Gazlı Su

Gazlı su, aynı zamanda köpüklü su veya soda suyu olarak da bilinen, basınç altında çözünmüş karbondioksit gazı içeren, bunun sonucunda efervesans (köpürme) oluşumu ve karbonik asit oluşumu nedeniyle hafif keskin, asidik bir tada sahip olan sudur.^[1]^[2] Bu işlem, karbondioksitin jeolojik kaynaklardan emildiği belirli mineral kaynaklarında bulunan doğal karbonatlaşma sürecini taklit eder.^[1] Sade gazlı su, ilave şeker, aroma veya kalori içermez ve bu özelliğiyle tatlandırılmış meşrubatlardan ayrılır; ancak club soda gibi çeşitleri tat için sodyum bikarbonat gibi az miktarda mineraller içerebilir.^[3]^[4]

Gazlı suyun tarihi, Yunanistan ve Roma‘daki antik medeniyetlerin doğal olarak köpüren mineral kaynaklarının terapötik özelliklerini fark edip, bunları sindirim sorunları ve eklem ağrıları gibi rahatsızlıkları tedavi etmek için kullandığı 2.000 yıl öncesine dayanmaktadır.^[1] 18. yüzyılda bilimsel gelişmeler yapay üretimi mümkün kılmıştır: İngiliz kimyager Joseph Priestley, 1772’de sülfürik asit ve tebeşir kullanarak suyu karbondioksit ile infüze eden bir yöntem icat etmiş ve Royal Society’den takdir görmüştür.^[1]^[2] Bu yöntem kısa süre sonra 1780’lerde Jacob Schweppe tarafından basınçlı bir pompa sistemi aracılığıyla ticarileştirilmiş, böylece şişelenmiş gazlı su Avrupa ve ötesinde popüler bir içecek haline gelmiştir.^[1]

Üretim süreci, suyun Dünya Sağlık Örgütü veya FDA tarafından belirlenen standartları karşılayacak şekilde saflaştırılmasını, ardından doygunluk elde etmek için otomatik sistemlerde yüksek basınç altında—tipik olarak litre başına 1,5 ila 5 gram—karbondioksit enjekte edilmesini içerir.^[3] Mineral kaynaklarından elde edilenler gibi doğal olarak gazlı sular, kalsiyum ve magnezyum gibi jeolojik mineralleri korurken, yapay versiyonlar işlenmiş su kullanır ve sonradan güçlendirilebilir.^[2] Günümüzde kokteyllerde çok yönlü bir karıştırıcı, durgun suya aromalı bir alternatif ve şekerli gazlı içeceklere daha sağlıklı bir ikame olarak hizmet etmekte olup, küresel tüketim sağlık bilincine dayalı trendlerle yönlendirilmektedir.^[5]

Sağlık etkileri açısından, sade gazlı su genellikle güvenli ve hidrasyon sağlayıcıdır; kalori veya ilave şeker içermediğinden, çocuklar ve yetişkinler için diyet kılavuzlarında önerilen bir seçenektir.^[4]^[5] Çalışmalar, sade suya kıyasla oral pH seviyesini önemli ölçüde değiştirmediğini veya bakteriyel büyümeyi teşvik etmediğini göstermektedir; ancak asidik varyantların sık tüketimi, diş minesi için küçük riskler oluşturabilir.^[4] Genel olarak kanıtlar, susuzluğu giderme ve düşük riskli bir içecek seçeneği olarak nötr ila olumlu etkilere işaret etmektedir.^[2]^[3]

Kompozisyon ve Kimya

Kimyasal Kompozisyon

Gazlı su, basınç altında çözünmüş karbondioksit (CO₂) gazı içeren sudan oluşur; bu durum tersinir bir kimyasal reaksiyon yoluyla kısmi karbonik asit (H₂CO₃) oluşumuna yol açar.^[6] Birincil reaksiyon şöyledir:

$$ \mathrm{CO_2 (g) + H_2O (l) \rightleftharpoons H_2CO_3 (aq)} $$

CO₂’nin hidrasyonu olarak bilinen bu denge, 25°C’de denge sabiti $ K_h = 1.70 \times 10^{-3} $ değerine sahiptir; bu da çözünmüş CO₂’nin sadece küçük bir kısmının H₂CO₃’e dönüştüğünü gösterir.^[7] Ortaya çıkan karbonik asit zayıf bir şekilde ayrışarak hidrojen iyonları (H⁺) salar ve CO₂ konsantrasyonu ile sıcaklığa bağlı olarak çözeltinin pH değerini tipik olarak 3,5–5,5’e düşürür.^[8]

