di C. Rose Kennedy
figure di Kaitlyn Choi
Cosa c’è in un sapore?
La parola “sapore” pervade il nostro vocabolario quotidiano, evocando associazioni di esperienze ricche o vivide al di là dell’esperienza del mangiare. Anche nel contesto letterale, la Flavor Extract Manufacturers Association (FEMA) descrive il sapore come “l’intera gamma di sensazioni che percepiamo quando mangiamo un cibo o beviamo una bevanda. Sapore comprende il gusto di una sostanza, odore, e tutti i tratti fisici che percepiamo”. Mentre gli alimenti contengono intrinsecamente sostanze aromatizzanti, il 90% degli acquisti di generi alimentari americani contiene anche aromi aggiunti . Questi sapori sono utilizzati per amplificare o modulare l’esperienza sensoriale associata alle qualità esistenti di un prodotto. Inoltre, possono anche essere utilizzati per rendere più attraenti opzioni sane ma blande (come quelle prive di un eccesso di zucchero o grassi trans). Ad esempio, gli agenti aromatizzanti possono rendere gli alimenti a basso contenuto di grassi ricchi e cremosi o aggiungere scorza salata a prodotti a basso contenuto di sodio. È ovvio che i sapori hanno un immenso potere di influenzare le nostre esperienze gustative, ma cosa sono e da dove provengono?
Tutti gli aromi, compresi quelli intrinsecamente presenti negli alimenti, così come gli additivi aromatici naturali e artificiali, sono piccoli composti chimici o miscele di composti (Figura 1). Mentre le sostanze chimiche spesso evocano associazioni negative, è importante ricordare che tutti i componenti del nostro cibo, i nostri corpi e il mondo che ci circonda sono in realtà sostanze chimiche. Anche cose come l’acqua (monossido di diidrogeno), lo zucchero da tavola (saccarosio o alfa-D-glucopiranosil-(1à2)-beta-D-fruttofuranoside) e il bicarbonato di sodio (bicarbonato di sodio) sono composti chimici. In effetti, le proprietà chimiche e le strutture delle sostanze aromatizzanti sono esattamente ciò che consente loro di reagire l’uno con l’altro durante la cottura (si pensi a quel caratteristico sapore alla griglia) si legano ai recettori del gusto nelle nostre bocche.
La FDA definisce ampiamente i sapori naturali per includere qualsiasi sapore isolato da fonti naturali come materiale vegetale (frutta, radici, corteccia, erbe, ecc.) o prodotti animali (carne, latticini, ecc.) . I sapori artificiali sono tutti i sapori che non sono definiti come naturali, anche se hanno la stessa identica composizione chimica dei sapori isolati direttamente dalla natura . Questa distinzione tra le origini dei sapori non ha alcuna influenza su quanto siano sicuri, sani o deliziosi. Infatti, gli agenti aromatizzanti prodotti in un ambiente di laboratorio controllato subiscono un rigoroso controllo di qualità in ogni fase e non richiedono un processo di estrazione lungo, laborioso e dispendioso in termini di risorse o l’acquisizione di materiali naturalmente rari o difficili da coltivare. Come tale, molti aromi artificiali identici alla natura sono effettivamente disponibili in purezza maggiore rispetto ai loro congeneri naturali e possono essere ottenuti con meno danni all’ambiente .
Questi aromi artificiali sono preparati da un gruppo d’élite di professionisti altamente qualificati noti come aromatisti o chimici del sapore, che devono procedere attraverso un rigoroso apprendistato di sette anni (dopo l’istruzione universitaria) prima di poter diventare certificati dalla Society of Flavor Chemists . Si stima che ci siano solo circa 500 aromatisti certificati in tutto il mondo . Gli aromatisti preparano miscele di sapori per soddisfare le preferenze di gusto dei consumatori, il tutto seguendo una serie rigorosa di linee guida di sicurezza ed efficienza. Inoltre, poiché sono considerati produttori di ingredienti aromatizzanti e le aziende di produzione di aromi devono rispettare tutte le stesse regole FDA e USDA sviluppate per la produzione alimentare .
