av C. Rose Kennedy
siffror av Kaitlyn Choi
Vad finns i en smak?
ordet” smak ” genomsyrar vårt dagliga ordförråd och framkallar föreningar av rika eller levande upplevelser utöver upplevelsen av att äta. Även i det bokstavliga sammanhanget beskriver Flavor Extract Manufacturers Association (FEMA) smak som ”hela utbudet av känslor som vi uppfattar när vi äter mat eller dricker en dryck. Smak omfattar ett ämnes smak, lukt och alla fysiska egenskaper vi uppfattar” . Medan livsmedel i sig innehåller smakämnen, innehåller 90% av amerikanernas livsmedelsköp också tillsatta smaker . Dessa smaker används för att förstärka eller modulera den sensoriska upplevelsen i samband med befintliga egenskaper hos en produkt. Dessutom kan de också användas för att göra hälsosamma men intetsägande alternativ (som de som saknar ett överskott av socker eller transfetter) mer tilltalande. Till exempel kan smakämnen göra att fettfattiga livsmedel verkar rika och krämiga, eller tillsätt salt zest till lågnatriumprodukter. Det är uppenbart att smaker har enorm kraft att påverka våra gustatoriska upplevelser, men vad är de och var kommer de ifrån?
alla smaker, inklusive de som finns i livsmedel, såväl som naturliga och konstgjorda smakstillsatser, är små kemiska föreningar eller blandningar av föreningar (Figur 1). Medan kemikalier ofta framkallar negativa föreningar är det viktigt att komma ihåg att alla komponenter i vår mat, våra kroppar och världen runt oss faktiskt är kemikalier. Även saker som vatten (dihydrogenmonoxid), bordssocker(sackaros eller alfa-d-glukopyranosyl-(1 kg 2)-beta-D-fruktofuranosid) och bakpulver (natriumbikarbonat) är kemiska föreningar. Faktum är att de kemiska egenskaperna och strukturerna hos smakämnen är exakt vad som gör det möjligt för dem att reagera med varandra under matlagning (tänk på den distinkta grillade smaken) binder med smakreceptorerna i våra munnar.
FDA definierar i stort sett naturliga smaker för att inkludera någon smak isolerad från naturliga källor som växtmaterial (frukt, rötter, bark, örter, etc.) eller animaliska produkter (kött, mejeri, etc.) . Konstgjorda smaker är alla smaker som inte definieras som naturliga, även om de har exakt samma kemiska sammansättning som smaker isolerade direkt från naturen . Denna skillnad mellan smakernas ursprung har ingen betydelse för hur säkra, hälsosamma eller läckra de är. Faktum är att smakämnen som produceras i en kontrollerad laboratorieinställning genomgår noggrann kvalitetskontroll i varje steg och kräver inte en lång, arbets – och resurskrävande extraktionsprocess eller förvärv av naturligt sällsynta eller svåra att odla material. Som sådan är många naturidentiska konstgjorda smaker faktiskt tillgängliga i högre renhet än deras naturliga kongener och kan erhållas med mindre skador på miljön .
dessa konstgjorda smaker bereds av en elitgrupp av högutbildade yrkesverksamma som kallas smakämnen eller smakkemister, som måste gå igenom en rigorös sjuårig lärling (efter universitetsutbildning) innan de kan bli certifierade av Society of Flavor Chemists . Det uppskattas att det bara finns ungefär 500 certifierade smakämnen över hela världen . Smakämnen förbereder blandningar av smaker för att möta konsumenternas smakpreferenser, samtidigt som de följer en strikt uppsättning säkerhets-och effektivitetsriktlinjer. Dessutom, eftersom de anses vara ingredienstillverkare smakämnen och smakproduktionsföretag måste följa alla samma FDA-och USDA-regler som utvecklats för livsmedelsproduktion .