Gazlı sudaki varyasyonlar, sade CO₂ çözünmesinin ötesinde kimyasal profilini değiştiren diğer bileşiklerin eklenmesinden veya doğal varlığından kaynaklanır. Seltzer suyu, ek mineraller veya tatlar içermeyen, sadece CO₂ ile karbonatlanmış saflaştırılmış sudur.^[9] Buna karşılık, Club soda, tadı iyileştirmek ve doğal efervesansı taklit etmek için sodyum ve potasyum gibi iyonlar sağlayan sodyum bikarbonat (NaHCO₃), sodyum klorür (NaCl), potasyum sülfat (K₂SO₄) ve disodyum fosfat (Na₂HPO₄) gibi ek mineral tuzları içerir.^[10] Bu tuzlar tipik olarak küçük miktarlarda eklenir; sodyum içeriği ticari formülasyonlarda litre başına 75–250 mg arasında değişir ve üretim sırasında saflaştırılmış mineral bileşiklerinden elde edilir.^[10] Tonik suyu, kinin (kınakına kabuğundan elde edilir) ile tatlandırılmış ve genellikle 250 ml porsiyon başına 20–30 gram seviyelerinde şeker veya yüksek fruktozlu mısır şurubu ile tatlandırılmış, ayrıca ekşilik için sitrik asit içeren gazlı sudur.^[11]^[12] Yeraltı akiferlerinden elde edilen doğal gazlı maden suyu, jeolojik süreçlerden kaynaklanan doğal çözünmüş CO₂’nin yanı sıra kalsiyum, magnezyum, sodyum, potasyum, bikarbonat, sülfat ve klorür gibi mineraller içerir ve bileşimleri kaynağa göre değişir (örneğin, volkanik kaynak sularında daha yüksek bikarbonat seviyeleri).^[13]

Fiziksel Özellikler

Gazlı su, öncelikle karbondioksit (CO₂) gazının yüksek basınç altında suda çözünmesi nedeniyle belirgin fiziksel özellikler sergiler; bu durum onun çözünürlüğünü, efervesansını, duyusal özelliklerini ve yoğunluk ile viskozite gibi kütlesel özelliklerini etkiler.^[14]

CO₂’nin sudaki çözünürlüğü, çözünmüş CO₂ konsantrasyonunun (C), sıvının üzerindeki kısmi basınca (P) orantılı olduğunu belirten Henry Yasasını izler:

$$ C = k \cdot P $$

Burada $ k $, 25°C’de yaklaşık 0,034 mol/L/atm olan Henry sabitidir.^[14] Bu ilişki, karbonasyon sırasındaki artan basıncın, atmosferik koşullara kıyasla aşırı doymuş bir çözelti oluşturarak daha fazla CO₂’nin çözünmesine nasıl izin verdiğini nicelendirir. Çözünürlük artan sıcaklıkla azalır, çünkü yüksek termal enerji gaz-sıvı etkileşimlerini bozar; oysa basınç, çözelti içine daha fazla CO₂ zorlayarak tersi bir etki yaratır.

Bir kap açıldığında, ani basınç düşüşü, aşırı doygunluğa yol açar ve çözünmüş CO₂’nin kabarcıklar oluşturduğu çekirdeklenme bölgelerini tetikler; bu da hızlı gaz salınımı ve köpürme ile karakterize edilen efervesans ile sonuçlanır. Bu kabarcık oluşumu, çözünürlüğün daha yüksek olduğu düşük sıcaklıklarda artar ve köpüklü salınımı uzatır.^[15]

Gazlı suyun duyusal özellikleri, CO₂’nin salınmasıyla ortaya çıkar; kabarcıklar dil üzerinde genişleyip patlayarak köpüklü bir his ve karıncalanma yaratan bir ağız hissi üretir.^[16] Bu karıncalanma, ağız boşluğunda CO₂’nin karbonik asite dönüşmesiyle gerçekleşir; bu süreç karbonik anhidraz enzimi aracılığıyla nosiseptörleri aktive eder ve sadece mekanik kabarcık temasına dayanmaksızın trigeminal sinir yollarını uyarır.^[16]

Çözünmüş CO₂, suyun kütlesel fiziksel özelliklerini hafifçe değiştirir; gazlı suyun yoğunluğu, çözünmüş gazın eklenen kütlesi ve karbonik asit oluşumundan kaynaklanan küçük iyonik katkılar nedeniyle, standart koşullarda durgun su için 1,000 g/cm³ olan değere kıyasla marjinal olarak daha yüksek, yaklaşık 1,002 g/cm³’tür.^[17] Viskozite de CO₂ konsantrasyonu ile hafif bir artış gösterir, ancak değişim küçüktür (tipik karbonasyon seviyeleri için %1-2 mertebesindedir) ve günlük bağlamlarda akış davranışını minimum düzeyde etkiler.^[17]

Sağlık Etkileri

Potansiyel Faydalar

Gazlı su, durgun suya benzer hidrasyon faydaları sağlar. Öhidrate (vücut suyu dengesi normal) katılımcıları içeren bir randomize kontrollü çalışma, gazlı suyun sıvı dengesini ve idrar çıkışını gazsız su ile benzer şekilde koruduğunu, emilim oranlarında veya genel hidrasyon etkinliğinde önemli bir fark olmadığını göstermiştir.^[18] Bu eşdeğerlik, karbondioksit içeriğinin vücuttaki temel su emilim mekanizmalarını değiştirmemesinden kaynaklanmaktadır.^[19]

