Nước ngọt, hay còn gọi là soft drink, là loại đồ uống không chứa cồn, thường có ga, và đặc trưng bởi vị ngọt. Chúng thường được tạo ngọt bằng đường tự nhiên hoặc chất tạo ngọt nhân tạo, kết hợp cùng axit thực phẩm, hương liệu tự nhiên hoặc nhân tạo, và đôi khi có thêm nước ép trái cây. Hương liệu tự nhiên có thể chiết xuất từ trái cây, các loại hạt, quả mọng, rễ cây, thảo mộc và các nguồn thực vật khác. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng, theo định nghĩa này, các loại đồ uống như cà phê, trà, sữa, cacao và nước ép trái cây, rau củ nguyên chất không được xem là nước ngọt.
Nhiều loại nước ngọt đóng chai đa dạng màu sắc hấp dẫn, thường thấy trong các siêu thị, thể hiện sự phổ biến của đồ uống có đường và khác biệt với nước ép trái cây tự nhiên.
Thuật ngữ “soft drink” ra đời nhằm phân biệt loại đồ uống có hương vị này với rượu mạnh (hard liquor) hay rượu chưng cất (distilled spirits). Ban đầu, nước ngọt được khuyến khích sử dụng như một thức uống thay thế rượu mạnh, với mục đích thay đổi thói quen uống rượu của người dân Mỹ thời kỳ đầu. Ngày nay, mối quan tâm về sức khỏe của người tiêu dùng đã thúc đẩy sự phát triển của các dòng nước ngọt mới, tập trung vào các yếu tố như lượng calo thấp, hàm lượng natri thấp, không chứa caffeine và sử dụng thành phần “hoàn toàn tự nhiên”.
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại nước ngọt đặc biệt. Nước khoáng rất phổ biến ở châu Âu và Mỹ Latinh. Kava, một loại đồ uống làm từ rễ của cây bụi Piper methysticum, được ưa chuộng ở Fiji và các đảo quốc Thái Bình Dương khác. Tại Cuba, người dân yêu thích nước mía đường mía có ga, với hương vị đặc trưng từ siro thô chưa tinh chế. Ở các vùng nhiệt đới, nơi chế độ ăn uống thường thiếu protein, nước ngọt chứa bột đậu nành đã được đưa ra thị trường. Tại Ai Cập, chiết xuất từ carob (đậu locust) được sử dụng. Ở Brazil, một loại nước ngọt được làm từ maté. Whey, một sản phẩm phụ từ quá trình làm phô mai trâu, được cacbon hóa và dùng làm nước ngọt ở Bắc Phi. Một số nước Đông Âu lại ưa chuộng đồ uống làm từ bánh mì cũ lên men. Mật ong và nước cam là thành phần chính của một loại đồ uống phổ biến ở Israel.
Lịch sử phát triển của nước ngọt ghi nhận những sản phẩm đầu tiên xuất hiện từ thế kỷ 17, là hỗn hợp nước và nước cốt chanh làm ngọt bằng mật ong. Năm 1676, Compagnie de Limonadiers được thành lập tại Paris và được cấp độc quyền bán các sản phẩm này. Những người bán hàng rong gánh trên lưng những thùng chứa nước lemonade và rót ra cốc cho khách hàng.
Đồ uống có ga và nước khoáng có ga bắt nguồn từ những nỗ lực của người châu Âu trong thế kỷ 17 nhằm mô phỏng loại nước có ga tự nhiên nổi tiếng từ các suối nước khoáng, ban đầu chủ yếu quan tâm đến giá trị chữa bệnh được đồn đại của chúng. Đặc tính sủi bọt của loại nước này sớm được công nhận là yếu tố quan trọng nhất. Nhà khoa học người Flemish Jan Baptista van Helmont là người đầu tiên sử dụng thuật ngữ “gas” khi đề cập đến hàm lượng carbon dioxide. Bác sĩ người Pháp Gabriel Venel thì gọi là nước sục khí, nhầm lẫn khí này với không khí thông thường. Nhà khoa học người Anh Joseph Black đặt tên cho thành phần khí này là “fixed air”.
Robert Boyle, một nhà triết học và khoa học gia người Anglo-Ireland, người có công lớn trong việc đặt nền móng cho hóa học hiện đại, đã xuất bản cuốn “Short Memoirs for the Natural Experimental History of Mineral Waters” năm 1685. Cuốn sách bao gồm các phần về kiểm tra suối khoáng, tính chất của nước, tác dụng của nó đối với cơ thể con người, và cuối cùng là “về việc mô phỏng nước khoáng chữa bệnh tự nhiên bằng phương pháp hóa học và các phương pháp nhân tạo khác”.
