Всё хорошо, что в меру

Гиппократ

Что может быть приятнее в знойный летний день, чем глоток прохладной газировки? Ведь стакан освежающей жидкости, в котором искрятся, переливаются и всплывают газовые пузырьки, не только утоляет жажду, но зачастую создаёт видимость праздника. Это удивительное сочетание жидкости и газа вот уже почти две с половиной сотни лет несёт людям облегчение и повышает настроение. Так почему бы нам не вспомнить создателя искусственной газированной воды – Джозефа Пристли – и хотя бы мысленно поблагодарить его за ту радость, которую несёт нам этот, на первый взгляд нехитрый, напиток?

Британский священник, философ-материалист, естествоиспытатель и общественный деятель Джозеф Пристли (1733–1804) вошёл в историю, прежде всего, как выдающийся химик. Именно он в течение 1772–1774 гг. впервые получил хлористый водород, аммиак и закись азота (так называемый веселящий газ – первый применённый в хирургической практике анестетик), в 1774 году почти одновременно со шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле (1742–1786) открыл кислород, а вскоре получил в чистом виде фтористый кремний, сернистый газ (1775 г.) и оксид углерода (II) – угарный газ (1799 г.). Вот как он описал свои первые ощущения от открытого им кислорода: «У меня было ощущение необычной лёгкости в моей груди и свободы дыхания. Кто знает, не станет ли вскоре этот новый воздух (так Пристли назвал открытый им газ – И. М.) новым удовольствием. Пока же только две мыши да я имели привилегию дышать им».

Некоторые источники приписывают Пристли и открытие углекислого газа – оксида углерода (IV). Однако углекислый газ был открыт в 1754 году шотландцем Джозефом Блэком (1728–1799), а Пристли просто более подробно изучил его свойства и выделил в чистом виде. В частности в 1771 году Пристли сделал замечательное открытие: он подметил, что зелёные растения на свету не только продолжают жить в заполненной углекислым газом атмосфере, но даже делают её пригодной для дыхания. Классический опыт Пристли с живыми мышами под колпаком, где воздух «освежается» зелёными ветками, вошёл во все элементарные учебники естествознания и лежит у истоков учения о фотосинтезе.

Ему также принадлежит ряд работ по истории науки (учения об электричестве и оптике) и по проблемам методологии научного исследования. Также он был последователем теории флогистона – невидимого вещества, содержащегося в каждом теле, способном гореть, и выделяющемся при его горении (эту теорию он так и не смог объяснить).

…Джозеф Пристли родился в английском городке Филдхед графства Йоркшир в семье ткача. По окончании духовной академии он стал священником. Знание девяти иностранных языков (французского, итальянского, немецкого, латыни, древнегреческого, древнееврейского, арабского, сирийского и халдейского) во время учёбы смог изучать труды как современных, так и древних учёных, благодаря чему стал высокообразованным для своего времени человеком.

Получив образование, Пристли начал отстаивать идеи веротерпимости. Он выступал против английского колониального господства в период Войны за независимость в Северной Америке 1775–1783, приветствовал Великую французскую революцию. В силу своей активной гражданской позиции и постоянных преследований в 1794 году был вынужден эмигрировать в США.

Любопытно, но Пристли вначале не очень-то интересовался наукой, однако всё изменилось в 1766 году после его встречи с одним из самых видных учёных того времени Бенджамином Франклином, который и пробудил в нём интерес к научным исследованиям. Вскоре Пристли установил, что графит может проводить электрический ток. А уже в 1767 году по предложению Франклина Пристли написал монографию «История учения об электричестве», за которую он был избран почётным доктором Эдинбургского университета. Научные заслуги Пристли были высоко оценены многими странами. Так, в 1767 году он был избран членом Лондонского королевского общества, в 1772 году – членом Парижской Академии наук; а в 1780 году – почётным членом Петербургской Академии наук.

А что же «газировка»? Её секрет, как нередко бывало с тем, что со временем получало всеобщее признание, Джозефом Пристли был открыт совершенно случайно. Наблюдая за работой местной пивоварни, он заинтересовался пузырьками, которые выделялись в производстве пива при сбраживании сусла. Учёный попробовал собрать заинтересовавший его газ в наполненные водой ёмкости, которые он разместил над чанами с варящимся пивом. Попробовав насыщенную газом воду, Джозеф был поражён её необычно приятным резковатым вкусом.

