door C. Rose Kennedy
cijfers door Kaitlyn Choi
What ‘ s in a Flavor?
het woord “smaak” doordringt onze dagelijkse woordenschat en roept associaties op van rijke of levendige ervaringen die verder gaan dan de ervaring van het eten. Zelfs in de letterlijke context beschrijft de Flavor Extract Manufacturers Association (FEMA) smaak als “het hele scala aan sensaties die we waarnemen wanneer we eten of drinken. Smaak omvat de smaak, geur van een stof, en alle fysieke kenmerken die we waarnemen”. Terwijl voedingsmiddelen intrinsiek smaakstoffen bevatten, bevatten 90% van de Amerikaanse boodschappen ook toegevoegde aroma ‘ s . Deze smaken worden gebruikt om de zintuiglijke ervaring geassocieerd met bestaande kwaliteiten van een product te versterken of te moduleren. Bovendien kunnen ze ook worden gebruikt om gezonde maar saaie opties (zoals die zonder een overmaat aan suiker of transvetten) aantrekkelijker te maken. Bijvoorbeeld, smaak agenten kunnen verminderde-vet voedsel lijken rijk en romig, of zoute schil toevoegen aan natriumarm producten. Het is duidelijk dat smaken een immense kracht hebben om onze smaakervaringen te beïnvloeden, maar wat zijn ze en waar komen ze vandaan?
alle aroma ‘ s, met inbegrip van die welke intrinsiek aanwezig zijn in levensmiddelen, alsmede natuurlijke en kunstmatige smaakadditieven, zijn kleine chemische verbindingen of mengsels van verbindingen (figuur 1). Hoewel chemicaliën vaak negatieve associaties oproepen, is het belangrijk om te onthouden dat alle componenten van ons voedsel, ons lichaam en de wereld om ons heen eigenlijk chemicaliën zijn. Zelfs dingen als water (dihydrogeenmonoxide), tafelsuiker (sucrose, of Alfa-D-glucopyranosyl-(1à2)-beta-D-fructofuranoside), en baking soda (natriumbicarbonaat) zijn chemische verbindingen. In feite zijn de chemische eigenschappen en structuren van smaakstoffen precies wat hen in staat stelt om met elkaar te reageren tijdens het koken (denk aan die kenmerkende gegrilde smaak) binden met de smaakreceptoren in onze mond.
de FDA definieert natuurlijke aroma ’s in grote lijnen als alle aroma’ s geïsoleerd uit natuurlijke bronnen zoals plantaardig materiaal (fruit, wortels, schors, kruiden, enz.) of dierlijke producten (vlees, zuivel, enz.) . Kunstmatige aroma ‘ s zijn alle smaken die niet worden gedefinieerd als natuurlijk, zelfs als ze exact dezelfde chemische samenstelling als smaken direct geïsoleerd uit de natuur . Dit onderscheid tussen de oorsprong van smaken heeft geen invloed op hoe veilig, gezond of heerlijk ze zijn. In feite ondergaan smaakstoffen geproduceerd in een gecontroleerde laboratoriumomgeving strenge kwaliteitscontrole in elke fase en vereisen ze geen langdurig, arbeids – en resource-intensief extractieproces of verwerving van van nature zeldzame of moeilijk te cultiveren materialen. Als zodanig, veel natuur-identieke kunstmatige smaken zijn eigenlijk beschikbaar in hogere zuiverheid dan hun natuurlijke congeneren en kunnen worden verkregen met minder schade aan het milieu .
deze kunstmatige aroma ‘ s worden bereid door een elitegroep van hoogopgeleide professionals, bekend als flavorists of flavor chemists, die een strenge zevenjarige opleiding moeten doorlopen (na een universitaire opleiding) voordat ze gecertificeerd kunnen worden door de Society of Flavor Chemists . Naar schatting zijn er wereldwijd slechts ongeveer 500 gecertificeerde flavoristen . Flavoristen bereiden mengsels van smaken om de smaakvoorkeuren van de consument te voldoen, terwijl ze een strenge reeks veiligheids-en efficiëntierichtlijnen volgen. Bovendien, omdat ze worden beschouwd ingrediëntenfabrikanten flavoristen en smaak productie bedrijven moeten voldoen aan alle dezelfde FDA en USDA regels ontwikkeld voor de productie van voedsel .
