Натуральны ли натуральные ароматизаторы?
Следуя моде на все натуральное, производители ароматизаторов во всем мире расширяют ассортимент ароматизаторов с отметкой «натуральный», а производители вкусоароматических веществ разрабатывают новые пути получения натуральных соединений. Но давайте посмотрим, насколько натурально то, что нам предлагают?
Времена, когда для ароматизации пищевых продуктов использовали исключительно натуральные вытяжки и экстракты из одноименных плодов и ягод прошли уже столетие назад. Мало кто сейчас извлекает аромат клубники из клубники, а аромат арбуза из арбуза. Немногочисленную группу таких ароматизаторов составляют возвратные аромы, образующиеся при концентрировании фруктовых соков, которые производители соков возвращают обратно в сок перед его фасовкой и родственные им FTNF-ароматизаторы (из одноименного фрукта), предназначенных для тех же соков, либо для эксклюзивных и дорогих продуктов. Но никаких возвратных аром не хватит, чтобы удовлетворить хотя бы десятую долю потребности пищевой промышленности в ароматизаторах.
Так откуда же берутся прочие натуральные ароматизаторы?
Первый и очевидный источник натурального сырья для натуральных ароматизаторов – это эфирные масла и экстракты, извлекаемые из растений, а также индивидуальные душистые вещества, извлекаемые из масел и экстрактов физическими методами. Однако, при всем разнообразии эфирных масел, лишь малая доля ароматов может быть создана исключительно на их основе. В основном это пряные и цитрусовые ароматы.
Как быть с остальными ароматами? Как их делают натуральными?
Сначала рассмотрим определение натуральных веществ, которым пользовались в Европе до 2008 (Directive 88/388/EEC) и созданное на его основе действующее Российское определение (ГОСТ Р 52464-2005):
|
Directive 88/388/EEC |
ГОСТ Р 52464-2005 |
|
Натуральное вкусоароматическое вещество – это индивидуальное вещество, полученное с помощью соответствующих физических методов (включающих дистилляцию и экстракцию растворителями), или с помощью ферментных, или микробиологических процессов из сырья растительного или животного происхождения, как в сыром виде, так и после переработки с использованием традиционных способов приготовления пищевых продуктов (включая вяленье, сушку, ферментацию) |
Натуральное вкусоароматическое вещество – это вкусоароматическое вещество, выделенное из сырья растительного или животного происхождения, в том числе переработанного традиционными способами приготовления пищевых продуктов, с помощью физических или биотехнологических методов
|
При всей похожести, в определениях есть существенное отличие: в Европейском варианте сказано «вещество полученное», а в российском – «вещество выделенное».
Трудно сказать, что явилось причиной различия в приведенных формулировках – неточность перевода или забота о здоровье сограждан, но Российское определение ограничивает область использования биотехнологии только процессами выделения и, строго говоря, продукты, полученные микробиологической или ферментной трансформацией, натуральными не считаются!
Единственный биотехнологический процесс, который можно отнести к выделению – это ферментная или микробиологическая обработка сырья для увеличения выхода вкусоароматического компонента.
А словосочетание «вещество полученное» имеет гораздо более широкий смысл и включает в себя не только процессы выделения, но и все процессы, которые можно проводить методами биотехнологии. И производители вкусоароматических веществ активно используют эти процессы. На нынешнем уровне развития биотехнологии возможно подобрать ферментную систему для проведения почти любой химической реакции, необходимой для синтеза вкусоароматических веществ. Если использование ферментов не целесообразно или слишком дорого, биотехнология предоставляет и другую возможность – микробиологический синтез, когда конверсия субстрата в конечный продукт происходит под действием ферментных систем живых микроорганизмов.
Несовместимость микроорганизма и субстрата не является преградой. Если дело того стоит, возможно создание трансгенного микроорганизма, устойчивого к влиянию субстрата, с привнесенной способностью к его трансформации в целевой продукт.
Второе условие натуральности, обозначенное в обоих определениях, заключается в том, чтобы субстраты для микробиологических и ферментных процессов были непременно растительного или животного происхождения. Отметим здесь, что ни старое (Directive 88/388/EEC), ни новое (Regulation 1334/2008) Европейское, ни Российское определения не обязывают использовать исключительно пищевые природные источники сырья. А ведь «природный» не всегда означает «пищевой»
Определение натуральных веществ открывает и еще одну лазейку для производителя: натуральное сырье, из которого в дальнейшем выделяется или синтезируется вкусоароматическое вещество может быть «переработано традиционными способами приготовления пищевых продуктов». Благодаря этой фразе развилось целое направление так называемой «soft chemistry» или «сooking chemistry», т.е. химического синтеза в мягких условиях, близких к «кухонным», без использования агрессивных химических реактивов. Область «soft chemistry» включает достаточно широкий перечень химических реакций – гидролиз, окисление, различные реакции конденсации, присоединения, перегруппировки и реакции Майяра. Условия этих реакций также могут варьировать в некоторых пределах – допустимо изменять уровень рН, температуру, вести реакцию в органическом растворителе. Нужно отметить, что в Европе относятся к «soft chemistry» с некоторым подозрением, поскольку граница, когда «soft chemistry» превращается в настоящую химию довольно размыта. Зато в США методы «soft chemistry» охотно используют для получения натуральных вкусоароматических веществ.
