af C. Rose Kennedy
tal af Kaitlyn Choi
Hvad er der i en smag?
ordet” smag ” gennemsyrer vores daglige ordforråd og fremkalder foreninger af rige eller levende oplevelser ud over oplevelsen af at spise. Selv i den bogstavelige sammenhæng beskriver Flavor ekstrakt Manufacturers Association (FEMA) smag som “hele spektret af fornemmelser, som vi opfatter, når vi spiser en mad eller drikker en drik. Smag omfatter et stofs smag, lugt og eventuelle fysiske træk, vi opfatter” . Mens fødevarer i sig selv indeholder aromastoffer, indeholder 90% af amerikanernes køb af dagligvarer også tilsatte smagsstoffer . Disse smagsstoffer bruges til at forstærke eller modulere den sensoriske oplevelse forbundet med eksisterende kvaliteter af et produkt. Desuden kan de også bruges til at gøre sunde, men intetsigende muligheder (som dem, der mangler et overskud af sukker eller transfedt) mere tiltalende. For eksempel kan smagsmidler få mad med reduceret fedt til at virke rig og cremet eller tilføje saltskal til produkter med lavt natriumindhold. Det er indlysende, at smag har enorm magt til at påvirke vores gustatoriske oplevelser, men hvad er de, og hvor kommer de fra?
alle smagsstoffer, herunder dem, der er iboende i fødevarer, såvel som naturlige og kunstige smagsadditiver, er små kemiske forbindelser eller blandinger af forbindelser (Figur 1). Mens kemikalier ofte fremkalder negative foreninger, er det vigtigt at huske, at alle komponenterne i vores mad, vores kroppe og verden omkring os faktisk er kemikalier. Selv ting som vand (dihydrogen kulilte), bordsukker(saccharose eller alfa-d-glucopyranosyl-(1 lus2)-beta-D-fructofuranosid) og bagepulver (natriumbicarbonat) er kemiske forbindelser. Faktisk er de kemiske egenskaber og strukturer af aromastoffer præcis det, der gør det muligt for dem at reagere med hinanden under madlavning (tænk på den karakteristiske grillede smag) binde med smagsreceptorerne i vores mund.
FDA definerer bredt naturlige smagsstoffer til at omfatte enhver smag isoleret fra naturlige kilder som plantemateriale (frugter, rødder, bark, urter osv.) eller animalske produkter (kød, mejeri osv.) . Kunstige smagsstoffer er enhver smag, der ikke er defineret som naturlig, selvom de har nøjagtig samme kemiske sammensætning som smagsstoffer isoleret direkte fra naturen . Denne skelnen mellem smagens oprindelse har ingen indflydelse på, hvor sikre, sunde eller lækre de er. Faktisk gennemgår smagsstoffer produceret i en kontrolleret laboratorieindstilling streng kvalitetskontrol på alle trin og kræver ikke en langvarig, arbejds – og ressourceintensiv udvindingsproces eller erhvervelse af naturligt sjældne eller vanskelige at dyrke materialer. Som sådan er mange natur-identiske kunstige smagsstoffer faktisk tilgængelige i højere renhed end deres naturlige kongenere og kan opnås med mindre skade på miljøet .
disse kunstige smagsstoffer er udarbejdet af en elitegruppe af højtuddannede fagfolk kendt som smagsstoffer eller smagskemikere, som skal fortsætte gennem en streng syv-årig læreplads (efter universitetsuddannelse), før de kan blive certificeret af Society of Flavor Chemists . Det anslås, at der kun er omkring 500 certificerede smagsstoffer over hele verden . Flavorister forbereder blandinger af smagsstoffer for at imødekomme forbrugernes smagspræferencer, alt imens de følger et strengt sæt retningslinjer for sikkerhed og effektivitet. Desuden, fordi de betragtes som ingrediensproducenter flavorister og smagsproduktionsselskaber skal overholde alle de samme FDA-og USDA-regler, der er udviklet til fødevareproduktion .
