de C. Rose Kennedy
figuras de Kaitlyn Choi
¿Qué hay en un sabor?
La palabra «sabor» impregna nuestro vocabulario diario, evocando asociaciones de experiencias ricas o vívidas más allá de la experiencia de comer. Incluso en el contexto literal, la Asociación de Fabricantes de Extractos de Sabor (FEMA) describe el sabor como «toda la gama de sensaciones que percibimos cuando comemos un alimento o bebemos una bebida. El sabor abarca el sabor, el olor y cualquier rasgo físico que percibamos de una sustancia» . Si bien los alimentos contienen sustancias aromatizantes intrínsecas, el 90% de las compras de comestibles de los estadounidenses también contienen sabores añadidos . Estos sabores se utilizan para amplificar o modular la experiencia sensorial asociada con las cualidades existentes de un producto. Además, también se pueden usar para hacer que las opciones saludables pero suaves (como las que carecen de un exceso de azúcar o grasas trans) sean más atractivas. Por ejemplo, los agentes de sabor pueden hacer que los alimentos con bajo contenido de grasa parezcan ricos y cremosos, o agregar cáscara salada a los productos bajos en sodio. Es obvio que los sabores tienen un inmenso poder para influir en nuestras experiencias gustativas, pero ¿qué son y de dónde vienen?
Todos los sabores, incluidos los intrínsecamente presentes en los alimentos, así como los aditivos de sabores naturales y artificiales, son pequeños compuestos químicos o mezclas de compuestos (Figura 1). Si bien los productos químicos a menudo evocan asociaciones negativas, es importante recordar que todos los componentes de nuestros alimentos, nuestros cuerpos y el mundo que nos rodea son en realidad productos químicos. Incluso cosas como el agua (monóxido de dihidrógeno), el azúcar de mesa (sacarosa o alfa-D-glucopiranosil-(1à2)-beta-D-fructofuranósido) y el bicarbonato de sodio (bicarbonato de sodio) son compuestos químicos. De hecho, las propiedades químicas y las estructuras de las sustancias aromatizantes son exactamente las que les permiten reaccionar entre sí durante la cocción (piense en ese sabor distintivo a la parrilla) que se unen a los receptores del sabor en nuestras bocas.
La FDA define ampliamente los sabores naturales para incluir cualquier sabor aislado de fuentes naturales como material vegetal (frutas, raíces, corteza, hierbas, etc.) o productos de origen animal (carne, lácteos, etc.) . Los sabores artificiales son todos los sabores que no se definen como naturales, incluso si tienen exactamente la misma composición química que los sabores aislados directamente de la naturaleza . Esta distinción entre los orígenes de los sabores no tiene relación con lo seguros, saludables o deliciosos que son. De hecho, los agentes aromatizantes producidos en un entorno de laboratorio controlado se someten a un riguroso control de calidad en cada etapa, y no requieren un proceso de extracción prolongado, que requiere mucho trabajo y recursos, ni la adquisición de materiales naturalmente raros o difíciles de cultivar. Como tal, muchos sabores artificiales idénticos a la naturaleza están disponibles en mayor pureza que sus congéneres naturales y se pueden obtener con menos daño al medio ambiente .
Estos sabores artificiales son preparados por un grupo de élite de profesionales altamente capacitados conocidos como aromatizantes o químicos de sabores, que deben pasar por un riguroso aprendizaje de siete años (después de la educación universitaria) antes de obtener la certificación de la Sociedad de Químicos de Sabores . Se estima que solo hay aproximadamente 500 aromatizantes certificados en todo el mundo . Los aromatizantes preparan mezclas de sabores para satisfacer las preferencias de sabor de los consumidores, a la vez que siguen un conjunto estricto de pautas de seguridad y eficiencia. Además, debido a que se consideran fabricantes de ingredientes, los saborizantes y las compañías de producción de sabores deben cumplir con las mismas reglas de la FDA y el USDA desarrolladas para la producción de alimentos .
Para facilitar este proceso, un panel de expertos científicos y médicos (que representan campos como la química, la toxicología, la farmacología, la medicina, la patología y las estadísticas) al servicio de la Asociación de Fabricantes de Extractos de Sabor (FEMA) ha compilado una lista de compuestos de sabor minuciosamente examinados que son «generalmente reconocidos como seguros (GRAS)» . El Panel de Expertos de FEMA comunica sus hallazgos y todos los datos científicos con la FDA, con organismos científicos y reguladores internacionales y en la literatura científica . Las empresas de saborizantes no están obligadas a divulgar la aplicación de ingredientes de sabor que ya hayan pasado esta rigurosa revisión, pero cualquier sustancia de sabor novedosa que aún no haya entrado en la lista requiere pruebas y aprobación rigurosas para demostrar su seguridad antes de que puedan incorporarse a productos de consumo.
¡Consideremos algunos casos de química de sabores en acción!
Sueños de vainillina
La vainilla es el sabor más popular en todo el mundo. No solo se usa en favoritos como helados, dulces, pasteles y galletas, sino que la vainilla también mejora la percepción de dulzura y otros sabores (como los del chocolate, el café, las frutas y los frutos secos) .
El extracto natural de vainilla se obtiene remojando las habas de vainilla en alcohol para obtener una solución de vainillina y otros componentes menores que se pueden usar en la cocina y la cocción. Si bien se han detectado hasta 250 componentes de sabor y aroma en el extracto de vainilla, la mayoría de estos se destruyen al exponerse a temperaturas elevadas, lo que hace que la complejidad del sabor a vainilla disminuya al hornear. Además, los granos de vainilla solo se pueden obtener de orquídeas floridas polinizadas a mano en un puñado de áreas tropicales, lo que los convierte en productos preciosos, especialmente dada la gran demanda de vainilla (más de 16,000 toneladas métricas anuales) en todo el mundo . Para satisfacer esta demanda, empresas de sabores como International Flavors and Fragrances, Inc. y Givaudan tiene líneas de producción completas dedicadas al desarrollo de sustitutos de alta calidad para el extracto natural de vainilla .