Per aiutare questo processo, un gruppo di esperti scientifici e medici (che rappresentano campi tra cui chimica, tossicologia, farmacologia, medicina, patologia e statistiche) al servizio della Flavor Extract Manufacturers Association (FEMA) ha compilato un elenco di composti aromatici accuratamente controllati che sono “generalmente riconosciuti come sicuri (GRAS)” . Il Gruppo di esperti della FEMA comunica i propri risultati e tutti i dati scientifici con la FDA, con organismi scientifici e normativi internazionali e nella letteratura scientifica . Le aziende di aromi non sono tenute a rivelare l’applicazione di ingredienti aromatici che hanno già superato questa rigorosa revisione, ma qualsiasi nuova sostanza aromatica che non è ancora stata inserita nell’elenco richiede rigorosi test e approvazione per dimostrare la sicurezza prima che possano essere incorporati nei prodotti di consumo.
Consideriamo alcuni casi di chimica del sapore in azione!
Vanillin Dreams
La vaniglia è il sapore più popolare in tutto il mondo. Non solo viene utilizzato in preferiti come gelati, caramelle, torte e biscotti, ma la vaniglia migliora anche la percezione della dolcezza e di altri sapori (come quelli di cioccolato, caffè, frutta e noci) .
L’estratto naturale di vaniglia si ottiene macerando i baccelli di vaniglia in alcool per permettersi una soluzione di vanillina e altri componenti minori che possono essere utilizzati in cucina e cottura. Mentre ben 250 componenti di gusto e aroma sono stati rilevati nell’estratto di vaniglia, la maggior parte di questi vengono distrutti dopo l’esposizione a temperature elevate, causando la complessità del sapore di vaniglia a diminuire al momento della cottura. Inoltre, i baccelli di vaniglia possono essere ottenuti solo da orchidee fiorite impollinate a mano in una manciata di aree tropicali, rendendole materie prime preziose, soprattutto data la grande domanda di vaniglia (oltre 16.000 tonnellate all’anno) in tutto il mondo . Per soddisfare questa domanda, aziende di sapori come International Flavors and Fragrances, Inc. e Givaudan ha intere linee di produzione dedicate allo sviluppo di sostituti di alta qualità per l’estratto naturale di vaniglia,.
Uno di questi sostituti è l’estratto di castoreum. Castoreum è una secrezione dalle ghiandole anali e dai sacchi di ricino dei castori, che lo usano per marcare le loro rivendicazioni territoriali. L’estratto di Castoreum possiede un odore caldo e dolce e può essere utilizzato come sostituto per l’estratto di vaniglia in molti prodotti lattiero-caseari e prodotti da forno . A seguito di una rigorosa valutazione, castoreum e i suoi estratti hanno guadagnato un posto nella lista GRAS; tuttavia, il consumo mondiale è relativamente basso (solo circa 300 sterline all’anno). È interessante notare, tuttavia, che poiché il castoreum viene estratto da una fonte animale, è considerato un sapore naturale, non un sapore artificiale.
La maggior parte dei sostituti della vaniglia sono in realtà vanillina e derivati della vanillina identici alla natura sintetizzati su scala multi-tonnellata da estratti di guaiacolo o lignina, che possono essere isolati dalla pasta di legno (Figura 2),. Oltre a fornire una fonte economica di vanillina – in purezza superiore a quella che si potrebbe ottenere dall’estratto naturale di vaniglia-questa sintesi consente la produzione di derivati della vanillina che possiedono qualità desiderabili, come una maggiore potenza aromatica e stabilità termica. Ad esempio l’aggiunta di un atomo di carbonio extra alla vanillina offre l’etil vanillina, che è 2-4 volte più saporita della vanillina stessa. A causa di questa proprietà desiderabile e il suo status di lunga data sulla lista GRAS, l’etil vanillina è stata utilizzata in alcuni aromi di vaniglia dal 1930. Forse non dovrebbe sorprendere, quindi, che nei test di gusto ciechi, gli assaggiatori preferissero l’aroma di vaniglia artificiale (compresa la vanillina prodotta industrialmente e i suoi analoghi) in dolcetti come i biscotti che devono essere cotti alle alte temperature che causano la decomposizione di molti dei componenti minori dell’estratto di vaniglia naturale .
