом», в которой он описывает капанье «купоросного масла» (серной кислоты) на мел для получения углекислого газа и растворение газа в перемешиваемой чаше с водой. Пристли называл изобретение этой очищенной воды своим «самым счастливым» открытием.

Аппарат Пристли, очень похожий на аппарат, изобретенный Генри Кавендишем пятью годами ранее, имел камеру между генератором и абсорбционным резервуаром для регулирования потока углекислого газа, это была довольно компактная конструкция, которая постепенно разрасталась. К 1781 году газированная вода начала производиться в больших масштабах с созданием компаний, специализирующихся на производстве искусственной минеральной воды. Первая фабрика была построена Томасом Генри из Манчестера. Генри заменил абсорбционный резервуар в системе Пристли большими мехами.

Чуть позже Йохан Якоб Швеппе разработал процесс производства газированной минеральной воды в бутылках на основе открытия Пристли и основал компанию Schweppes в Женеве в 1783 году. Швеппе считал Пристли «отцом нашей отрасли». В 1792 году он переехал в Лондон, чтобы развивать там бизнес.

В 1799-м стал активно использоваться еще один способ газации — химический. В этом варианте с целью удешевления производства для добавления в воду пузырьков стали применять пищевую соду. В 1799 году Августин Туэйтс основал компанию Thwaites' Soda Water в Дублине. В статье London Globe утверждается, что эта компания первой запатентовала и продала газированную воду под этим названием. В статье говорится, что жарким летом 1777 года в Лондоне «газированные воды» хорошо продавались, но о «содовой воде» еще не было упоминания, хотя первые шипучие напитки, вероятно, изготавливались с использованием «содовых порошков», содержащих бикарбонат соды и винную кислоту. Название «содовая вода» возникло из-за того, что сода (карбонат или бикарбонат натрия) часто добавлялась для регулировки вкуса и pH.

Современная газированная вода производится путем введения в воду углекислого газа под давлением. Давление увеличивает растворимость и позволяет растворить больше углекислого газа, чем это было бы возможно при стандартном атмосферном давлении. Когда бутылка открывается, давление сбрасывается, позволяя газу выходить из раствора, образуя характерные пузырьки.