om dit proces te ondersteunen, heeft een panel van wetenschappelijke en medische deskundigen (die gebieden vertegenwoordigen waaronder chemie, toxicologie, farmacologie, geneeskunde, pathologie en statistieken) ten dienste van de Flavor Extract Manufacturers Association (FEMA) een lijst samengesteld van grondig doorgelicht smaakstoffen die “algemeen erkend zijn als veilig (GRAS)” . Het Fema Expert Panel communiceert hun bevindingen en alle wetenschappelijke gegevens met de FDA, met internationale wetenschappelijke en regelgevende instanties en in de wetenschappelijke literatuur . Smaak bedrijven zijn niet verplicht om de toepassing van smaakingrediënten die al hebben doorgegeven deze strenge beoordeling openbaar te maken, maar om het even welke nieuwe smaakstoffen die nog niet op de lijst hebben gemaakt vereisen strenge tests en goedkeuring om de veiligheid aan te tonen voordat ze kunnen worden opgenomen in consumentenproducten.
laten we eens kijken naar een paar gevallen van smaak chemie in actie!
Vanillinedromen
Vanille is de meest populaire smaak ter wereld. Niet alleen wordt het gebruikt in favorieten zoals ijs, snoepjes, cakes en koekjes, maar vanille verbetert ook de perceptie van zoetheid en andere smaken (zoals die in chocolade, koffie, fruit en noten) .
natuurlijk vanille-extract wordt verkregen door vanillebonen in alcohol te weken om een oplossing van vanilline en andere minder belangrijke bestanddelen te verkrijgen die bij het koken en bakken kunnen worden gebruikt. Terwijl maar liefst 250 smaak-en aromacomponenten zijn gedetecteerd in vanille-extract, worden de meeste ervan vernietigd bij blootstelling aan verhoogde temperatuur, waardoor de complexiteit van de vanillesmaak afneemt bij het bakken. Bovendien kunnen vanillebonen alleen worden verkregen uit met de hand bestoven bloeiende orchideeën in een handvol tropische gebieden, waardoor ze waardevolle grondstoffen zijn, vooral gezien de enorme vraag naar vanille (meer dan 16.000 ton per jaar) wereldwijd . Om aan deze vraag te voldoen, flavor bedrijven zoals International Flavors and Fragrances, Inc. en Givaudan hebben volledige productielijnen gewijd aan de ontwikkeling van hoogwaardige substituten voor natuurlijke vanille-extract , .
een van deze substituten is castoreumextract. Castoreum is een afscheiding uit de anale klieren en castorzakjes van bevers, die het gebruiken om hun territoriale claims te markeren. Castoreum extract heeft een warme, zoete geur en kan worden gebruikt als stand-in voor vanille-extract in veel zuivelproducten en gebak . Na grondige evaluatie hebben castoreum en zijn extracten een plaats verdiend op de GRAS-lijst; de wereldwijde consumptie is echter relatief laag (slechts ongeveer 300 pond per jaar). Het is interessant om op te merken, hoewel, omdat castoreum wordt gewonnen uit een dierlijke bron, wordt het beschouwd als een natuurlijke smaak, niet een kunstmatige smaak.
het grootste deel van de vanillevervangers bestaat eigenlijk uit natuuridentieke vanilline en vanillinederivaten die op een schaal van meerdere ton worden gesynthetiseerd uit guaiacol-of lignineextracten, die kunnen worden geïsoleerd uit houtpulp (Figuur 2). Naast het verstrekken van een goedkope bron vanilline—in hogere zuiverheid dan men zou kunnen verkrijgen uit natuurlijke vanille—extract-deze synthese maakt de productie van vanilline derivaten met wenselijke kwaliteiten, zoals verhoogde smaak potentie en thermische stabiliteit. Het toevoegen van een extra koolstofatoom aan vanilline biedt bijvoorbeeld ethyl-vanilline, dat 2-4 keer smaakvoller is dan vanilline zelf. Vanwege deze wenselijke eigenschap en zijn langdurige status op de GRAS-lijst, is ethyl vanilline gebruikt in sommige vanille smaakstoffen sinds de jaren 1930. Misschien moet het komen als geen verrassing, dan, dat in blinde smaak-tests, proevers de voorkeur aan de kunstmatige vanille smaakstof (met inbegrip van industrieel geproduceerde vanilline en zijn analogen) in traktaties zoals koekjes die moeten worden gebakken bij de hoge temperaturen die veel van de kleine componenten van natuurlijke vanille-extract te ontbinden veroorzaken .