Sindirim sağlığı ile ilgili olarak, gazlı su yutkunmaya yardımcı olabilir ve bazı gastrointestinal sorunları hafifletebilir. Araştırmalar, karbonasyonun ağız ve yutak bölgelerindeki duyusal sinirleri uyararak daha hızlı ve güçlü yutma tepkilerini teşvik ettiğini, bunun da hafif disfajisi olan bireylere fayda sağlayabileceğini göstermektedir.^[20] Ek olarak, fonksiyonel dispepsi ve kabızlık çeken hastalar üzerinde yapılan klinik bir çalışma, gazlı su tüketmenin musluk suyuna kıyasla dispepsi ve kabızlık semptomlarını önemli ölçüde iyileştirdiğini, bunun potansiyel olarak artan safra kesesi hareketliliği yoluyla gerçekleştiğini bulmuştur.^[21]

Gazlı su, tokluk hissini artırarak kilo yönetimini destekleyebilir. Sağlıklı genç kadınlar üzerinde yapılan bir çalışma, gazlı su alımının daha yüksek tokluk puanlarına ve artan gastrik aktiviteye yol açtığını, bunun da midedeki karbonasyon kaynaklı gerilmeden dolayı iştah bastırıcı bir etki yarattığını öne sürmüştür. Bu doyurucu his, diğer içeceklerin yerine tüketildiğinde azaltılmış kalori alımına katkıda bulunabilir, ancak uzun vadeli kilo kaybı üzerindeki etkileri mütevazı kalmaktadır.^[22]

Gazlı suyun bazı çeşitleri, özellikle mineraller açısından zengin köpüklü maden suları, kemik sağlığı için faydalar sunar. AB Direktifi 2009/54/EC uyarınca, doğal maden suları 150 mg/L’yi aşarsa kalsiyum, 50 mg/L’nin üzerindeyse magnezyum içeriyor olarak etiketlenebilir ve bu da sağlık beyanları için standardize edilmiş mineral içeriği sağlar. Klinik denemelerin sistematik bir incelemesi, kalsiyum açısından zengin köpüklü maden sularının (örneğin, >150 mg/L kalsiyum) düzenli tüketiminin, bu minerallerin takviyelere kıyasla yüksek biyoyararlanımı sayesinde menopoz sonrası kadınlarda kemik mineral yoğunluğunu korumaya yardımcı olabileceğini vurgulamıştır.^[23]

Bazı kanıtlar, hipertansif hastalarda köpüklü su tüketiminin kan basıncı üzerinde nötr etkileri olduğunu öne sürse de, bulgular karışıktır ve daha fazla araştırma gereklidir.^[24]

Potansiyel Riskler

Gazlı su, çözünmüş karbondioksitin karbonik asit oluşturması nedeniyle asidik doğası gereği düşük bir diş erozyonu riski taşır. Sade gazlı suyun pH değeri tipik olarak 4,0 ila 5,0 arasında değişir; bu hafif asidiktir ancak çalışmalar, sık maruziyette bile durgun suya benzer şekilde mine demineralizasyonu üzerinde minimal etkileri olduğunu göstermektedir. Aromalı varyantlar genellikle sitrik veya fosforik asit içerir, bu da riski artırır ve daha büyük mine kaybına yol açar. Amerikan Diş Hekimleri Birliği, özellikle mevcut diş hassasiyeti olanlar için, asidik varyantların alımını yemek zamanlarıyla sınırlamayı ve sonrasında sade su ile ağzı çalkalamayı önermektedir.^[25]^[26]

Gastrointestinal etkiler açısından, gazlı su, sindirim sistemine fazladan hava sokarak bazı bireylerde şişkinlik ve gaza neden olabilir; bu durum huzursuz bağırsak sendromu (IBS) veya gastroözofageal reflü hastalığı (GERD) olanlarda semptomları kötüleştirebilir. Çalışmalar, reflü alevlenmesi ile zayıf ancak dikkate değer bir ilişki olduğunu göstermektedir; çünkü karbonasyon mide basıncını artırabilir ve geğirme veya regürjitasyonu teşvik edebilir. IBS hastaları gibi hassas popülasyonlar için alevlenmelerden kaçınmak adına ölçülülük tavsiye edilir, ancak sade gazlı su genellikle tatlandırılmış alternatiflere göre daha iyi tolere edilir.^[27]^[28]^[29]

Kemik yoğunluğu ile ilgili endişeler, öncelikle kolalar gibi fosforik asit içeren gazlı içeceklerle ilgilidir; bunlar kalsiyum emilimine müdahale ederek azalmış kemik mineral yoğunluğu ve daha yüksek osteoporoz riski ile ilişkilendirilmiştir. Ancak, sade gazlı su bu katkı maddesini içermez ve mevcut araştırmalarda kemik sağlığı üzerinde önemli bir etki göstermez. Harvard Health, tek başına karbonasyondan kaynaklanan fosfatın kemik metabolizmasını etkilediğine dair hiçbir kanıt olmadığını bildirmektedir.^[30]^[31]^[32]