Nhiều báo cáo về các thí nghiệm và nghiên cứu đã được đăng tải trên tạp chí “Philosophical Transactions” của Hội Hoàng gia London vào cuối những năm 1700, bao gồm các nghiên cứu của Stephen Hales, Joseph Black, David Macbride, William Brownrigg, Henry Cavendish và Thomas Lane.
Nhà khoa học và tu sĩ người Anh Joseph Priestley được mệnh danh là “cha đẻ của ngành công nghiệp nước ngọt” nhờ các thí nghiệm của ông về khí thu được từ các thùng lên men của một nhà máy bia. Năm 1772, ông đã trình diễn một thiết bị cacbon hóa nhỏ trước Trường Cao đẳng Y sĩ ở London, gợi ý rằng, với sự hỗ trợ của máy bơm, nước có thể được bão hòa khí mạnh hơn. Nhà hóa học người Pháp Antoine-Laurent Lavoisier cũng đưa ra gợi ý tương tự vào năm 1773.
Thomas Henry, một dược sĩ ở Manchester, Anh, được cho là người đầu tiên sản xuất nước có ga, ông đã làm ra nước có ga trong các thùng 12 gallon bằng một thiết bị dựa trên thiết kế của Priestley. Nhà kim hoàn người Thụy Sĩ Jacob Schweppe đã đọc các bài báo của Priestley và Lavoisier và quyết tâm chế tạo một thiết bị tương tự. Đến năm 1794, ông đã bán nước khoáng nhân tạo có ga mạnh cho bạn bè ở Geneva; sau đó ông bắt đầu kinh doanh tại London.
Ban đầu, nước đóng chai được sử dụng cho mục đích y tế, như được chứng minh trong một lá thư của nhà công nghiệp người Anh Matthew Boulton gửi cho nhà triết học Erasmus Darwin năm 1794:
J. Schweppe chuẩn bị nước khoáng của mình theo ba loại. Loại số 1 dùng để uống thông thường trong bữa tối. Loại số 2 dành cho bệnh nhân mắc bệnh thận và Loại số 3 chứa nhiều kiềm nhất chỉ dùng trong các trường hợp nghiêm trọng hơn.
Khoảng năm 1820, những cải tiến trong quy trình sản xuất đã cho phép sản lượng lớn hơn nhiều, và nước đóng chai trở nên phổ biến. Muối khoáng và hương liệu được thêm vào—gừng khoảng năm 1820, chanh vào những năm 1830, tonic năm 1858. Năm 1886, John Pemberton, một dược sĩ ở Atlanta, Georgia, đã phát minh ra Coca-Cola, thức uống cola đầu tiên.
Để sản xuất nước ngọt chất lượng cao, tất cả các thành phần sử dụng phải đạt độ tinh khiết cao và đạt tiêu chuẩn thực phẩm. Chúng bao gồm nước, carbon dioxide, đường, axit, nước ép và hương liệu.
Mặc dù nước thường được lấy từ nguồn cung cấp đô thị an toàn, nhưng thường được xử lý thêm để đảm bảo tính đồng nhất của sản phẩm cuối cùng; lượng tạp chất trong nguồn cung cấp đô thị có thể thay đổi theo thời gian. Ở một số nhà máy đóng chai, thiết bị xử lý nước có thể chỉ đơn giản bao gồm một bộ lọc cát để loại bỏ các chất rắn nhỏ và bộ lọc than hoạt tính để loại bỏ màu, clo và các mùi vị khác. Tuy nhiên, ở hầu hết các nhà máy, nước được xử lý bằng quy trình được gọi là siêu clo hóa và đông tụ. Ở đó, nước được tiếp xúc trong hai giờ với nồng độ clo cao và chất keo tụ, giúp loại bỏ các sinh vật như tảo và vi khuẩn; sau đó nó đi qua bộ lọc cát và than hoạt tính.
Khí carbon dioxide tạo cho đồ uống độ sủi bọt, vị hơi cay và ngăn ngừa hư hỏng. Nó được cung cấp cho nhà sản xuất nước ngọt ở dạng rắn (đá khô) hoặc dạng lỏng được duy trì dưới áp suất khoảng 1.200 pound trên inch vuông (84 kg trên cm vuông) trong các bình thép chịu lực. Bình thép nhẹ được sử dụng khi carbon dioxide lỏng được giữ trong điều kiện lạnh. Trong trường hợp đó, áp suất bên trong khoảng 325 pound trên inch vuông.
