炭酸飲料はなぜシュワシュワする？
炭酸飲料がシュワシュワするのは、飲み物に溶けていた二酸化炭素が、小さな泡になって外へ出てくるからです。ふたを開けると容器の中の圧力が下がり、二酸化炭素がそれまでのように水に溶けていられなくなります。
泡が次々に生まれる様子だけでなく、口に入れたときのピリピリした刺激も、炭酸飲料ならではの「シュワシュワ感」につながっています。
炭酸飲料の泡の正体は何？
コーラやサイダー、無糖の炭酸水に出てくる泡の正体は「二酸化炭素」という気体です。炭酸飲料では、二酸化炭素のことを「炭酸ガス」とも呼びます。砂糖や香料が泡になっているわけではありません。
二酸化炭素は目に見えない気体ですが、水に溶け込むことができます。製造するときは、冷やした飲み物に圧力をかけて二酸化炭素を溶かし、その状態のまま缶やペットボトルに閉じ込めます。日本コカ・コーラも、炭酸飲料は冷やした液体に圧力をかけて炭酸ガスを溶かした飲み物だと説明しています。
飲み物の中の二酸化炭素は、初めからすべて小さな泡の形で浮かんでいるのではありません。水に溶けている部分が、開封後に少しずつ気体になって泡として現れます。
ふたを開けると急に泡が出るのはなぜ？
気体は、周りの圧力が高いほど水に溶けやすくなります。炭酸飲料の容器を密閉している間は、内側が高い圧力に保たれています。そのため、二酸化炭素は水に多く溶けた状態を保ちやすくなっています。
ところが、ふたを開けると「プシュッ」という音がして、中の圧力が一気に下がります。すると、今の圧力では溶けきれない二酸化炭素が気体に戻り、細かな泡になって出てきます。
JAXA（宇宙航空研究開発機構）も、炭酸飲料を開けると泡が盛んに発生するのは、圧力が下がって水に溶けきれなくなった二酸化炭素が泡になるためだと説明しています。泡は液体より軽いので上へ浮かび、飲み物の表面から空気中に抜けていきます。
コップの底や側面から泡が出るのはなぜ？
炭酸飲料を透明なコップに注いでみると、泡が同じ場所から何度も出てくることがあります。これは、泡が生まれる「きっかけ」が、その場所にあるからです。
例えば、コップの表面にある目に見えないほどの細かな傷や小さなくぼみは、気泡ができ始める場所になります。そこに二酸化炭素が集まり、泡が少しずつ大きくなると浮かび上がります。
大阪大学の研究紹介でも、ソーダ水を注ぐとコップの壁の細かな傷から気泡が発生し、成長した泡が上へ浮かぶ様子が説明されています。同じ場所で泡が次々に作られるのは、コップの傷が二酸化炭素を作っているのではなく、溶けていた二酸化炭素が泡になる場所を用意しているためです。
飲むと舌や喉がピリピリするのはなぜ？
炭酸飲料を飲んだときの刺激は、口の中で泡が動いたりはじけたりすることだけでは説明できません。水に溶けている二酸化炭素そのものも、口の中の感覚に関係しています。
二酸化炭素の一部は口の中で水と反応し、酸に関わる物質を作ります。その変化が舌や口の中の感覚を受け取る部分を刺激し、独特のチクチクした感覚を生みます。におい・かおり環境学会誌の解説でも、炭酸ガスが口の中で受け取られ、シュワシュワした刺激として感じられるしくみが紹介されています。
つまり、目で見る「泡のシュワシュワ」と、口で感じる「刺激のシュワシュワ」は関係していますが、まったく同じ現象ではありません。甘いサイダーでも砂糖の入っていない炭酸水でも、炭酸らしい刺激を感じるのはこのためです。
冷えた炭酸飲料のほうがシュワシュワが続きやすい？
二酸化炭素は、温度が低い水のほうに多く溶けやすい性質があります。そのため、よく冷やした炭酸飲料は、温かくなったものよりも炭酸ガスが抜けにくくなります。
逆に、温かい炭酸飲料を開けると、二酸化炭素が気体になって出ていきやすく、泡が勢いよく発生する場合があります。サントリーも、炭酸ガスは冷えているほうが多く溶け込み、冷えていない状態で開けるとガスが抜けやすいと案内しています。
開けた直後には泡がたくさん出ても、たくさん泡が出るほど飲み物の中に残る二酸化炭素は減っていきます。泡の勢いが強いことと、炭酸が長持ちすることは別です。
時間がたつと炭酸が抜けるのはどうして？
一度ふたを開けると、飲み物の上にある空気の圧力は高く保たれなくなります。その状態では、溶けていた二酸化炭素が少しずつ気体になり、飲み物の外へ逃げていきます。しばらく置いた炭酸水がシュワシュワしなくなるのは、二酸化炭素が減ったためです。
炭酸の刺激をなるべく保ちたいときは、次のように扱います。
- 開ける前によく冷やす：冷たいほうが炭酸ガスが水に溶けた状態を保ちやすくなります。
- 静かに注ぐ：コップへ勢いよく注ぐと泡が大量に出て、炭酸が早く抜けます。
- 開けたら早めに飲み、残りはふたをしっかり閉める：空気に触れる時間を短くします。ただし、閉め直しても開封前と同じ状態に完全には戻りません。
サントリーは、よく冷やして飲むことや、グラスに勢いよく注ぎすぎないことを勧めています。炭酸の強さは、飲み物に残っている二酸化炭素の量で変わります。
炭酸飲料を開けるときの注意点
高温の場所に置いた炭酸飲料や、持ち運びで大きな衝撃を受けた炭酸飲料は、開けたときに泡と飲み物が噴き出すことがあります。冷やして落ち着かせてから、容器を立て、ふたを少しずつゆっくり開けましょう。
日本コカ・コーラも、振動や衝撃を受けたり温度が高くなったりした飲料を開けるときは、吹きこぼれに注意するよう案内しています。シュワシュワの正体を知ると、冷やし方や開け方が大切な理由も分かります。