Club soda, sodyum bikarbonat veya diğer tuzlarla mineralize edilmiş bir gazlı su türü olup, markaya göre değişmekle birlikte litre başına yaklaşık 75-300 mg sodyum içerir; bu durum, yükselmiş kan basıncından kaçınmak için alımı izlemesi gereken hipertansiyonlu bireyler için risk oluşturur. Amerikan Kalp Derneği, günlük toplam sodyum alımını 2.300 mg’ın altında sınırlamayı önermektedir; bu da aşırı club soda tüketimini tuza duyarlı kişilerde potansiyel bir katkı maddesi haline getirir. Kardiyovasküler endişeleri olanlar için sodyumsuz seltzer tercih edilmesi daha uygundur.^[33]^[34]

Tarihçe

Erken Gelişim

Antik medeniyetler, çözünmüş karbondioksit (CO₂) içeren doğal olarak köpüren mineral kaynaklarının terapötik özelliklerini fark etmişlerdir. Roma İmparatorluğu‘nda insanlar, tümörler ve safra taşları gibi rahatsızlıkları hafifletmek için bu tür kaynakları banyo yapmak ve içmek amacıyla sık sık ziyaret etmişler; asidik, gazlı suların sindirime ve genel sağlığa yardımcı olduğuna inanmışlardır.^[1] Romalılar tarafından Aquae Sulis olarak bilinen ve MS 1. yüzyıldan itibaren geliştirilen Bath, İngiltere‘deki kaplıcalar, mineral açısından zengin suların belirgin bir şekilde gazlı olmaktan ziyade termal doğalarına rağmen tıbbi amaçlarla kullanıldığı bu alanlara örnek teşkil etmiştir.^[35]

Yapay karbonasyonun bilimsel temeli, 18. yüzyılda gazlarla yapılan Aydınlanma dönemi deneyleri sırasında ortaya çıkmıştır. 1767’de İngiliz kimyager Joseph Priestley, suyu sülfürik asit ve tebeşir karışımı üzerine asarak yapay olarak havalandıran ilk yöntemi geliştirmiştir; bu karışım tepkimeye girerek basınç altında sıvı içinde çözünen “sabit hava” (CO₂) üretmiştir.^[36] 1772 tarihli Impregnating Water with Fixed Air (Suyu Sabit Hava ile Emprenye Etmek) adlı broşüründe detaylandırılan bu buluş, doğal kaynakların efervesansını taklit etmiş ve kontrollü üretimin kapısını aralamıştır. Bunun üzerine inşa eden Manchester, İngiltere‘den eczacı Thomas Henry, aynı dönemde pratik imalatı ilerleterek tıbbi dağıtım için 12 galonluk varillerde gazlı su üretmiş ve 1770’lerin sonlarında ilk özel fabrikayı kurmuştur.^[37]

Ticarileşme, erişilebilir terapötik sulara olan talep doğrultusunda 18. yüzyılın sonlarında hızlanmıştır. 1783’te, İsviçre-Alman saat yapımcısı ve kuyumcu Johann Jacob Schweppe, tebeşir ve sülfürik asitten CO₂ üreten ve bunu çalkalama yoluyla infüze eden geliştirilmiş bir aparat kullanarak şişelenmiş gazlı maden suyunu seri üretmek için Cenevre‘de bir fabrika kurmuştur.^[38] Schweppe’nin Cenevre Sistemi, saflık ve tutarlılığı vurgulayarak başlangıçta orta ve üst sınıfları sağlık tonikleri için hedeflemiş ve küresel meşrubat endüstrisinin temelini atmıştır.^[39]

18. ve 19. yüzyıllar boyunca, gazlı su, doğal kaplıca terapilerindeki köklerini yansıtacak şekilde sindirim bozuklukları ve gut gibi durumlar için yaygın olarak reçete edilmiştir. Doktorlar bunu hazımsızlık, romatizma ve gut ile ilişkili ürik asit birikimi için bir çare olarak önermiş; sıklıkla sıtma önlenmesi için kinin infüze edilmiş varyantları tavsiye etmişlerdir.^[40] Bu uygulamalar, Evangelista Torricelli’nin 1643 tarihli barometre deneyleri gibi, atmosferik basıncın sıvıları desteklemedeki rolünü gösteren ve kontrollü koşullar altında CO₂ çözme tekniklerini etkileyen daha önceki basınç ve gaz anlayışlarından ilham almıştır.^[41] 19. yüzyılın ortalarına gelindiğinde, havalandırılmış sular seçkin reçetelerden daha geniş bir tüketime geçiş yapmış ve algılanan iyileştirici değerlerinin altını çizmiştir.^[42]