Quá trình cacbon hóa (của nước hoặc hỗn hợp đồ uống thành phẩm) được thực hiện bằng cách làm lạnh chất lỏng và cho nó chảy thành lớp mỏng trên một loạt đĩa trong một không gian kín chứa khí carbon dioxide dưới áp suất. Lượng khí mà nước hấp thụ sẽ tăng lên khi áp suất tăng và nhiệt độ giảm.
Siro hương liệu thường là dung dịch đậm đặc của chất tạo ngọt (đường hoặc nhân tạo), chất tạo axit để tạo vị chua, hương liệu và chất bảo quản khi cần thiết. Siro hương liệu được làm theo hai bước. Đầu tiên, một “siro đơn giản” được điều chế bằng cách tạo dung dịch nước và đường. Dung dịch đường đơn giản này có thể được xử lý bằng carbon và lọc nếu chất lượng đường kém. Tất cả các thành phần khác sau đó được thêm vào theo một thứ tự chính xác để tạo nên cái gọi là “siro hoàn chỉnh”.
Có hai phương pháp để sản xuất thành phẩm từ siro hương liệu. Trong phương pháp đầu tiên, siro được pha loãng với nước và sản phẩm sau đó được làm lạnh, cacbon hóa và đóng chai. Trong phương pháp thứ hai, nhà sản xuất đo một lượng siro chính xác vào mỗi chai, sau đó đổ đầy nước có ga vào. Trong cả hai trường hợp, hàm lượng đường (51–60% trong siro) giảm xuống 8–13% trong đồ uống thành phẩm. Như vậy, một lon nước ngọt 12 ounce có thể chứa hơn 40 gram đường.
Việc pha trộn siro và trộn với nước thường hoặc nước có ga, rửa bình chứa và chiết rót bình chứa đều được thực hiện gần như hoàn toàn bằng máy móc tự động. Chai lọ có thể tái sử dụng được rửa trong dung dịch kiềm nóng trong tối thiểu năm phút, sau đó được rửa kỹ. Bình chứa dùng một lần thường được rửa bằng khí hoặc rửa bằng nước uống được trước khi chiết rót. Máy chiết rót tự động có thể phục vụ hàng trăm bình chứa mỗi phút.
Đồ uống không ga đòi hỏi các thành phần và kỹ thuật tương tự như đồ uống có ga. Tuy nhiên, vì chúng thiếu sự bảo vệ chống hư hỏng do cacbon hóa mang lại, nên chúng thường được tiệt trùng, hoặc hàng loạt, bằng phương pháp tiệt trùng nhanh liên tục trước khi chiết rót, hoặc trong chai.
Nước ngọt dạng bột được làm bằng cách trộn vật liệu tạo hương vị với axit khô, gôm, màu nhân tạo, v.v. Nếu chất tạo ngọt đã được bao gồm, người tiêu dùng chỉ cần thêm lượng nước thường hoặc nước có ga thích hợp.
Loại nước ngọt ướp lạnh đầu tiên bao gồm một cốc đá phủ siro hương liệu. Máy pha chế hiện đại hiện nay pha trộn lượng siro đo được với nước có ga hoặc nước thường để tạo ra đồ uống thành phẩm. Để có được đá mềm, hay slush, máy sẽ giảm nhiệt độ đồ uống xuống từ −5 đến −2 °C (22 đến 28 °F).
Nước ngọt được đóng gói trong chai thủy tinh hoặc nhựa, lon thép không tráng thiếc, nhôm hoặc nhựa, hộp carton được xử lý, túi giấy bạc hoặc trong các thùng thép không gỉ lớn.
Việc bán nước ngọt tự động bắt đầu khiêm tốn với việc sử dụng tủ làm mát bằng đá vào đầu thế kỷ 20. Ngày nay, hầu hết đồ uống được làm lạnh bằng tủ lạnh điện để tiêu thụ tại chỗ. Máy bán hàng tự động phân phối nước ngọt trong cốc, lon hoặc chai, và nhà hàng, quán bar và khách sạn sử dụng súng pha chế để xử lý số lượng lớn. Có hai phương pháp bán nước ngọt tự động trong cốc. Trong hệ thống “pre-mix”, đồ uống thành phẩm được nhà sản xuất nước ngọt chuẩn bị và đổ vào các thùng thép không gỉ 5 hoặc 10 gallon. Các thùng chứa đồ uống được gắn vào máy bán hàng tự động, nơi đồ uống được làm lạnh và pha chế. Trong hệ thống “post-mix”, máy bán hàng tự động có nguồn cung cấp nước và carbon dioxide riêng. Nước được cacbon hóa khi cần thiết và được trộn với siro hương liệu khi được rót vào cốc.