for at hjælpe denne proces har et panel af videnskabelige og medicinske eksperter (der repræsenterer områder, herunder kemi, toksikologi, farmakologi, medicin, patologi og statistik), der serverer Smagsekstrakt Manufacturers Association (FEMA), udarbejdet en liste over grundigt undersøgte smagsforbindelser, der er “generelt anerkendt som sikre (GRAS)” . FEMA-ekspertpanelet kommunikerer deres resultater og alle videnskabelige data med FDA, med internationale videnskabelige og regulerende organer og i den videnskabelige litteratur . Smagsfirmaer er ikke forpligtet til at afsløre anvendelse af smagsingredienser, der allerede har bestået denne strenge gennemgang, men eventuelle nye smagsstoffer, der endnu ikke er kommet på listen, kræver streng test og godkendelse for at demonstrere sikkerhed, før de kan indarbejdes i forbrugerprodukter.
lad os overveje et par tilfælde af smagskemi i aktion!
Vanillin Dreams
vanilje er den mest populære smag på verdensplan. Ikke kun bruges det i favoritter som is, slik, kager og kager, men vanilje forbedrer også opfattelsen af sødme og andre smag (som dem i chokolade, kaffe, frugt og nødder) .
naturligt vaniljeekstrakt opnås ved at trække vaniljebønner i alkohol for at give en opløsning af vanillin og andre mindre komponenter, der kan bruges til madlavning og bagning. Mens så mange som 250 smags-og aromakomponenter er blevet påvist i vaniljeekstrakt, ødelægges de fleste af disse ved udsættelse for forhøjet temperatur, hvilket får kompleksiteten af vaniljesmagen til at aftage ved bagning. Desuden kan vaniljebønner kun fås fra håndbestøvede blomstrende orkideer i en håndfuld tropiske områder, hvilket gør dem til dyrebare varer, især i betragtning af den store efterspørgsel efter vanilje (over 16.000 tons årligt) over hele verden . For at imødekomme denne efterspørgsel, smag virksomheder som International flavours and Fragrances, Inc. og Givaudan har hele produktionslinjer afsat til udvikling af høj kvalitet erstatninger for naturlige vanille ekstrakt , .
en af disse substitutter er castoreum ekstrakt. Castoreum er en sekretion fra analkirtlerne og castorsække af bævere, der bruger det til at markere deres territoriale krav. Castoreum ekstrakt har en varm, sød lugt og kan bruges som stand-in for vanille ekstrakt i mange mejeriprodukter og bagværk . Efter streng evaluering har castoreum og dets ekstrakter opnået en plads på GRAS-listen; imidlertid er verdensomspændende forbrug relativt lavt (kun omkring 300 pund årligt). Det er dog interessant at bemærke, at fordi castoreum ekstraheres fra en Dyrekilde, betragtes det som en naturlig smag, ikke en kunstig smag.
hovedparten af vanilleerstatninger er faktisk natur-identiske vanillin-og vanillinderivater syntetiseret på multi-ton skala fra guaiacol-eller ligninekstrakter, som kan isoleres fra træmasse (figur 2) , . Ud over at give en billig kilde til vanillin—i højere renhed end man kunne opnå fra naturlig vanilleekstrakt—muliggør denne syntese produktion af vanillinderivater med ønskelige kvaliteter, som øget smagsstyrke og termisk stabilitet. For eksempel giver tilsætning af et ekstra carbonatom til vanillin ethyl vanillin, som er 2-4 gange mere smagfuld end vanillin selv. På grund af denne ønskelige egenskab og dens mangeårige status på GRAS-listen er ethyl vanillin blevet brugt i nogle vaniljesmag siden 1930 ‘ erne. Måske skulle det ikke komme som nogen overraskelse, at smagere i blinde smagsprøver foretrak den kunstige vaniljesmag (inklusive industrielt produceret vanillin og dets analoger) i godbidder som cookies, der skal bages ved de høje temperaturer, der får mange af de mindre komponenter i naturlig vaniljeekstrakt til at nedbrydes .
