Почему пузырится газировка: как углекислый газ ведёт себя в напитке
Почему пузырится газировка? В основе явления — закон Генри: растворимость газа в жидкости прямо пропорциональна давлению над этой жидкостью. При производстве в напиток закачивают углекислый газ под давлением 3–5 атмосфер и герметично укупоривают. Как только крышку открывают, давление падает до атмосферного, растворимость CO2 резко снижается, и «лишний» газ стремится покинуть жидкость, образуя пузырьки.
Закон Генри и карбонизация
Уильям Генри сформулировал свой закон в 1803 году: количество газа, растворённого в единице объёма жидкости, пропорционально его парциальному давлению над этой жидкостью. При температуре +4 °C и давлении 4 атмосферы в одном литре воды растворяется около 8 граммов CO2. При открытии бутылки и снижении давления до 1 атмосферы растворимым остаётся лишь около 1,7 г на литр, остальное должно выделиться.
На производстве напиток охлаждают перед карбонизацией именно потому, что холодная вода растворяет CO2 лучше, чем тёплая. Готовую газировку разливают в ПЭТ-бутылки или стеклянную тару под тем же давлением, которое поддерживалось при насыщении. В запечатанной бутылке над поверхностью напитка сохраняется небольшой объём газовой фазы с тем же давлением: именно это и удерживает газ в растворе до открытия.
Почему пузырьки образуются в определённых местах
Если бы вода была идеально чистой и гладкой, пузырькам было бы крайне сложно образоваться: для нуклеации (зарождения пузырька) требуется центр кристаллизации, небольшая неровность или частица, где молекулы газа могут «собраться» вместе. В обычном стакане роль таких центров играют царапины на стекле, микропузырьки воздуха, прилипшие к поверхности, и даже белковые волокна из воздуха.
Именно поэтому в чистом бокале цепочка пузырьков всегда тянется из одной точки на дне или стенке: это конкретная царапина или микродефект, который непрерывно питает поток газа. В новом чистом бокале пузырьков почти не видно, хотя газ всё равно выделяется с поверхности жидкости.
Что будет, если взболтать газировку
При встряхивании бутылки давление внутри не меняется, но значительно увеличивается площадь границы раздела жидкость-газ: мелкие пузырьки, раздробившись и перемешавшись, создают огромное количество центров нуклеации. Когда такую бутылку открывают, выход газа происходит стремительно: давление внутри моментально падает, все накопленные центры одновременно начинают генерировать пузырьки, и напиток буквально выплёскивается.
В пищевой промышленности используют ещё один способ ускорить выделение газа: добавить что-то с пористой поверхностью. Именно так работает знаменитый опыт с мятными конфетами «Ментос» в коле: поверхность конфеты покрыта тысячами микропор, которые мгновенно создают миллионы центров нуклеации. За несколько секунд из бутылки выделяется большая часть растворённого CO2.
Влияние температуры и состава на газирование
Температура напитка сильно влияет на ощущение газированности. Холодный напиток (+4–6 °C) удерживает больше CO2 и «шипит» мягче, медленнее теряя газ. Тёплый напиток (+20 °C и выше) быстро выпускает CO2 в виде крупных пузырей, пена нарастает стремительно, и газировка кажется более «агрессивной» на вкус. Отчасти поэтому принято подавать газированные напитки охлаждёнными.
Состав жидкости тоже имеет значение: растворённые сахара и кислоты немного снижают растворимость CO2, а спирт, напротив, повышает. В газированном вине (игристые вина типа шампанского) CO2 образуется непосредственно в бутылке в ходе вторичного брожения: дрожжи перерабатывают добавленный сахар и выделяют углекислый газ, который запечатывается под пробкой. Российские игристые вина по ГОСТ Р 51158-2009 должны иметь избыточное давление не менее 3 атмосфер при температуре 20 °C — именно этот показатель гарантирует фонтанчик пузырьков при открытии бокала.