Etimoloji ve Terminoloji

“Karbonatlı” terimi, infüzyon için kullanılan gazdaki karbon kaynağına atıfta bulunarak Latince “kömür” veya “odun kömürü” anlamına gelen carbo‘dan türetilmiştir. Fransız kimyager Antoine Lavoisier, 1787’de element için “karbon” adını türetmiş ve nomenklatür reformlarında karbondioksite acide carbonique (karbonik asit) adını vererek tanımlayıcının kimyasal temelini oluşturmuştur.^[43]^[44] “Karbonatlı” ifadesinin özellikle suya uygulanması, gazın bileşiminin 19. yüzyıl başlarında artan bir şekilde anlaşılmasını yansıtarak “soda suyu”nun kısa bir formu olarak 1834 yılına dayanır.^[45]

“Soda suyu” (soda water), 1802’de karbonik asit ile emprenye edilmiş suyu tanımlamak için ortaya çıkmıştır; bu su, erken hazırlıklarda efervesansı ve stabiliteyi artırmak için sıklıkla “soda” olarak adlandırılan sodyum bikarbonat ile birleştirilmiştir. Günümüzdeki sade gazlı su tipik olarak ilave sodyum bileşikleri içermese de, sodyum karbonattan türetilen alkali tuzlarla olan bu tarihsel ilişki nedeniyle terim varlığını sürdürmektedir.^[46]^[47]

Terminolojide bölgesel farklılıklar boldur. Birleşik Krallık ve Avrupa‘nın büyük bölümünde, kabarcıkların görsel etkisini vurgulayan “sparkling water” (köpüklü su) standart terimdir. Amerika Birleşik Devletleri’nde, gazlı suyun seçkin beyefendi kulüplerinde rafine bir karıştırıcı olarak yaygın şekilde servis edildiği 19. yüzyıla dayanan bir isim olan “club soda” hakimdir. Konuşma dilinde, “fizzy water” (fışkıran/gazlı su), İngilizce konuşulan bölgelerde karbonasyonun sesini ve hissini çağrıştırmak için kullanılır.^[48]^[49]

Terminoloji 19. yüzyılda önemli ölçüde evrimleşmiş, Joseph Priestley’nin 1767’deki suyu “sabit hava” (karbondioksit) ile infüze etme yöntemini takiben kullanılan erken bir ifade olan “havalandırılmış su“dan (aerated water), Lavoisier gibi kimyagerlerin gazın kimliğini netleştirmesiyle isimlerin kesin kimyasal ilkelerle uyumlu hale gelmesi sonucu “karbonatlı” (carbonated) terimine geçiş yapmıştır.^[1]^[50]

Üretim Yöntemleri

Ev Tipi Karbonasyon Cihazları

Ev tipi karbonasyon cihazları, tüketicilerin ticari olarak şişelenmiş ürünlere güvenmeden küçük ölçekte gazlı su üretmesini sağlar. Bu araçlar, ev kullanımı için tasarlanmış 19. yüzyıl icatlarından, karbondioksiti suya infüze etme sürecini basitleştiren çağdaş cihazlara evrimleşmiştir. Erken mekanizmalar genellikle kimyasal reaksiyonlara veya manuel basınç sistemlerine dayanırken, modern versiyonlar verimli ve kontrollü karbonasyon için basınçlı gaz silindirleri kullanır.

19. yüzyılda tanıtılan soda sifonları, genellikle cam veya metalden yapılmış yaklaşık bir litre kapasiteli olup, evde gazlı içecekleri hazırlamak için kullanılan ilk taşınabilir cihazlar arasındaydı. Bu sifonlar, şişeyi sade su ile doldurarak ve ardından “bulbs” veya “chargers” olarak bilinen değiştirilebilir küçük kartuşları delerek gazı basınç altında enjekte etmek suretiyle çalışıyordu. Karbonasyon, cihaz çalkalandıkça gerçekleşiyor ve CO₂’nin suda çözünmesini sağlıyordu; ardından ağızlık üzerindeki bir basınç tahliye valfi, pompalama gerektirmeden köpüklü suyu dağıtıyordu. 20. yüzyılın başlarında Sparklets gibi markalarla popülerleşen bu tasarım, kullanıcıların talep üzerine efervesansı sürdürmelerine olanak tanımış ve özellikle kokteyl karıştırmak veya soda çeşmelerine erişimi olmayan evlerde serinletici içecekler hazırlamak için değer görmüştür.^[51]