Butter Me Up
de rijke, zachte smaak van boter is een andere favoriet bij de consument, die body en diepte toevoegt aan kooksprays, sauzen, gebak en (natuurlijk) popcorn. Deze smaak komt voort uit de productie van diacetyl en acetoïne als bijproducten van suikerfermentatie in de productie van gekweekte zuivelproducten zoals gekweekte boter, karnemelk en zure room .
hoewel kleine hoeveelheden van deze verbindingen kunnen worden geïsoleerd uit deze zuivelproducten op basis van consumptie, beperkt het zeer lage rendement van de extractie de uitvoerbaarheid ervan. In plaats daarvan worden deze smaakadditieven over het algemeen geproduceerd door chemische synthese of industriële fermentatie op gespecialiseerde cultuur, die is geoptimaliseerd voor smaakproductie, maar is niet het soort media dat mensen over het algemeen graag eten (Figuur 3) . Wanneer geproduceerd door middel van deze kweektechniek, diacetyl en acetoïne worden vermeld als “natuurlijke boter smaakstof,” maar wanneer ze worden geproduceerd door middel van gecontroleerde laboratoriumsynthese, dezelfde componenten worden vermeld als “kunstmatige boter smaakstof” .
u hebt wellicht berichten gehoord over” popcorn worker ’s lung”, waarbij een handvol gevallen van longziekte in verband zijn gebracht met inademing van zeer hoge diacetylspiegels in sommige microgolfcornproductiefaciliteiten . Echter, zowel diacetyl als acetoïne zijn al lang lid van de GRAS-lijst. Het is essentieel om te onthouden dat een hoge dosis van alles giftig kan zijn! Bijvoorbeeld, er zijn tal van gevallen van sterfgevallen in verband met overdosering op water (niet verdrinken, eigenlijk gewoon drinken veel te veel),. De FDA en OSHA hebben de bezorgdheid met betrekking tot aerosolized diacetyl zorgvuldig onderzocht en hebben nieuwe normen ontwikkeld om blootstelling aan zwevende deeltjes in beroepsmatige omgevingen te beperken . Bovendien wordt in hun verslagen herhaald dat de niveaus waaraan algemene consumenten worden blootgesteld, ver onder de risicogrens liggen. Bovendien leidt inname van smaakstoffen zoals diacetyl deze stoffen naar de maag (in plaats van de longen), die perfect is uitgerust om deze moleculen te verwerken. Dus ga je gang, neem je boter (smaak) en eet het ook!
een smaak zoals je nooit hebt gedroomd
zoals een paar van onze klassieke smaakfavorieten illustreren, is flavour chemistry zowel een kunst als een wetenschap gewijd aan het veilig produceren van robuuste en hulpbronnenefficiënte natuurlijke en kunstmatige aroma ‘ s voor uw plezier. Misschien wel het meest opwindende aspect, echter, is de mogelijkheid om bekende smaken te combineren op nieuwe manieren om smaken verder te verkennen dan wat we ooit hebben meegemaakt. Flavoristen proberen “witte ruimten “te identificeren en te vullen, die combinaties van smaakkwaliteiten zijn die de consument kan genieten, maar niet vertegenwoordigd zijn in producten op de markt. Dus de volgende keer dat je een traktatie uit deze wereld probeert zoals Juicy Fruit™ gum, een novel jelly bean, of je favoriete sportdrank, denk dan aan de arbeid van de liefde die in zijn ontwikkeling ging . Want in de memorabele woorden van Willy Wonka: “uitvinding, mijn beste vrienden, is 93% transpiratie, 6% elektriciteit, 4% verdamping en 2% butterscotch rimpel.”