för att underlätta denna process har en panel av vetenskapliga och medicinska experter (som representerar områden inklusive kemi, toxikologi, farmakologi, medicin, patologi och statistik) som betjänar Flavor Extract Manufacturers Association (FEMA) sammanställt en lista över grundligt kontrollerade smakföreningar som är ”allmänt erkända som säkra (GRAS)” . FEMA – expertpanelen kommunicerar sina resultat och alla vetenskapliga data med FDA, med internationella vetenskapliga och tillsynsorgan och i den vetenskapliga litteraturen . Smakföretag är inte skyldiga att avslöja tillämpningen av smakingredienser som redan har passerat denna rigorösa granskning, men alla nya smakämnen som ännu inte har gjort det på listan kräver noggrann testning och godkännande för att visa säkerhet innan de kan införlivas i konsumentprodukter.
låt oss överväga några fall av smakkemi i aktion!
Vanillin Dreams
vanilj är den mest populära smaken över hela världen. Det används inte bara i favoriter som glass, godis, kakor och kakor, men vanilj förbättrar också uppfattningen av sötma och andra smaker (som de i choklad, kaffe, frukt och nötter) .
naturligt vaniljextrakt erhålls genom att koka vaniljbönor i alkohol för att ge en lösning av vanillin och andra mindre komponenter som kan användas vid matlagning och bakning. Medan så många som 250 smak-och aromkomponenter har upptäckts i vaniljextrakt, förstörs de flesta av dessa vid exponering för förhöjd temperatur, vilket gör att vaniljsmakens komplexitet minskar vid bakning. Dessutom kan vaniljbönor endast erhållas från handbestämda blommande orkider i en handfull tropiska områden, vilket gör dem värdefulla råvaror, särskilt med tanke på den stora efterfrågan på vanilj (över 16 000 ton årligen) över hela världen . För att möta denna efterfrågan, smak företag som International Flavors and Fragrances, Inc. och Givaudan har hela produktionslinjer ägnas åt utveckling av högkvalitativa substitut för naturliga vaniljextrakt,.
en av dessa substitut är castoreum extrakt. Castoreum är en utsöndring från analkörtlarna och castorsäckarna av bäver, som använder den för att markera sina territoriella påståenden. Castoreum extrakt har en varm, söt lukt och kan användas som en stand-in för vaniljextrakt i många mejeriprodukter och bakverk . Efter noggrann utvärdering har castoreum och dess extrakt fått en plats på GRAS-listan; den globala konsumtionen är dock relativt låg (endast cirka 300 pund årligen). Det är dock intressant att notera att eftersom castoreum extraheras från en djurkälla anses den vara en naturlig smak, inte en konstgjord smak.
huvuddelen av vaniljersättningar är faktiskt naturidentiska vanillin-och vanillinderivat syntetiserade på flera tonskala från guaiacol-eller ligninextrakt, som kan isoleras från trämassa (Figur 2) , . Förutom att tillhandahålla en billig källa till vanillin – i högre renhet än man kunde få från naturligt vaniljextrakt—möjliggör denna syntes produktion av vanillinderivat som har önskvärda egenskaper, som ökad smakstyrka och termisk stabilitet. Till exempel att lägga till en extra kolatom till vanillin ger etyl vanillin, vilket är 2-4 gånger mer smakfullt än vanillin själv. På grund av denna önskvärda egenskap och dess långvariga status på GRAS-listan har etyl vanillin använts i vissa vaniljsmakämnen sedan 1930-talet. Kanske borde det inte bli någon överraskning att i blinda smakprov föredrog smakarna den konstgjorda vaniljsmakningen (inklusive industriellt producerad vanillin och dess analoger) i godis som kakor som måste bakas vid de höga temperaturerna som orsakar att många av de mindre komponenterna i naturligt vaniljextrakt sönderdelas .