Gaz kartuşlarının yaygın kullanımından önce, gazojenler (gasogenes), Viktorya döneminde evde karbondioksit üretmek için kimyasal bazlı bir alternatif olarak ortaya çıkmış ve 1880’lerde Avrupa ve Kuzey Amerika‘daki varlıklı haneler arasında popülerlik kazanmıştır. Cihaz, birbirine bağlı iki cam küre veya kaptan oluşuyordu: alt kap tartarik asit (veya sitrik asit) çözeltisi içerirken, üst kap sodyum bikarbonat (kabartma tozu) içeriyordu. Bir kullanıcı küreleri eğdiğinde veya birleştirdiğinde, asit bikarbonatla karışarak karbondioksit gazı üreten ani bir kimyasal reaksiyonu tetikliyor, bu gaz daha sonra ayrı bir su kabından geçerek suyu karbonatlıyordu. İsteğe bağlı bu yöntem, önceden basınçlandırılmış bileşenlere olan ihtiyacı ortadan kaldırıyordu ancak reaktif kimyasalları ve ortaya çıkan köpürmeyi yönetmek için dikkatli bir kullanım gerektiriyor ve genellikle hemen tüketim için tek porsiyonluk soda suyu sağlıyordu. Estetik ve güvenlik için bazen hasırla kaplanan gazojenler, gazlı içecekleri ticari eczanelerin ötesine taşıyarak demokratikleştirme yönünde erken bir çabayı temsil ediyordu.^[52]

Buna paralel olarak, 1872’de İngiliz mucit Hiram Codd tarafından patenti alınan Codd-boyunlu şişe, karmaşık makinelere gerek kalmadan şişelenmiş içeceklerdeki karbonasyonu korumak için basit, yeniden kullanılabilir bir çözüm sunmuştur. Bu kalın cam şişe, içindeki gazlı sıvının CO₂ basıncıyla bir cam bilyeyi kauçuk bir conta contasına doğru sıkıştıran iç oluklara ve bir çıkıntıya sahip dar bir boyuna sahipti. Doldurma ve mühürleme işleminden sonra, çözünmüş gazdan kaynaklanan iç basınç bilyeyi yukarı iterek hava geçirmez bir kapatma oluşturuyor ve efervesansın kaçmasını önlüyordu; açmak için tüketici bilyeyi başparmağıyla aşağı doğru bastırarak içeceğin dışarı akmasını sağlıyordu. Özellikle meşrubatlar için tasarlanan bu şişeler, bazı durumlarda 40 doluma kadar çoklu kullanımlar için dayanıklıydı ve 19. yüzyılın sonlarında ve 20. yüzyılın başlarında Britanya İmparatorluğu ve Avustralya’da yaygınlaştı. Günümüzde antika Codd-boyunlu şişeler, zekice fizik tabanlı mekanizmaları ve soda endüstrisindeki tarihsel önemleri nedeniyle koleksiyoncular tarafından değer görmektedir.^[53]

SodaStream gibi, mevcut formunda 2000’li yıllarda tanıtılan modern ev tipi karbonasyon cihazları, tekrar kullanım için büyük CO₂ silindirleri kullanan kullanıcı dostu elektrikli veya manuel sistemlerle bu temeller üzerine inşa edilmiştir. Erken 20. yüzyıl ev tipi soda üreticisi patentlerinden köken alan ve 1998‘deki bir birleşmeden sonra yeniden piyasaya sürülen SodaStream makineleri, kullanıcıların 60 litrelik bir CO₂ silindiri takarak ve bir düğmeye basarak sade su dolu bir şişeyi karbonatlamasına olanak tanır; bu işlem, bir difüzyon mekanizması aracılığıyla suya ölçülü miktarda gaz salarak saniyeler içinde özelleştirilebilir köpürme seviyeleri elde edilmesini sağlar. Patlamaları önlemek için fazla gazı otomatik olarak tahliye eden aşırı basınç tahliye valfleri ve çocuk korumalı silindir bağlantıları gibi güvenlik özellikleri, tehlikesiz ev içi çalışmayı sağlar. Yeniden kullanılabilir şişelerle uyumlu olan bu cihazlar, 2000’li yılların başındaki küresel genişlemelerinden bu yana tek kullanımlık ambalajlara çevre dostu alternatifleri teşvik etmiştir.^[54]^[55]

Ticari Üretim

Gazlı suyun ticari üretimi, saflık, tutarlı karbonasyon ve büyük ölçekli üretim için güvenliği sağlamak adına bir dizi standartlaştırılmış endüstriyel süreci içerir. Süreç, kaynak suyunun—tipik olarak şebeke veya yeraltı suyu—sıhhi standartlara uyum sağlamak amacıyla kirleticileri, mikroorganizmaları ve safsızlıkları gidermek için filtrasyon, ters osmoz, iyon değişimi veya ultraviyole dezenfeksiyon gibi yöntemlerle işlendiği su arıtma ile başlar.^[56] Bu adım, yasal düzenlemelere bağlılık için tutulan kayıtlar ve devam eden izleme ile tağşişten arınmış yüksek kaliteli baz su üretmek için kritiktir.^[56]