C. Rose Kennedy is een Ph. D. kandidaat in het departement scheikunde en Chemische Biologie aan de Harvard University.
Flavour Facts. Flavor Extract Manufacturers Association (FEMA) http://www.flavorfacts.org (geraadpleegd in Augustus 23, 2015)
“The Tastemakers” La Gorce, T. New Jersey Monthly. 17 januari 2011. http://njmonthly.com/articles/eat-drink/the-tastemakers/ (geraadpleegd in Augustus 23, 2015)
“sectie 101.22 voedingsmiddelen; etikettering van specerijen, smaakstoffen, kleurstoffen en chemische conserveringsmiddelen.”Code of Federal Regulations. Titel 21-voedsel en Drugs. Food And Drug Administration, Department Of Health And Human Services. 1 April 2010. http://www.gpo.gov/fdsys/pkg/CFR-2010-title21-vol2/xml/CFR-2010-title21-vol2-sec101-22.xml (geraadpleegd in Augustus 23, 2015)
“Wat is het verschil tussen kunstmatige en natuurlijke smaken?”Reineccius, G. Scientific American. 29 juli 2002. http://www.scientificamerican.com/article/what-is-the-difference-be-2002-07-29/ (geraadpleegd in Augustus 23, 2015)
de Society of Flavor Chemists. http://flavorchemists.com/ (geraadpleegd in Augustus 23, 2015)
“je bent een wat? Flavorist ” Green, K. Occupational Outlook Quarterly. Winter 2004-2005. US Bureau of Labor Statistics http://www.bls.gov/careeroutlook/2004/winter/yawhat.pdf
“the Taste Makers” Khatchadourian, R. The New Yorker. 23 November 2009. http://www.newyorker.com/magazine/2009/11/23/the-taste-makers (geraadpleegd in Augustus 23, 2015)
“smaak veiligheid: mythe vs. feit” Mat. Smaak Feiten. Flavor Extract Manufacturers Association (FEMA) 25 juni 2015. http://www.flavorfacts.org / flavor-safety-myth-vs-fact/ (geraadpleegd in Augustus 23, 2015)
“hoe U. S. FDA ’s GRAS Notification Program Works” Gaynor, P. Food Safety Magazine, December 2005/januari 2006. http://www.fda.gov/Food/IngredientsPackagingLabeling/GRAS/ucm083022.htm#authors (geraadpleegd in Augustus 23, 2015)
“vanille Extract” Cook ‘ s Illustrated. 1 maart 2009. http://www.cooksillustrated.com/taste_tests/455-vanilla-extract (geraadpleegd in Augustus 23, 2015)
altijd vanille. International Flavors and Fragrances, Inc. http://alwaysvanilla.com/ (geraadpleegd in Augustus 23, 2015)
alles behalve vanille. Givaudan TasteEssentials Vanille. https://www.givaudan.com/flavours/world-flavours/tasteessentials/vanilla (geraadpleegd in Augustus 23, 2015)
“Castoreum” Burdock, G. A. Fenaroli ‘ s Handbook of Flavor Ingredients. CRC Press, 2005. 276-278
“vanilline: Synthetische smaakstoffen van gebruikte Sulfietlikeur.”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” Burdock, G. A. Fenaroli ‘ s Handbook of Flavor Ingredients. CRC Press, 2005. 639–640.
Pavia et al. Introduction to Organic Laboratory Techniques (4th ed.). ISBN 978-0-495-28069-9.
“productie van Diacetyl en Acetoïne door melkzuurbacteriën” Oberman, H., Piątkiewicz, A.; Libudzisz, Z. Nahrung, 1982, 26, 615. DOI: 10.1002 / voedsel.19820260706
“Biotechnological Production of Flavours and Fragrances” Krings, C.; Berger, R. G. Applied Microbiol Biotechnology. 1998, 49, 8.a
“Beware Diacetyl: The Next Legal Quagmire” Fama, R. Food Safety Magazine. Oktober / November 2007. http://www.foodsafetymagazine.com/magazine-archive1/octobernovember-2007/beware-diacetyl-the-next-legal-quagmire/ (geraadpleegd in Augustus 23, 2015)
“Hyponatremia” Adrogué, H. J.; Madias, N. E. New England Journal of Medicine 2000, 342, 1581. DOI: 10.1056 / NEJM200005253422107
” overlijden door hyponatriëmie als gevolg van acute watervergiftiging bij een basistrainer in het leger.”Garigan, T. P.; Ristedt, D. E. Military Medicine, 1999, 164, 234.
” NIOSH Alert: Preventing Lung Disease in Workers Who Use or Make Flavorings, ” DHHS (NIOSH) Publication No.2004-110. http://www.cdc.gov/niosh/docs/2004-110/ (geraadpleegd in Augustus 23, 2015)
“zoete herinneringen: hoe Jelly Belly bedenkt smaken” Greenwood, V. The Atlantic. 17 augustus 2010. http://www.theatlantic.com/health/archive/2010/08/sweet-memories-how-jelly-belly-invents-flavors/61477/ (geraadpleegd op 23 augustus 2015)