Wie kommt die Kohlensäure ins Mineralwasser?
Allgemein ist stilles Wasser eher in einem pH-neutralen Bereich einzuordnen. Wasser mit Sprudel hingegen bewegt sich bei einem pH-Wert um die 5 bis 6 und liegt im sauren Bereich. Dieser Aspekt wirft einige Fragen auf: Was ist Kohlensäure überhaupt? Wie kommt sie ins Mineralwasser? Und kann die Kohlensäure gesundheitsschädlich sein?
Was ist Kohlensäure? Wie entsteht Kohlensäure?
Zur Klärung dieser Frage müssen wir einen kleinen Abstecher in den Chemieunterricht machen. In der Chemie werden Verbindungen verschiedener Elemente als Summenformel dargestellt. Die Darstellung erfolgt mit Hilfe der Kürzel der Elemente aus dem Periodensystem der Elemente (PSE). Die Zahl, die neben dem Element steht, gibt an, wie häufig ein Element für die jeweilige Verbindung benötigt wird. Wasser wird in dieser Summenformel als H2O angegeben und besteht folglich aus zwei Atomen Wasserstoff (H) und einem Sauerstoffatom (O). Um die Verbindung Kohlensäure (H2CO3) herzustellen, wird zunächst Kohlenstoffdioxid (CO2) benötigt. Kohlendioxid ist ein Gas, das sich aus einem Kohlenstoff (C) und zwei Sauerstoffatomen zusammensetzt.
Es entsteht auf natürliche Weise beim Abkühlen und Erstarren des Magmas tief unter der Erdoberfläche oder auch beim Verbrennen von Holz. Wird dieses Gas, unter der Berücksichtigung von ein paar Faktoren, in Wasser eingeleitet, verbindet sich das Kohlendioxid mit dem Wasser und reagiert zu flüssiger, farbloser Kohlensäure. Diese besteht aus zwei Wasserstoffatomen, einem Kohlenstoffatom und insgesamt drei Sauerstoffatomen. Wie stark sich das Kohlendioxid mit dem Wasser verbinden kann, ist von abhängig von Druck, Wassertemperatur und Zeit. Kohlensäure ist eine flüchtige Verbindung, die mit einem pH-Wert von 4 zu den schwachen Säuren gehört. Sobald der Druck entweichen kann oder sich die Temperatur erhöht, zerfällt sie in Wasser und in Kohlendioxid, das gasförmig ist.
Wie kommt die Kohlensäure ins Mineralwasser?
Während der Entstehung:
Bei der Entstehung von natürlichem Mineralwasser trifft das Kohlendioxid, welches im Erdinneren entsteht und durch die Erdschichten emporsteigt, auf wasserführende Schichten. Die wasserführende Schicht besteht aus Niederschlägen, die langsam durch die Erdschichten gereinigt und durch verschiedene Gesteinsschichten wie Karbonat- und Salzgesteine mit Mineralien angereichert werden. Besonders kohlendioxidreiche Vorkommen sind in früheren Vulkangebieten zu finden.
An manchen Quellaustritten entweicht genügend Kohlendioxid, um dieses dort zu sammeln. Im Anschluss wird es auf -36°C abgekühlt. Somit kann es als quelleigenes Kohlendioxid zu einem späteren Zeitpunkt im Laufe des Abfüllprozesses von natürlichem Mineralwasser wieder hinzugefügt werden.
In der Produktion:
Wird einem Mineralwasser Kohlensäure zugesetzt, nennt man dies in der Produktion «karbonisieren». Um während dem Abfüllprozess das Gemisch aus Kohlendioxid und Wasser in die Flasche zu bekommen, wird es mit hohem Druck in das Mineralwasser hineingepresst.
Wird die Flasche geöffnet, entweicht – wie zuvor auch schon am Quellaustritt – der Druck aus der Flasche. Die Kohlensäure ist nicht mehr im Wasser gebunden und das gasförmige Kohlendioxid tritt aus. Diesen Vorgang können wir mit dem Aufsteigen der Bläschen beobachten.
Wofür braucht man Kohlendioxid?
Während der Entstehung:
Das unterirdisch fliessende, natürliche Mineralwasser profitiert vom Kohlendioxid, da die Kohlensäure dabei hilft, die Mineralien besser aus den Gesteinsschichten zu lösen. So zeichnet sich das Endprodukt durch eine höhere Gesamtmineralisation aus.
Beim Genuss:
Durch die Zugabe von Kohlendioxid wirkt ein natürliches Mineralwasser erfrischender, da die Geschmackssinneszellen auf der Zunge durch die Bläschen angeregt werden. Neben dem Erfrischungskick wirkt sich das Kohlendioxid auch verlängernd auf die Haltbarkeit aus. Durch das Gas wird die Luft in der Flasche verdrängt und reduziert damit die Oxidation.
Warum ist Kohlensäure unbedenklich für den Genuss?
Kohlensäure ist eine sehr instabile, chemische Verbindung, die sich bereits ab dem ersten Öffnen der Flasche verflüchtigt und sich als aufsteigende Bläschen vom Wasser trennt.
Kommt das mit Kohlendioxid versetzte Mineralwasser im Magen an, ist die Verbindung vollständig aufgehoben und das Gas entweicht durch Aufstossen.
Für manche Menschen – besonders jene, die unter Sodbrennen leiden – kann allerdings das aufsteigende Kohlendioxid die Speiseröhre reizen. Ein Aufsteigen der Magensäure, die mit einem pH-Wert von 1 bis 2 um einiges saurer ist als Kohlensäure mit einem pH-Wert von 4, bewirkt dann das für Sodbrennen typische brennende Gefühl.
Letztendlich entscheidet die persönliche Vorliebe und auch die Verträglichkeit des Kohlendioxids, ob man ein Mineralwasser «mit» oder «ohne» Kohlensäure bevorzugt. Die schwache und flüchtige Kohlensäure ist auf jeden Fall unbedenklich für den Genuss.