Saflaştırmanın ardından, çözünürlüğü artırmak için su yaklaşık 0–5°C’ye soğutulur ve ardından gıda sınıfı karbondioksit (CO₂), özel karbonasyon ekipmanları kullanılarak tipik olarak 3–6 bar (yaklaşık 3–6 atm) basınç altında enjekte edilir.^[57] Yüksek basınçlı bir karıştırma odasında suyu sürekli olarak işleyen hat içi (inline) karbonatörler, 2–4 hacim (burada 1 hacim, litre başına standart sıcaklık ve basınçta 1 litre CO₂ gazına eşittir) gibi tekdüze karbonasyon seviyelerine ulaşmadaki verimlilikleri ve hassasiyetleri nedeniyle yüksek hacimli üretim için tercih edilirken, parti (batch) karbonatörler daha küçük çalışmalar veya özel formülasyonlar için kullanılır.^[58]^[59]^[60] Otomatik dolum makineleri daha sonra gazlı suyu PET plastik veya cam şişelere ya da kutulara dağıtır; bu sırada gaz kaybını en aza indiren karşı basınçlı dolum sistemleri aracılığıyla hedef CO₂ seviyeleri korunur ve ardından efervesansı korumak için mühürleme yapılır.^[56] Bazı tesislerde, özellikle katkı maddeleri içeriyorsa, ilave mikrobiyal stabilite için tünel pastörizatörleri aracılığıyla pastörizasyon uygulanabilir; ancak aseptik koşullar altında şişelenen sade gazlı su için bu her zaman gerekli değildir.^[61]

Club soda gibi varyantlar için, sodyum bikarbonat, potasyum sülfat veya sodyum klorür gibi tuzlar, karbonasyon sonrası karıştırma aşamasında, suyun güvenliğini değiştirmeden belirli mineral profillerini elde etmek için otomatik oranlama sistemleri kullanılarak hassas bir şekilde dozlanır.^[62] Buna karşılık, doğal gazlı mineral suları doğrudan korunan kaynaklardan elde edilir; burada CO₂, suyun doğal mineral bileşimini korumak için ya doğal olarak bulunur ya da minimum düzeyde takviye edilir ve menşei gerekliliklerine uymak için kaynakta veya kaynağa yakın bir yerde şişelenir.^[63]

Kalite kontrol, toplam koliformlar için haftalık bakteriyolojik testleri, kimyasal ve radyolojik kirleticiler için yıllık analizleri ve kontaminasyonu önlemek için sıhhi tesis tasarımını zorunlu kılan 21 CFR Bölüm 129 kapsamındaki ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) Mevcut İyi Üretim Uygulamaları (CGMP’ler) gibi katı standartlarla uygulanır.^[56] Kullanılan CO₂, endüstri tarafından benimsenen Uluslararası İçecek Teknolojistleri Derneği (ISBT) yönergelerine göre en az %99,9 içecek sınıfı saflığını karşılamalıdır; bu, tat veya güvenliği etkileyebilecek safsızlıkların minimum düzeyde olmasını sağlar. Avrupa Birliği‘nde, 2009/54/EC Sayılı Direktif doğal mineral ve kaynak sularını yönetir; bileşimi değiştiren işlemleri yasaklarken karbonasyona izin verir ve içilebilirliği korumak için benzer mikrobiyal ve saflık testi gereklilikleri getirir.^[63] Bu önlemler, uygun şekilde saklandığında açılmamış şişelenmiş gazlı su için 1-2 yıla kadar tipik bir raf ömrünü destekler ve bu süre zarfında karbonasyon seviyeleri sabit kalır.^[64]

Kullanımlar ve Uygulamalar

İçeceklerde

Gazlı su, meşrubatlar için temel olan imza niteliğindeki köpürmeyi sağladığı alkolsüz içeceklerde temel bir bileşen olarak hizmet eder. Ticari karbonasyon teknolojisinin yaygınlaştığı 1890’lardan bu yana, Amerika Birleşik Devletleri‘ndeki eczanelerde bulunan soda çeşmeleri, gazlı suyu aromalı şuruplarla karıştırarak root beer (kök birası) ve kola gibi serinletici karışımlar yaratmış ve onu tıbbi bir tonikten popüler bir ikrama dönüştürmüştür.^[65] Seltzer olarak bilinen tek başına bir seçenek olarak, temiz tadı ve ilave şeker içermeyen efervesansı ile hidrasyon ve serinleme için basit, kalorisiz bir alternatif sunar.

Alkollü içecekler alanında, gazlı su öncelikle kokteyllerde bir karıştırıcı olarak işlev görür; baz içkileri seyreltirken karbonatlı kaldırma kuvvetini ve ağız hissini güçlendirir. Klasik örnekler arasında, viski veya diğer baz içkileri soda suyu ile birleştiren highball ve her ikisi de tatları dengelemek ve içeceğin hacmini artırmak için suyun kabarcıklarına dayanan cin ve soda bulunur. Tipik oranlar, karbonasyonun içkiyi bastırmadan pürüzsüzce bütünleşmesini sağlamak için 1 ölçü içkiye 2-4 ölçü soğutulmuş soda suyu gerektirir.^[66]