smør mig op
den rige, glatte smag af smør er en anden forbrugerfavorit, der tilføjer krop og dybde til madlavningssprayer, saucer, bagværk og (selvfølgelig) popcorn. Denne smag stammer fra produktionen af diacetyl og acetoin som biprodukter af sukkerfermentering i produktionen af dyrkede mejeriprodukter som dyrket smør, kærnemælk og creme fraiche .
mens små mængder af disse forbindelser kan isoleres fra disse forbrugerbaserede mejeriprodukter, begrænser ekstraktionens meget lave effektivitet dets anvendelighed. I stedet produceres disse smagsadditiver generelt gennem kemisk syntese eller industriel gæring på specialiseret kultur, som er optimeret til smagsproduktion, men er ikke den slags medier, som folk generelt kan lide at spise (figur 3) . Når de produceres gennem denne dyrkningsteknik, er diacetyl og acetoin opført som “naturlig smørsmag”, men når de produceres gennem kontrolleret laboratoriesyntese, er de samme komponenter opført som “kunstig smørsmag” .
du har måske hørt rapporter om “popcornarbejderens lunge”, hvor en håndfuld tilfælde af lungesygdom har været forbundet med indånding af meget høje niveauer af diacetyl i nogle mikrobølgepopcornproduktionsfaciliteter . Imidlertid er både diacetyl og acetoin mangeårige medlemmer af GRAS-listen. Det er vigtigt at huske, at en høj dosis af noget kan være giftigt! For eksempel har der været adskillige tilfælde af dødsfald relateret til overdosering på vand (ikke drukning, faktisk bare drikker alt for meget) , . FDA og OSHA har undersøgt bekymringer vedrørende aerosoliseret diacetyl omhyggeligt og har udviklet nye standarder for at begrænse eksponeringen for luftbårne partikler i erhvervsmæssige omgivelser . Derudover gentager deres rapporter, at de niveauer, som de generelle forbrugere udsættes for, ligger langt under risikotærsklen. Desuden fører indtagelse af smagsstoffer som diacetyl disse stoffer til maven (snarere end lungerne), som er perfekt udstyret til at behandle disse molekyler. Så gå videre, få dit smør (smag) og spis det også!
en smag som du aldrig har drømt
som et par af vores klassiske smagsfavoritter illustrerer, er smagskemi både en kunst og en videnskab dedikeret til sikkert at producere robuste og ressourceeffektive naturlige og kunstige smag til din nydelse. Måske er det mest spændende aspekt imidlertid muligheden for at kombinere kendte smag på nye måder for at udforske smag ud over det, vi nogensinde har oplevet. Flavorister søger at identificere og udfylde “hvide rum”, som er kombinationer af smagskvaliteter, som forbrugeren kan nyde, men som ikke er repræsenteret i produkter på markedet. Så næste gang du prøver en ud-af-denne-verden behandler som saftig frugt, en ny jelly bean, eller din yndlingssportsdrink, husk kærlighedens arbejde, der gik ind i dens udvikling . “Opfindelsen, mine kære venner, er 93% sved, 6% elektricitet, 4% fordampning og 2% butterscotch ripple.”