Butter Me Up
den rika, släta smaken av smör är en annan konsumentfavorit, vilket ger kropp och djup till matlagningsspray, såser, bakverk och (naturligtvis) popcorn. Denna smak härrör från produktionen av diacetyl och acetoin som biprodukter av sockerjäsning vid produktion av odlade mejeriprodukter som odlat smör, kärnmjölk och gräddfil .
medan små mängder av dessa föreningar kan isoleras från dessa konsumentbaserade mejeriprodukter, begränsar extraktionens mycket låga effektivitet dess praktiska egenskaper. Istället produceras dessa smakstillsatser i allmänhet genom kemisk syntes eller industriell jäsning på specialiserad kultur, som är optimerad för smakproduktion, men är inte den typ av media som folk i allmänhet gillar att äta (Figur 3) . När de produceras genom denna odlingsteknik listas diacetyl och acetoin som ”naturligt smörsmak”, men när de produceras genom kontrollerad laboratoriesyntes listas samma komponenter som ”konstgjord smörsmak” .
du kanske har hört rapporter om” popcorn worker ’s lung”, där en handfull fall av lungsjukdom har kopplats till inandning av mycket höga nivåer av diacetyl i vissa Mikrovågs popcornproduktionsanläggningar . Både diacetyl och acetoin är dock långvariga medlemmar i GRAS-listan. Det är viktigt att komma ihåg att en hög dos av allt kan vara giftigt! Till exempel har det förekommit många fall av dödsfall i samband med överdosering på vatten (inte drunkning, faktiskt bara dricker alltför mycket),. FDA och OSHA har undersökt oro för aerosoliserad diacetyl noggrant och har utvecklat nya standarder för att begränsa exponeringen för luftburna partiklar i yrkesmiljöer . Dessutom upprepar deras rapporter att de nivåer som allmänna konsumenter utsätts för ligger långt under riskgränsen. Vidare leder intag av smakämnen som diacetyl dessa ämnen till magen (snarare än lungorna), som är perfekt utrustad för att bearbeta dessa molekyler. Så fortsätt, ha ditt smör (smak) och ät det också!
en smak som du aldrig har drömt
som några av våra klassiska smakfavoriter illustrerar är smakkemi både en konst och en vetenskap som är dedikerad till att säkert producera robusta och resurseffektiva naturliga och konstgjorda smaker för din njutning. Den kanske mest spännande aspekten är dock möjligheten att kombinera kända smaker på nya sätt att utforska smaker utöver vad vi någonsin har upplevt. Flavorists försöker identifiera och fylla ”vita utrymmen”, som är kombinationer av smakkvaliteter som konsumenten kan njuta av men är inte representerade i produkter på marknaden. Så nästa gång du provar en out-of-this-world-behandling som saftig frukt, en ny jelly bean, eller din favorit sportdryck, kom ihåg kärleksarbetet som gick in i dess utveckling . För i de minnesvärda orden från Willy Wonka: ”uppfinning, mina kära vänner, är 93% svett, 6% El, 4% avdunstning och 2% butterscotch ripple.”