İçeceklerdeki gazlı su pazarı, sıfır kaloriyi korurken meyve profillerini taklit etmek için doğal özler aşılayan aromalı köpüklü çeşitlerle çeşitlenmiştir. 1981 yılında G. Heileman Brewing Company tarafından piyasaya sürülen LaCroix, ince kutularda greyfurt ve meyve gibi özler sunarak kendini günlük tüketim için erişilebilir, soda benzeri bir seçenek olarak konumlandırmış ve bu trendi örneklendirmiştir.^[67] Küresel olarak, köpüklü su sektörü içecek hakimiyetinin altını çizmekte olup, pazarın 2024 yılında 42,62 milyar dolar değerinde olduğu ve düşük şekerli alternatiflere olan talep sayesinde 2032 yılına kadar 108,35 milyar dolara ulaşacağı tahmin edilmektedir.^[68]

Kültürel olarak gazlı su, Amerika Birleşik Devletleri‘nde, özellikle İkinci Dünya Savaşı sonrası azaltılmış kalori alımını vurgulayan sağlık trendleri arasında şekerli gazlı içeceklere diyet dostu bir ikame olarak ortaya çıkmış ve tatlılık olmadan köpürme arayan tüketicilere hitap ederek milyar dolarlık bir endüstriye evrilmiştir.^[69]

Yemek Pişirme ve Temizlikte

Gazlı su, çözünmüş karbondioksitten kaynaklanan hafif asiditesinin (yaklaşık 3,5-5 pH) tatları bastırmadan proteinleri parçalayarak eti yumuşatmaya yardımcı olduğu yemek pişirme alanında pratik uygulamalar bulur.^[26] Örneğin, biftek gibi daha sert kesimleri 1-2 saat boyunca gazlı suda marine etmek lifleri yumuşatır ve pişirildiğinde daha yumuşak bir doku elde edilmesini sağlar; çünkü karbonik asit kas proteinlerini nazikçe denatüre eder. Bu yöntem, daha uzun enzimatik marinasyonlara ihtiyaç duymadan hızlı hazırlıklar için özellikle yararlıdır.^[70]

Hamur işlerinde ve hamur bazlı tariflerde gazlı su, karıştırma ve ısıtma sırasında CO₂ kabarcıkları salarak daha hafif, daha havadar sonuçlar yaratan bir kabartıcı ajan görevi görür. Vegan unlu mamullerde yumurtaların yerini alabilir; malzemeleri bağlarken kabarma sağlar. Bu durum, köpürmenin maya olmadan gevrek dış yüzeyler sağladığı kabarık krepler veya tempura hamurları tariflerinde görülür. Erken dönem soda kekleri gibi 19. yüzyıl tarihli tarifler, hamur işlerinde daha iyi kabarma sağlamak için bikarbonat ile birlikte gazlı unsurları içermiş ve dönemin hızlı ekmekler için efervesan malzemelerle yaptığı deneyleri yansıtmıştır. Alman krep tariflerinde olduğu gibi hamurlara eklenmesi, fırında genişleyen hava kabarcıklarını hapsederek daha kabarık dokular sağlar.^[71]^[72]^[73]

Proteinlerin ötesinde, gazlı su, oksidasyonu yavaşlatarak kesilmiş meyvelerin rengini ve sertliğini korur; elma, armut veya şeftali dilimlerini yaklaşık 5 dakika boyunca club soda içinde bekletmek, onları enzimatik kararma reaksiyonlarını engelleyen karbonik asit ile kaplar. Bu teknik, meyve salataları veya garnitürler için etkilidir ve soğuk saklandığında canlılığı bir güne kadar korur. Sebze hazırlığında, efervesans, marul gibi yaprakları soldurmadan kirleri sökerek gevrek hale getirmeye yardımcı olabilir. Kremsi unsurlar için, çırpılmış krema karışımlarına bir miktar eklemek, kabarcıkların çırpma sırasında havalanmayı stabilize etmesi sayesinde tatlılarda kabarıklığı artırır.^[74]^[75]

Ev temizliğinde, gazlı su, gömülü parçacıkları kaldıran ve dökülenleri yerleşmeden önce seyrelten kabarcıklanma hareketi sayesinde kumaşlardaki leke çıkarmada üstündür. Taze şarap veya yiyecek lekelerine bolca club soda dökmek ve ardından kurulamak, CO₂ çalkantısı kalıntıları sert kimyasallar olmadan yerinden oynattığı için onları döşeme veya giysilerden etkili bir şekilde çıkarır. Hafif asiditesi ayrıca, sert sudan kaynaklanan hafif mineral birikintilerini çözerek buzdolapları veya lavabolar gibi paslanmaz çelik aletlerin kirecini çözmeye yardımcı olur; tuz ile köpüren bir club soda çözeltisi yüzeyleri parlatabilir ve izleri önleyebilir. Rutin bakım için, tezgah veya ocak üstlerine uygulamak, kolay silme için kiri gevşetir.^[76]^[77]^[78]^[79]