Uno de estos sustitutos es el extracto de castóreo. El castóreo es una secreción de las glándulas anales y los sacos de castor de los castores, que lo utilizan para marcar sus reivindicaciones territoriales. El extracto de castóreo posee un olor cálido y dulce y se puede usar como sustituto del extracto de vainilla en muchos productos lácteos y productos horneados . Después de una evaluación rigurosa, castoreum y sus extractos se han ganado un lugar en la Lista GRAS; sin embargo, el consumo mundial es relativamente bajo (solo alrededor de 300 libras al año). Es interesante notar, sin embargo, que debido a que el castóreo se extrae de una fuente animal, se considera un sabor natural, no un sabor artificial.
La mayor parte de los sustitutos de vainilla son en realidad vainillina y derivados de vainillina idénticos a la naturaleza sintetizados a escala de varias toneladas a partir de extractos de guayacol o lignina, que pueden aislarse de pulpa de madera (Figura 2). Además de proporcionar una fuente económica de vainillina, en una pureza más alta que la que se podría obtener del extracto natural de vainilla, esta síntesis permite la producción de derivados de vainillina que poseen cualidades deseables, como una mayor potencia de sabor y estabilidad térmica. Por ejemplo, agregar un átomo de carbono adicional a la vainillina produce etil vainillina, que es 2-4 veces más sabrosa que la propia vainillina. Debido a esta propiedad deseable y su estatus de larga data en la lista GRAS, la vainillina de etilo se ha utilizado en algunos sabores de vainilla desde la década de 1930. Tal vez no debería sorprender, entonces, que en las pruebas de sabor a ciegas, los catadores prefieran el saborizante artificial de vainilla (incluida la vainillina producida industrialmente y sus análogos) en golosinas como galletas que deben hornearse a las altas temperaturas que causan que muchos de los componentes menores del extracto natural de vainilla se descompongan .
Butter Me Up
El rico y suave sabor de la mantequilla es otro de los favoritos de los consumidores, que agrega cuerpo y profundidad a los aerosoles para cocinar, las salsas, los productos horneados y (por supuesto) las palomitas de maíz. Este sabor surge de la producción de diacetil y acetoína como subproductos de la fermentación del azúcar en la producción de productos lácteos cultivados como mantequilla cultivada, suero de mantequilla y crema agria .
Si bien se pueden aislar pequeñas cantidades de estos compuestos de estos productos lácteos a base de consumo, la muy baja eficiencia de la extracción limita su practicidad. En cambio, estos aditivos de sabor generalmente se producen a través de síntesis química o fermentación industrial en cultivos especializados, que están optimizados para la producción de sabor, pero no son el tipo de medios que a la gente generalmente le gusta comer (Figura 3) . Cuando se producen a través de esta técnica de cultivo, el diacetil y la acetoína se enumeran como «saborizante de mantequilla natural», pero cuando se producen a través de síntesis de laboratorio controlada, los mismos componentes se enumeran como «saborizante de mantequilla artificial» .
Es posible que haya escuchado informes sobre el «pulmón del trabajador de palomitas de maíz», en el que un puñado de casos de enfermedad pulmonar se han relacionado con la inhalación de niveles muy altos de diacetil en algunas instalaciones de producción de palomitas de maíz en microondas . Sin embargo, tanto el diacetil como la acetoína son miembros de larga data de la lista GRAS. Es esencial recordar que una dosis alta de cualquier cosa puede ser tóxico! Por ejemplo, ha habido numerosos casos de muertes relacionadas con sobredosis de agua (no ahogamiento, en realidad solo beber demasiado),. La FDA y la OSHA han investigado cuidadosamente las preocupaciones con respecto al diacetilo en aerosol y han desarrollado nuevas normas para limitar la exposición a partículas en el aire en entornos ocupacionales . Además, sus informes reiteran que los niveles a los que están expuestos los consumidores en general están muy por debajo del umbral de riesgo. Además, la ingestión de agentes aromatizantes como el diacetilo conduce estas sustancias al estómago (en lugar de a los pulmones), que está perfectamente equipado para procesar estas moléculas. Así que adelante, come tu mantequilla (sabor) y cómetela también.
Un sabor como Nunca has soñado
Como ilustran algunos de nuestros favoritos de sabores clásicos, la química del sabor es tanto un arte como una ciencia dedicada a producir de forma segura sabores naturales y artificiales robustos y eficientes en el uso de los recursos para tu disfrute. Sin embargo, quizás el aspecto más emocionante es la oportunidad de combinar sabores conocidos de formas novedosas para explorar sabores más allá de lo que jamás hayamos experimentado. Los aromatizantes buscan identificar y rellenar «espacios en blanco», que son combinaciones de cualidades de sabor que el consumidor puede disfrutar pero que no están representadas en los productos del mercado. Así que la próxima vez que pruebes una golosina de otro mundo como la goma de mascar Juicy Fruit™, una novedosa gominola o tu bebida deportiva favorita, recuerda el trabajo de amor que entró en su desarrollo . En las memorables palabras de Willy Wonka: «La invención, queridos amigos, es 93% de transpiración, 6% de electricidad, 4% de evaporación y 2% de ondulación de caramelo.»
C. Rose Kennedy es candidata a doctorado en el Departamento de Química y Biología Química de la Universidad de Harvard.
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