Vanille ist heute so bekannt, dass ihr Name „häufig“ bedeutet.“Aber seit Jahrhunderten war Vanille ein seltener, neuer Weltgeschmack, der hauptsächlich von europäischen Eliten genossen wurde. Das änderte sich 1841 dank eines 12-jährigen Jungen mit einem winzigen Stock.
Edmond Albius war ein versklavter Arbeiter in der französischen Kolonie Réunion, der nach eingehender Prüfung der Vanilleorchidee Vanilla planifolia herausfand, wie man seine Blume von Hand bestäubt, um Vanilleschoten herzustellen.,
Albius benutzte den Stock, um einen Lappen in der Orchideenblume, dem Rostellum, hochzudrücken und den pollenbeschichteten Anther gegen den weiblichen Teil oder das Stigma zu drücken. Bis zu Albius ‚ Entdeckung war Vanille nur in ihrem Heimatland im Südosten Mexikos, der Heimat ihres Bestäubers, der Melipona-Biene, erfolgreich angebaut worden. Dort erlebte der spanische Entdecker Hernán Cortés, wie der aztekische Kaiser Montezuma ein mit Vanille aromatisiertes Schokoladengetränk trank.
In Réunion stieg die Vanilleproduktion dank der Albius-Methode an und der Orchideenanbau erweiterte sich auf das nahe gelegene Madagaskar., Heute stammen etwa 80% der natürlichen Vanille der Welt aus Kleinbauernhöfen in Madagaskar. Dort bestäuben die Einheimischen weiterhin Orchideen von Hand und heilen die Bohnen auf traditionelle Weise.
Es dauerte nicht lange, bis die Nachfrage nach Vanille das Angebot der Farmen Madagaskars überstieg. In den 1800er und 1900er Jahren übernahmen Chemiker von Botanikern Versorgung des Geschmacks zu erweitern. Vanillin, die Hauptgeschmackskomponente von gehärteten Vanilleschoten, wurde verschiedentlich aus Kiefernrinde, Nelkenöl, Reiskleie und Lignin synthetisiert.
Rhône-Poulenc, jetzt Solvay, vermarktete in den 1970er Jahren eine reine petrochemische Route., In den letzten Jahren wurden von den jährlich rund 18.000 Tonnen Vanillearoma etwa 85% Vanillin aus dem petrochemischen Vorläufer Guajakol synthetisiert. Der Rest stammt größtenteils aus Lignin.
Aber die traditionelle Vanilleschote erlebt dank der Nachfrage der Verbraucher nach natürlichen Lebensmitteln und Getränken eine Renaissance. Letztes Jahr schwor eine Reihe riesiger Lebensmittelunternehmen, darunter General Mills, Hershey ’s, Kellogg‘ s und Nestlé, künstliche Aromen und andere Zusatzstoffe aus vielen in den USA verkauften Lebensmitteln zu eliminieren.,
Es gibt jedoch ein Problem: Die weltweite Produktion von natürlicher Vanille ist winzig und ist in den letzten Jahren zurückgegangen. Weniger als 1% des Vanillearomas stammen von echten Vanilleorchideen. Mit der Nachfrage im Aufschwung ist der Handel mit dem begehrten Geschmack aus dem Gleichgewicht geraten.
Aromaunternehmen arbeiten fieberhaft daran, zusätzliche Quellen für natürliches Vanillin zu finden und Initiativen zu starten, um die Qualität und Quantität von Vanille aus Bohnen zu steigern., Lieferanten wie Symrise, International Flavors & Fragrances (IFF), Solvay und Borregaard nutzen ihr Know-how entlang des gesamten Spektrums von natürlich bis synthetisch, um Lebensmittelherstellern dabei zu helfen, den besten Vanillegeschmack für jedes Produkt zu erhalten.
