Από το ανθρακούχο νερό στα αναψυκτικά και τα τεχνητώς αφρώδη οινοπνευματούχα
Το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) είναι αέριο με εξαιρετική σημασία για την προβιοτική σύνθεση των οργανικών ενώσεων, υπεύθυνο για το ήπιο ατμοσφαιρικό κλίμα και την ανάπτυξη της ζωής στον πλανήτη Γη. Αποτελεί κοινό προϊόν καύσης όλων των οργανικών, όπως προϊόν καταβολισμού κάθε αερόβιου οργανισμού. Είναι ένα σταθερό, άχρωμο και άοσμο αέριο και κανονικό συστατικό της γήινης ατμόσφαιρας. Εδώ θα μας απασχολήσει η χρήση του στα (αλκοολούχα και μη) ποτά.
Στοιχεία ιστορίας, εν συντομία:
Τον 17ο αιώνα, ο Φλαμανδός ιατρός και χημικός Baptist van Helmont (1579-1644) παρατήρησε ότι όταν καιγόταν ο άνθρακας (κάρβουνο, ξύλο) σε κλειστό δοχείο, η μάζα της στάχτης που προέκυπτε ήταν κατά πολύ μικρότερη από εκείνη του αρχικού ανθρακούχου υλικού. Η ερμηνεία που έδωσε ήταν ότι ένα τμήμα του άνθρακα μετατράπηκε σε κάποιο είδος “αόρατου” αερίου, το οποίο ονόμασε gas (χάος).
Κατά τη δεκαετία 1750-1760, ο Σκωτσέζος φυσιολόγος Joseph Black (1728-1799) πρόσεξε ότι το ανθρακικό ασβέστιο (ασβεστόλιθος, CaCO3) κατά την ισχυρά θέρμανσή του ή κατά την κατεργασία του με οξέα παράγει ένα αέριο, το οποίο ονόμασε fixed air (σταθεροποιημένο αέρα).
Θεωρείται ότι ο πρώτος άνθρωπος που εμπότισε το νερό με διοξείδιο του άνθρακα ήταν ο William Brownrigg τη δεκαετία του 1740. Ο Joseph Priestley εφηύρε το ανθρακούχο νερό, ανεξάρτητα και τυχαία, το 1767, όταν ανακάλυψε μια μέθοδο έγχυσης νερού με διοξείδιο του άνθρακα αφού είχε αιωρήσει ένα μπολ με νερό πάνω από έναν κάδο μπύρας σε ένα ζυθοποιείο στο Leeds του Yorkshire (κατά τη ζύμωση σακχαρούχων χυμών παράγεται διοξείδιο του άνθρακα). Έγραψε για την «ιδιόμορφη ικανοποίηση» που βρήκε όταν το πίνει, διαπιστώνοντας την ευχάριστη όξινη γεύση του (pH: 3 έως 4) και τις “δροσιστικές” ιδιότητές του, και το 1772 δημοσίευσε μια εργασία με τίτλο «εμποτίζοντας το νερό με σταθεροποιημένο αέρα». Πάντως, μόλις το 1781 άρχισε να παράγεται ανθρακούχο νερό σε μεγάλη κλίμακα με την ίδρυση εταιρειών που ειδικεύονται στην παραγωγή τεχνητού μεταλλικού νερού. Το πρώτο εργοστάσιο κατασκευάστηκε από τον Thomas Henry στο Μάντσεστερ της Αγγλίας. Ενώ η ανακάλυψη του Priestley οδήγησε τελικά στη δημιουργία της βιομηχανίας αναψυκτικών – η οποία ξεκίνησε το 1783 όταν ο Johann Jacob Schweppe ίδρυσε την εταιρία Schweppes (γνωστή ως σήμερα) για να πουλήσει εμφιαλωμένο νερό με ανθρακικό – ο ίδιος δεν επωφελήθηκε οικονομικά από την εφεύρεσή του. Έλαβε πάντως επιστημονική αναγνώριση με μετάλλιο από το Συμβούλιο της Βασιλικής Εταιρίας της Αγγλίας το 1773.
Όπως είναι λογικό, δεν άργησαν να εμφανιστούν και τα αεριούχα αναψυκτικά όπως λεμονάδα (1845) ή κόλα (1885). Όλα αυτά συνοδεύτηκαν από προόδους στον τομέα της εμφιάλωσης (καπάκια φιαλών). Να σημειωθεί βέβαια, ότι τα αλκοολούχα αφρώδη ποτά, ήταν γνωστά από πολύ νωρίτερα, πράγμα που θα μας απασχολήσει στο Β μέρος.
Η πλήρωση των ποτών με διοξείδιο του άνθρακα γίνεται με προσθήκη CO2 (υγροποιημένο υπό πίεση σε φιάλες). Σε πίεση 1 atm και στους 25ºC η διαλυτότητα του CO2 είναι 1,45 g/L, η οποία υπερδιπλασιάζεται στους 0 ºC. Για το λόγο αυτό η πλήρωση γίνεται σε ποτά με θερμοκρασία οπωσδήποτε μικρότερη των 8 ºC. Χαρακτηριστική είναι η ιδιότητα του CO2 να σχηματίζει υπέρκορα υδατικά διαλύματα (που περιέχουν περισσότερο ανθρακικό απ’ ότι ορίζει η διαλυτότητά του), τα οποία χάνουν το επιπλέον CO2 με ισχυρή ανάδευση (όπως παρατηρούμε όταν ανακατεύσουμε έντονα ένα ανθρακούχο ποτό). Η πρακτική αυτή δεν διαφέρει από μη αλκοολούχα σε αλκοολούχα ποτά. Στην περίπτωση των αλκοολούχων ποτών όμως (οίνος, ζύθος), έχουμε και την δυνατότητα δημιουργίας ανθρακικού σε σφραγισμένη φιάλη, οπότε τα ονομάζουμε «φυσικώς αφρώδη».
Η συνέχεια στο Β μέρος.
Βιβλιογραφία:
Η χημική ένωση του μήνα: Διοξείδιο του άνθρακα http://195.134.76.37/chemicals/chem_carbondioxide.htm
Wikipedia (αγγλικά), το ανθρακούχο νερό https://en.wikipedia.org/wiki/Carbonated_water