Как это не покажется странным, но именно за открытие «газировки» в 1772 году Джозеф Пристли, опубликовавший в том же году научную работу «Пропитка воды связанным воздухом», стал членом Парижской Академии наук, а в следующем году получил медаль Лондонского королевского общества.

Спустя пару лет английский священник сконструировал аппарат, позволяющий насыщать воду пузырьками углекислого газа, и назвал его сатуратором (от лат. saturo – насыщаю, наполняю). В 1776 году Пристли собственноручно изготовил первую бутылку газированной воды. После этого газировку можно было уже получать в масштабах, намного превышающих возможности научной лаборатории.

Достаточно быстро изобретённые Джозефом Пристли газированные напитки начали находить всё больше почитателей. И это неспроста, ведь эти напитки отличались своеобразным приятным вкусом, освежающими свойствами и так называемой игристостью (интенсивным и продолжительным выделением пузырьков газа). Кроме того, поскольку углекислый газ обладает консервирующим действием, повысилась и стойкость напитков при хранении. Заслуга Пристли заключается в том, что он предложил газированную воду с искусственным (принудительным) насыщением её газом, в то время, как до него были известны лишь напитки (например, пиво, хлебный квас, сидр, игристые вина, бутылочное шампанское), насыщаемые углекислым газом, выделяющимся в результате брожения (так называемое естественное, или химическое, насыщение) либо природные минеральные воды, насыщенные газом в естественных условиях. Пристли же разработал метод механической газации напитков углекислым газом (питьевая вода, фруктовые и минеральные воды, а также газированные, или шипучие, вина), при этом, в отличие от природной газированной воды он мог не только изменять присутствующий в воде газ, но и регулировать его содержание в ней.

Последователем Джозефа Пристли в области производства «бурлящих» напитков стал Иоганн Якоб Швепп (1740–1821), немец по происхождению, переехавший в 1765 году в Женеву и открывший там небольшую лавку по изготовлению и продаже ювелирных изделий и часов. Приверженец ясной головы, он с юности мечтал создать безалкогольное шампанское – с пузырьками, похожее на традиционное, но не содержащее спирта. Для этого ему понадобились около двадцати лет утомительных поисков, и вот в 1783 году Швепп изобрёл промышленную установку для производства газированной воды и положил начало индустрии безалкогольных напитков. Запатентовав в том же 1783 году искусственно насыщенную углекислым газом воду как лечебное средство, он начал продавать её на территории Швейцарии. При этом новый напиток, как и привычная уже на то время минеральная вода, распространялся исключительно через аптеки.

В 1790 году вместе с несколькими партнёрами Швепп основал в Женеве фабрику по производству газированной воды. Однако довольно скоро он понял, что в Англии спрос на его продукцию будет намного выше, поскольку англичане всегда отличались своим пристрастием к бренди, и Швепп рассчитывал заполнить своей газированной водой нишу разбавителей этого популярного на Туманном Альбионе алкогольного напитка.

В Англию Швепп вместе со своим производством переехал в 1792 году и основал процветающую до сих пор компанию, которая стала продавать газировку в стеклянных сосудах с рельефным логотипом. Дела фирмы шли так хорошо, что выпускаемый ею под товарным знаком «Schweppes» напиток даже использовали при лечении малярии в Британской Индии, а в 1831 году в соответствии с привилегией короля Вильгельма IV, компания «J. Schweppes & Со» стала поставщиком газированных напитков к королевскому двору Великобритании.

Разнообразить вкус воды «подсказали» химики: в 1784 году из лимонного сока была впервые выделена лимонная кислота, и в 1833 году в Англии появились в продаже первые газированные лимонады. Хотя в США, в Филадельфии, ещё в 1807 году врач Филипп Синг Физик (тот самый, который в 1795 году провёл первое переливание крови от человека к человеку) уже прописывал пациентам облагороженную сиропом газированную воду. Изготовлял он её по рецепту аптекаря Таунсенда Спикмена. Однако широкого распространения этот напиток у американцев тогда не получил, поскольку технология её изготовления была примитивной, а аппарат Швеппа всё ещё оставался большим секретом.