Butter Me Up
Il sapore ricco e morbido del burro è un altro preferito dai consumatori, aggiungendo corpo e profondità a spray da cucina, salse, prodotti da forno e (ovviamente) popcorn. Questo sapore deriva dalla produzione di diacetile e acetoina come sottoprodotti della fermentazione dello zucchero nella produzione di prodotti lattiero-caseari coltivati come burro coltivato, latticello e panna acida .
Mentre piccole quantità di questi composti possono essere isolate da questi prodotti lattiero-caseari di consumo, la bassissima efficienza dell’estrazione ne limita la praticità. Invece, questi additivi aromatici sono generalmente prodotti attraverso la sintesi chimica o la fermentazione industriale su colture specializzate, che è ottimizzata per la produzione di aromi, ma non è il tipo di gente dei media generalmente piace mangiare (Figura 3) . Una volta prodotti con questa tecnica di coltura, il diacetile e l’acetoina sono elencati come “aromatizzanti naturali del burro,” ma quando sono prodotti con la sintesi controllata del laboratorio, gli stessi componenti sono elencati come “aromatizzanti artificiali del burro” .
Potresti aver sentito rapporti su “popcorn worker lung”, in cui una manciata di casi di malattia polmonare sono stati collegati all’inalazione di livelli molto alti di diacetile in alcuni impianti di produzione di popcorn a microonde . Tuttavia, sia diacetile e acetoina sono membri di lunga data della lista GRAS. È essenziale ricordare che una dose elevata di qualsiasi cosa può essere tossica! Ad esempio, ci sono stati numerosi casi di decessi legati al sovradosaggio di acqua (non annegamento, in realtà solo bere troppo),. La FDA e l’OSHA hanno studiato attentamente le preoccupazioni relative al diacetile aerosolizzato e hanno sviluppato nuovi standard per limitare l’esposizione alle particelle trasportate dall’aria in ambienti professionali . Inoltre, i loro rapporti ribadiscono che i livelli a cui sono esposti i consumatori generali sono molto al di sotto della soglia di rischio. Inoltre, l’ingestione di agenti aromatizzanti come il diacetile indirizza queste sostanze allo stomaco (piuttosto che ai polmoni), che è perfettamente attrezzato per elaborare queste molecole. Quindi vai avanti, prendi il tuo burro (sapore) e mangialo anche tu!
Un sapore come non hai mai sognato
Come alcuni dei nostri classici sapori preferiti illustrano, flavor chemistry è sia un’arte che una scienza dedicata alla produzione sicura di sapori naturali e artificiali robusti ed efficienti in termini di risorse per il tuo divertimento. Forse l’aspetto più eccitante, tuttavia, è l’opportunità di combinare sapori conosciuti in nuovi modi per esplorare sapori oltre ciò che abbiamo mai sperimentato. Gli aromatisti cercano di identificare e riempire “spazi bianchi”, che sono combinazioni di qualità aromatiche che il consumatore può godere ma non sono rappresentate nei prodotti sul mercato. Quindi la prossima volta che provi un trattamento fuori dal mondo come la gomma Juicy Fruit™, un nuovo jelly bean o la tua bevanda sportiva preferita, ricorda il lavoro dell’amore che è andato nel suo sviluppo . Perché nelle parole memorabili di Willy Wonka: “L’invenzione, miei cari amici, è il 93% di sudore, il 6% di elettricità, il 4% di evaporazione e il 2% di ondulazione di burro.”
C. Rose Kennedy è un Ph. D. candidato nel Dipartimento di Chimica e Biologia chimica presso l’Università di Harvard.
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