C. Rose Kennedy er ph.d. – kandidat i Institut for Kemi og kemisk biologi ved Harvard University.
Smag Fakta. Smagsekstrakt Manufacturers Association (FEMA) http://www.flavorfacts.org (adgang til August 23, 2015)
“Tastemakers” La Gorce, T. Ny trøje månedligt. 17.januar 2011. http://njmonthly.com/articles/eat-drink/the-tastemakers/(adgang til August 23, 2015)
“afsnit 101.22 fødevarer; mærkning af krydderier, aromaer, farvestoffer og kemiske konserveringsmidler.”Kodeks for føderale regler. Afsnit 21-fødevarer og stoffer. Food And Drug Administration, Institut For Sundhed Og Menneskelige Tjenester. 1.April 2010. http://www.gpo.gov/fdsys/pkg/CFR-2010-title21-vol2/xml/CFR-2010-title21-vol2-sec101-22.xml (adgang til August 23, 2015)
“hvad er forskellen mellem kunstige og naturlige smagsstoffer?”Reineccius, G. Scientific American. 29. juli 2002. http://www.scientificamerican.com/article/what-is-the-difference-be-2002-07-29/ (adgang til August 23, 2015)
samfundet af Smagskemikere. http://flavorchemists.com/ (adgang til August 23, 2015)
“du er en hvad? Flavorist ” Grøn, K. Occupational Outlook Kvartalsvis. Vinter 2004-2005. US Bureau of Labor Statistics http://www.bls.gov/careeroutlook/2004/winter/yawhat.pdf
“Smagsproducenterne” Khatchadourian, R. Den nye Yorker. 23.November 2009. http://www.newyorker.com/magazine/2009/11/23/the-taste-makers(adgang til August 23, 2015)
“smag sikkerhed: myte vs. faktum” måtte. Smag Fakta. Smagsekstrakt Manufacturers Association (FEMA) 25.juni 2015. http://www.flavorfacts.org / smag-sikkerhed-myte-vs-fakta / (adgang til August 23, 2015)
“hvordan U. S. FDA ‘s GRAS Notification Program virker” Gaynor, P. Fødevaresikkerhed magasin, December 2005/januar 2006. http://www.fda.gov/Food/IngredientsPackagingLabeling/GRAS/ucm083022.htm#authors (adgang til August 23, 2015)
“vaniljeekstrakt” Cook er illustreret. 1.marts 2009. http://www.cooksillustrated.com/taste_tests/455-vanilla-extract (adgang til August 23, 2015)
altid vanilje. International Flavors and Fragrances, Inc. http://alwaysvanilla.com/ (adgang til August 23, 2015)
alt andet end almindelig vanilje. Givaudan Smagessentials Vanilje. https://www.givaudan.com/flavours/world-flavours/tasteessentials/vanilla (adgang til August 23, 2015)
“Castoreum” burre, G. A. Fenaroli håndbog af smag ingredienser. CRC Press, 2005. 276-278
” Vanillin: Syntetisk aroma fra brugt Sulfitvæske.”Hocking, M. B. Journal of Chemical Education, 1997, 74, 1055. DOI: 10.1021 / ed074p1055
“Vanillin” Vidal, J.-P. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 2006, DOI: 10.1002/0471238961.2201140905191615.a01.pub2
“Ethyl Vanillin” burre, G. A. Fenaroli håndbog af smag ingredienser. CRC Press, 2005. 639–640.
Pavia et al. Introduktion til organiske laboratorieteknikker (4.udgave.). ISBN 978-0-495-28069-9.
” produktion af Diacetyl og Acetoin af mælkesyrebakterier ” Oberman, H., P. A.; P. N. Nahrung, 1982, 26, 615. DOI: 10.1002 / mad.19820260706
“bioteknologisk produktion af smag og dufte” Krings, C.; Berger, R. G. anvendt Mikrobiolbioteknologi. 1998, 49, 8.en
“pas på Diacetyl: den næste juridiske Kvagmire” Fama, R. Fødevaresikkerhed magasin. Oktober / November 2007. http://www.foodsafetymagazine.com/magazine-archive1/octobernovember-2007/beware-diacetyl-the-next-legal-quagmire/ (adgang til August 23, 2015)
“Hyponatræmi” Adrogu Karrus, H. J.; Madias, N. E. Ny England Journal of Medicine 2000, 342, 1581. DOI: 10.1056 / NEJM200005253422107
“død fra hyponatremi som følge af akut vandforgiftning i en hærs grundlæggende praktikant.”Garigan, T. P.; Ristedt,D. E. Militærmedicin, 1999, 164, 234.
“NIOSH Alert: forebyggelse af lungesygdom hos arbejdere, der bruger eller fremstiller aromaer,” DHHS (NIOSH) publikation nr.2004-110. http://www.cdc.gov/niosh/docs/2004-110/ (adgang til August 23, 2015)
“søde minder: hvordan Jelly Belly opfinder smag” Grøntræ, V. Atlanterhavet. 17.August 2010. http://www.theatlantic.com/health/archive/2010/08/sweet-memories-how-jelly-belly-invents-flavors/61477/ (adgang til 23. August 2015)