Проблему решил молодой иммигрант из Англии Джон Мэтьюс, который позднее получил прозвище Короля автомата с содовой – The Soda Fountain King. В 1832 году он спроектировал достаточно простой и эффективный сатуратор, а также разработал технологию получения углекислоты. И после этого начался настоящий бум на разработку новых составов газированных напитков, а газированная вода начала своё действительно триумфальное шествие по планете. Причём законодателями моды здесь чаще всего становились аптекари и фармацевты. Прежде всего они стремились улучшить лечебные свойства минеральных вод и искусственных газировок, добавляя компоненты не только из лимона или имбиря, но и из берёзовой коры, одуванчика, коки…

8 мая 1886 года аптекой Джекобса в Атланте (США) впервые был продан сироп с газировкой по рецепту фармацевта Джона Стита Пембертона (1831–1888) из Джорджии, «тоника, избавляющего от головной боли и успокаивающего нервы», которому Фрэнк Робинсон придумал название «Кока-Кола» (англ. «Coca-Cola»), в начале третьего тысячелетия объём продаж которой составил почти 100 млн. литров, а сам напиток стал продаваться более чем в двухстах странах!

В 1887 году в Тифлисе аптекарь Митрофан Лагидзе начал изготавливать газировку с примесью натуральных сиропов – вишнёвого, грушевого, лимонного. А позднее была использована и новая добавка – ароматный экстракт эстрагона. Так появился любимый многими «Тархун».

В СССР промышленный выпуск сладкой газировки, разливаемой в стеклянные бутылки, начался в 1920-х годах: «Дюшес», «Крем-сода», «Ситро». Позже появились «Лимонад», «Байкал», «Саяны», «Буратино». Эти напитки для многих поколений стали символами детства…

Любопытно, но отношение к газировке в некоторых странах зависело даже от политики. Так, производство газированных безалкогольных напитков в США после начала Первой мировой войны резко сократилось, поскольку правительство США определило газировку как товар, не имеющий исключительного значения для обеспечения здорового питания американцев. Аналогичное решение власти США приняли и во время Второй мировой войны. Однако, поскольку американцы к началу 1940-х годов не на шутку пристрастились к такого рода питью (газированные напитки в обязательном порядке входили в рацион американских солдат), промышленное производство газированных напитков работало безостановочно. Марк Пендерграст, автор книги «За Бога, Страну и „Кока-Колу”» (Mark Pendergrast, «For God, Country & Coca-Cola») свидетельствует, что на фронте у американских солдат могли быть перебои с патронами и бинтами, однако им всегда вовремя доставляли положенные бутылочки с «колой». Сегодня же каждый американец потребляет около двухсот литров газированной воды в год.

Не менее популярной до недавнего времени газировка была и на территории бывшего Советского Союза: трудно было найти достаточно крупный населённый пункт, на улицах которого не стояли бы автоматы по продаже газированной воды (по одной копейке за стакан воды без сиропа и по три – с сиропом). А в городах нередко работали (обычно в подвальных помещениях многоэтажных домов) и небольшие специальные станции по заправке газировкой перезаряжаемых стеклянных или металлических сифонов. При этом стеклянные сифоны во время заправки для безопасности помещались в защитные жестяные кожухи (реже использовались сифоны со сменными баллончиками с углекислотой для приготовления газировки «не выходя из дома»). Сегодня же газировка продаётся чаще всего в пластиковых бутылках самой различной ёмкости. Как говорится, спрос рождает предложение. К сожалению, нередко отечественная (не говоря уже об импортной) газировка стоит дороже молока!

Сегодня в зависимости от степени насыщения углекислым газом (хотя также производится газированная вода, насыщенная кислородом либо смесью углекислого газа и закиси азота) существуют три вида газированной воды: слабогазированная (массовая доля углекислого газа от 0,2 до 0,3 %); среднегазированная (0,3–0,4 %); сильногазированная (более 0,4 %). Для наиболее распространённых видов газированных напитков степень их насыщения углекислым газом обычно составляет 5–10 г/л.