C. Rose Kennedy är doktorand vid Institutionen för Kemi och kemisk biologi vid Harvard University.
Smak Fakta. Flavor Extract Manufacturers Association (FEMA) http://www.flavorfacts.org(åtkomst augusti 23, 2015)
”Tastemakers” La Gorce, T. New Jersey månadsvis. 17 januari 2011. http://njmonthly.com/articles/eat-drink/the-tastemakers/(åtkomst augusti 23, 2015)
”avsnitt 101.22 livsmedel; märkning av kryddor, smakämnen, färgämnen och kemiska konserveringsmedel.”Kod för federala bestämmelser. Avdelning 21-mat och droger. Food And Drug Administration, Institutionen För Hälsa Och Mänskliga Tjänster. 1 April 2010. http://www.gpo.gov/fdsys/pkg/CFR-2010-title21-vol2/xml/CFR-2010-title21-vol2-sec101-22.xml(åtkomst augusti 23, 2015)
”vad är skillnaden mellan artificiella och naturliga smaker?”Reineccius, G. Vetenskaplig Amerikan. 29 juli 2002. http://www.scientificamerican.com/article/what-is-the-difference-be-2002-07-29/(åtkomst augusti 23, 2015)
Föreningen för Smakkemister. http://flavorchemists.com/(åtkomst augusti 23, 2015)
”du är en vad? Flaurist ” Grön, K. Yrkesutsikter Kvartalsvis. Vintern 2004-2005. US Bureau of Labor Statistics http://www.bls.gov/careeroutlook/2004/winter/yawhat.pdf
”Smakmakarna” Khatchadourian, R. The New Yorker. 23 November 2009. http://www.newyorker.com/magazine/2009/11/23/the-taste-makers(åtkomst augusti 23, 2015)
”smak säkerhet: myt vs. faktum” Matta. Smak Fakta. Smak extrakt tillverkare Association (FEMA) Juni 25, 2015. http://www.flavorfacts.org / smak-säkerhet-myt-vs-faktum/ (åtkomst augusti 23, 2015)
”hur USA. FDA: s Gras anmälan Program fungerar” Gaynor, P. Food Safety Magazine, December 2005/januari 2006. http://www.fda.gov/Food/IngredientsPackagingLabeling/GRAS/ucm083022.htm#authors(åtkomst augusti 23, 2015)
”vaniljextrakt” Cook illustreras. 1 mars 2009. http://www.cooksillustrated.com/taste_tests/455-vanilla-extract(åtkomst augusti 23, 2015)
alltid vanilj. Internationella smaker och dofter, Inc. http://alwaysvanilla.com/(åtkomst augusti 23, 2015)
allt annat än vanilj. Givaudan TasteEssentials Vanilj. https://www.givaudan.com/flavours/world-flavours/tasteessentials/vanilla(åtkomst augusti 23, 2015)
”Castoreum” Burdock, G. A. Fenarolis Handbok för smakingredienser. CRC Press, 2005. 276-278
”Vanillin: Syntetiskt smakämne från förbrukad Sulfitlut.”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. Fenarolis Handbok för smakingredienser. CRC Press, 2005. 639–640.
Pavia et al. Introduktion till organiska laboratorietekniker (4: e upplagan.). ISBN 978-0-495-28069-9.
” produktion av Diacetyl och Acetoin av mjölksyrabakterier ” Oberman, H., Pi Exceptkiewicz, A.; Libudzisz, Z. Nahrung, 1982, 26, 615. DOI: 10.1002/mat.19820260706
”bioteknisk produktion av smaker och dofter” Krings, C.; Berger, R. G. tillämpad Mikrobiol bioteknik. 1998, 49, 8.en
”akta Diacetyl: nästa Legal gungfly” Fama, R. Food Safety Magazine. Oktober / November 2007. http://www.foodsafetymagazine.com/magazine-archive1/octobernovember-2007/beware-diacetyl-the-next-legal-quagmire/(åtkomst augusti 23, 2015)
”Hyponatremia” Adrogu Bisexual, hj; Madias, ne New England Journal of Medicine 2000, 342, 1581. DOI: 10.1056 / NEJM200005253422107
”död från hyponatremi till följd av akut vattenförgiftning i en Army basic trainee.”Garigan, TP; Ristedt, D. E. Militärmedicin,1999, 164, 234.
”NIOSH Alert: förhindra lungsjukdom hos arbetare som använder eller gör smakämnen,” DHHS (NIOSH) publikation nr 2004-110. http://www.cdc.gov/niosh/docs/2004-110/(åtkomst augusti 23, 2015)
”söta minnen: hur Jelly Belly uppfinner smaker” Greenwood, V. Atlanten. 17 augusti 2010. http://www.theatlantic.com/health/archive/2010/08/sweet-memories-how-jelly-belly-invents-flavors/61477/(åtkomst 23 augusti 2015)