В настоящее время совместное использование возможностей «soft chemistry» и методов биотехнологии позволило расширить палитру натуральных компонентов (в дополнение к эфирным маслам и экстрактам) на 500-600 индивидуальных вкусоароматических веществ. В сравнении с полным перечнем разрешенных к применению индивидуальных вкусоароматических веществ (в Европе - около 3000 шт) это не очень много, но вполне достаточно для создания почти любого пищевого аромата.
А что будет, если из натуральных субстратов с помощью биотехнологических методов синтезировать новое вещество, которое не обнаружено в природе? Будет ли оно натуральным?
В этом вопросе мнения расходятся. В США такое вещество будет считаться натуральным и может быть включено в натуральный ароматизатор. А в современном Европейском определении натурального вещества в Regulation 1334/2008 сказано, что натуральным может считаться только вещество, натурально присутствующее и идентифицированное в природе. Так что упомянутое вещество не будет считаться натуральным.
Можно ли различить натуральное и синтетическое вкусоароматическое вещество, если оно имеет одну и ту же формулу?
В общем случае нет. Это очень сложный вопрос. Методы фальсификации натуральных веществ и методы обнаружения фальсификации прошли очень длинный путь. Движущим фактором в обоих случаях являлась разница в цене синтетических и натуральных аналогов, которая иногда составляла 1-2 порядка. ГХМС анализ примесей в веществе, определение соотношения оптических изомеров на хиральной хроматографической колонке – все эти методы полезны, но могут не дать результатов, если анализируемый продукт грамотно сфальсифицирован.
В какой-то момент казалось, что IRMS (метод анализа изотопных соотношений) навсегда решит вопрос с фальсификацией. Однако даже в тех случаях, когда метод действительно работал, оказалось, что и изотопное соотношение может быть сфальсифицировано.
Кроме того, есть ряд ограничений, которые не позволяют считать результаты этого метода однозначными. Так например, в зависимости от биохимического механизма фиксации углекислого газа все растения на земле делятся на три группы (С3, С4 и CAM), для каждой из которых характерно свое соотношение изотопов углерода в углеродном скелете молекул.
Но только продукты из растений с типом C4 (сахарный тростник, кукуруза) можно четко отделить от продуктов нефте- и газохимии. Растения с метаболизмом типа САМ (кислотный метаболизм толстянковых) частично перекрываются диапазоном нефтехимических продуктов, а растения с метаболизмом типа С3 – полностью перекрываются нефтехимическими продуктами и частично – продуктами из природного газа (см. рис 1).
Рис.1 Соотношения изотопов атомов углерода в природных объектах различного происхождения

где d (‰)= (Rx/Rs-1)*1000; Rx=13C/12C для образца; Rx=13C/12C для стандарта
Последним достижением современной науки в этой области является метод SNIF-NMR (сайт-специфическое распределение натуральных изотопов, определяемое с помощью ЯМР – спектроскопии). Но и этот метод, хотя и разрешает некоторые недоступные для IRMS вопросы, имеет еще больше ограничений, главное из которых – невозможность анализа вещества в смеси.
И наконец, ни один из упомянутых методов не поможет, если продукт химически синтезирован из натуральных предшественников и тщательно очищен, при условии, что в ходе синтеза не образуется нового асимметрического центра.
Получается, что единственным значимым отличием между натуральным и синтетическим веществом является соотношение изотопов различных атомов?
Трудно назвать это отличие значимым. Само содержание тяжелых стабильных изотопов в веществе чрезвычайно мало. Для кислорода – это в среднем 1:500, для водорода – 1:6410, а разница в содержании изотопов в веществе, полученном из нефти или из растения и того меньше.
В чем же смысл всех усилий, тратящихся на создание натуральных ароматизаторов?
Смысл – в удовлетворении желания потребителей. Потребитель хочет, чтобы продукт был натуральным, не задумываясь, что это означает. И производители пищевых продуктов следуют за желанием потребителя, а производители ароматизаторов помогают им в этом деле.
Литература:
1. Regulation (EC) No 1334/2008 of the European Parliament and of the Council of 16 December 2008 on flavourings and certain food ingredients with flavouring properties for use in and on foods and amending Council Regulation (EEC) No 1601/91, Council Regulations (EC) No 2232/96 and (EC) No 110/2008 and Directive 2000/13/ EC.
2. Council Directive 88/388/ ЕС of 22 June 1988 on the approximation of the laws of the Member States relating to flavourings for use in foodstuffs and to source materials for their production.
3. ГОСТ Р 52464–2005 Добавки вкусоароматические и ароматизаторы пищевые. Термины и определения.
4. David J. Rowe Сhemistry and technology of flavors and fragrances, Blackwell Publishing Ltd, 2005
Виталий Соколов, ICPF