Почему же в запечатанной бутылке пузырьки газа не видны, а её открывание нередко сопровождается бьющим во все стороны фонтаном? А всё дело в том, что содержимое бутылки находится под давлением. А поскольку растворимость газа понижается с уменьшением давления и ростом температуры, то при откупоривании бутылки давление в ней резко падает до атмосферного, и избыток растворённого в воде углекислого газа интенсивно выделяется. Также выделению газа способствует нагревание и механическое воздействие на воду, например, встряхивание бутылки либо перемешивание воды в стакане.

...Организм человека в среднем на 60 % состоит из воды. Для поддержания водного равновесия каждый из нас ежедневно пьёт различные напитки. Кто-то предпочитает кофе, кто-то чай, пиво, соки либо газировку. Основу любого напитка составляет вода. Однако не следует забывать о том, что помимо воды в напитках содержатся и другие вещества. Воздействие этих веществ на человеческий организм может быть различным, в зависимости от регулярности и объёма употребления того или иного напитка. Что касается чрезвычайно популярной и доступной газировки, то, безусловно, взрослому здоровому человеку небольшое её количество не повредит. Но частое употребление больших количеств газированной воды (особенно сладкой) может неблагоприятно отразиться на здоровье. Это объясняется тем, что у многих газированных напитков имеется кисло-сладкая основа. Иными словами, в них содержится какое-то количество сахара (либо его заменителя) и кислоты. Например, в баночке пепси-колы ёмкостью 0,33 л растворено 8 кусочков сахара, а кока-колы – 6,5. Поэтому чрезмерное увлечение сладкой газированной водой может привести к ожирению и сахарному диабету, повышению артериального давления и постепенному разрушению зубов. Мало того, оказывается, и напиться-то газировкой достаточно сложно. Дело в том, что пузырьки газа, раздражая слизистую и гортань, способствуют новым приступам жажды. Кроме того, содержащиеся в напитках сахар и подсластители (чаще всего это сахарин, аспартам, цикломат, ацесульфат калия) оставляют сладкое послевкусие, не способствующее утолению жажды. В результате газировку хочется пить снова и снова.

Также в газированные напитки нередко добавляют различные кислоты: лимонную или яблочную, реже – ортофосфорную. Но именно ортофосфорная кислота приводит к вымыванию из костей кальция, в результате чего костная ткань постепенно ослабляется, а кости становятся хрупкими и легче ломаются. Мало того, содержимое некоторых газированных напитков может даже постепенно разъесть корпус заполненных ими алюминиевых баночек (что тогда говорить о менее стойких человеческих органах?). Не следует забывать и о всевозможных красителях, ароматизаторах и консервантах.

И наконец, обязательным компонентом любой газированной воды является углекислый газ. Сам по себе он безвреден, но его присутствие в воде возбуждает желудочную секрецию, повышает кислотность желудочного сока и провоцирует обильное выделение газов. Поэтому людям с болезнями желудочно-кишечного тракта перед употреблением любой газированной воды лучше максимально выпускать из неё газ (это касается не только столовой, но даже и минеральной воды).

Иными словами, всё хорошо в меру. Это касается и любимых многими газированных напитков. И хорошо, если бы современная газировка стала такой же вкусной, дешёвой и безвредной, как в нашем детстве. А ещё лучше помнить, что единственный безопасный компонент многочисленных газированных напитков – это обыкновенная, не имеющая ни вкуса, ни запаха, ни цвета, но такая необходимая вода!

Источники информации
1. Биографии великих химиков / пер. с нем. под ред. Н. В. Быкова. – М.: Мир, 1981.
2. Волков В. А. Выдающиеся химики мира / В. А. Волков, Е. В. Вонский, Г. И. Кузнецова. – М.: Высш. шк., 1991.
3. Руднев Константин. Буря в стакане воды (Как английский священник изобрёл газировку) / Константин Руднев // Тайны прошлого: еженедельник. – 2014. – № 31 (181).
4. Пристли, Джозеф. Википедия. – Дата доступа: 11.08.2015. – Название с экрана.
5. Швепп, Якоб. Википедия. – Дата доступа: 11.08.2015. – Название с экрана.

И.О. Микулёнок, доктор технических наук, профессор, КПИ им. Игоря Сикорского