Lebensmittelhersteller stehen unterdessen vor explodierenden Kosten für natürliche Vanille, Herausforderungen bei der Neuformulierung, komplizierten Kennzeichnungsgesetzen und schwierigen Fragen nach dem, was „natürlich“ ist.,“
Obwohl die Verachtung der Verbraucher für künstliche Inhaltsstoffe seit Jahren zunimmt, geht der Kredit-oder die Schuld-für die letztjährige Welle von „ganz natürlichen“ Ankündigungen an Nestlé, das im Februar 2015 die erste große Marke war, die Pläne ankündigte, künstliche Zusatzstoffe aus in den USA verkauften Schokoladensüßigkeiten zu eliminieren Die Ankündigung erhöhte die Praxis der Schokoladenindustrie auf dem Massenmarkt, synthetisches Vanillin hinzuzufügen, um der Bitterkeit von Kakao entgegenzuwirken.,
„Als Nestlé ankündigte, dass es ganz natürlich gehen würde, öffnete das gerade die Schleusen“, beobachtet John Leffingwell, Leiter des Marktforschungsunternehmens Leffingwell & Associates. „Andere Marken würden nichts tun, bis ein großer Player es vorangetrieben hätte. Da Nestlé der größte der Welt war, mussten alle folgen.“
Lebensmittel – und Aromaunternehmen haben leise Produkte neu formuliert und Zutaten bezogen, die seit mindestens einem Jahrzehnt einen natürlichen Anspruch haben können, betont Leffingwell. Tatsächlich, Nestlé schnitt zuerst künstliche Zusatzstoffe aus seinem U aus.,K. Konfekt im Jahr 2012. Zu dieser Zeit schrieb das Unternehmen „ein siebenjähriges Forschungs-und Entwicklungsprogramm zu, das dazu geführt hat, dass mehr als 80 künstliche Inhaltsstoffe durch Alternativen ersetzt wurden.“
Für ein großes Lebensmittelunternehmen ist der Wechsel zu natürlicher Vanille jedoch vergleichbar mit dem Zusammendrücken eines Elefanten in einen Volkswagen. Während die Tinte auf diesen natürlichen Ankündigungen im vergangenen Jahr trocknete, war die Produktion von Madagaskar-Vanilleschoten auf 1.100 Tonnen gesunken, etwa die Hälfte der normalen Ernte., Zusammen mit der steigenden Nachfrage haben sich die Preise laut Mintec, einer Rohstoffpreisverfolgungsfirma, Mitte letzten Jahres auf rund 225 USD pro kg mehr als verdoppelt.
Gehärtete Vanilleschoten enthalten nur 2% extrahierbaren Vanillearomas, was bedeutet, dass die Preise für reine Vanille ein auffälliges $11,000 pro kg erreichten. Die Branche beobachtet die diesjährige Ernte genau und hofft, dass die Vanillekosten schließlich auf das Niveau vor 2012 von etwa 25 USD pro kg für Bohnen oder 1.250 USD für Vanille zurückkehren.
Auch das ist ein kräftiges Preisschild für eine der beliebtesten Aromen der Welt. In den USA,, 2% der Lebensmittel und 3% der Getränke in den letzten 12 Monaten ins Leben gerufen wurden als Vanille-Geschmack beworben, nach den Markttrends Tracker Mintel. Symrise, das natürliche Vanille bezieht und synthetisches Vanillin liefert, sagt, dass 18,000 globale Produkte Vanillearoma enthalten.
„Die Menge aller Vanilleschoten der Welt reicht nicht aus, um alles zu würzen, was jeder mit Vanille würzen möchte“, sagt Carol McBride, US Vanilla Category Manager bei Symrise.
Milchprodukte wie Eis und Joghurt setzen seit vielen Jahren auf natürliche Vanille, betont McBride., In den USA besagen die Regeln der Food & Drug Administration, dass Vanilleeis seinen Geschmack aus natürlicher Vanille erhalten muss. Wenn der Geschmack teilweise oder vollständig aus einer anderen Quelle stammt, muss das Unternehmen „Vanille aromatisiert“ oder „künstliche Vanille“ auf die Vorderseite der Verpackung stempeln, eine wahrscheinliche Abzweigung an die Verbraucher.
Andere Lebensmittel erhalten diese staatliche Aufsicht nicht. Für Hersteller von Süßwaren, Backwaren und Frühstückszerealien ist es laut McBride das Verlangen der Verbraucher nach natürlichen Zutaten, das sich jetzt auswirkt., Bei nicht-fairen Produkten“ bestimmt die Kennzeichnung und Markenbotschaft des Produkts normalerweise die Art der verwendeten Vanille“, sagt sie.
Zum Beispiel müssen Nabiscos Nilla Wafers Cookies, niemand hat eine Vorstellung von einem natürlichen Produkt, keinen Anspruch auf die Vorderseite der Box erheben. Wie die Zutatenliste auf der Rückseite zeigt, kommt der“ Nilla „- Geschmack von “ natürlichem und künstlichem Geschmack.“Im Gegensatz dazu rühmen sich Ultimate Vanilla Wafers vom Lebensmittelhändler Trader Joe ’s mit“ Flecks of Madagascar Vanilla Beans “ auf dem Etikett.,
Vanille ist auch ein wichtiger Bestandteil von Aromen wie Schokolade, Erdbeere, Karamell und Kokosnuss. Es rundet den Geschmack ab, indem es Cremigkeit hinzufügt, Süße ausgleicht und Bitterkeit und Säure tonisiert oder maskiert.
Wenn Vanillearoma in Schokolade verwendet wird, wird es Teil eines proprietären Rezepts, das einen Nestlé-Riegel von dem von Hershey unterscheidet. „Es ist wesentlich schwieriger, ein bestehendes Produkt in natürliche Inhaltsstoffe umzuwandeln, als ein neues Produkt mit natürlichen Inhaltsstoffen zu kreieren“, sagt Liz Caselli-Mechael, Managerin für Unternehmenskommunikation bei Nestlé., „Vanille gehört zu den anspruchsvollsten Aromen, da das Vanillerad Dutzende von Aromen hat.“
Ein Geschmacksrad ist, wie die Lebensmittelgemeinschaft die spezifischen Attribute einer Zutat, eines Lebensmittels oder eines Getränks verfolgt. Das Vanillerad des Aromaunternehmens Fona International misst 29 verschiedene Geschmackseigenschaften. Sie sind in 10 Hauptkategorien unterteilt: rauchig, würzig, botanisch, schwefelhaltig, süß, cremig, medizinisch, gekocht, fettig und blumig.
Wie Wein hat natürliche Vanille, die an verschiedenen Orten angebaut wird—Madagaskar, Mexiko oder Tahiti—unterschiedliche Geschmacks-und Potenzprofile., Madagaskar-Vanille, typischerweise Bourbon-Vanille genannt, ist wegen ihres Rommé-Geschmacks und ihres süßen Aromas sehr gefragt.
Lebensmittel – und Geschmacksfirmen verlassen sich auf gut ausgebildete Verkoster, um beim Übergang zum Natürlichen zu helfen. „Wir werden mehrere Tests durchführen, um dem vorhandenen Produkt so nahe wie möglich zu kommen. Dazu gehören Geschmack, Aroma und Textur“, sagt Caselli-Mechael. Mögliche Übereinstimmungen werden dann mit Verbrauchern getestet. Der Prozess kann Monate oder sogar Jahre dauern.
Lebensmittelunternehmen, die synthetisches Vanillin aufgeben, können sich natürlichem Vanillin aus anderen Quellen als Vanilleschoten zuwenden., Zum Beispiel stellt Solvay Rhovanil natürliches Vanillin her, indem Ferulasäure, ein Nebenprodukt von Reiskleieöl, unter Verwendung eines proprietären Hefestamms fermentiert wird. Die französische Geschmacksfirma Mane verwendet einen anderen Rohstoff, Eugenol aus Nelkenöl, um natürliches Vanillin herzustellen.
In einer rezension von vanillin bioconversion processes, Nethaji Gallage und Birger Møller, pflanze Wissenschaftler der Universität Kopenhagen herausgefunden, dass beide Ferulasäure und eugenol sind teuer Rohstoffe (Mol. Anlage 2015, DOI: 10.1016 / j. molp.2014.11.008).,
Die Produktion von Eugenol ist industrialisiert, da das Molekül zur Herstellung verschiedener Aromen und Duftstoffe verwendet wird, der Preis jedoch immer noch bei etwa 50 US-Dollar pro kg liegt, sagen die Forscher. Natürlich extrahierte Ferulasäure kostet noch mehr, um $ 180 pro kg.
Im Vergleich zur Synthese von Vanillin aus Erdöl oder zur Extraktion aus Vanilleschoten weist die Biokonversion über Hefe und Bakterien Einschränkungen auf, stellen Gallage und Møller fest. Hohe Konzentrationen von Ferulasäure und Eugenol sind für die meisten Mikroben toxisch, ebenso wie Vanillin. In der Tat werden alle drei Verbindungen von Pflanzen als antimikrobielle Mittel hergestellt.,
Darüber hinaus sind die Erträge im Allgemeinen gering, da die Mikroben auch unerwünschten Vanillinalkohol und Vanillinsäure produzieren. Die Erzielung einer Vanillinausbeute von mehr als einigen Gramm pro Liter Fermentationsbrühe erfordert spezialisierte oder mutierte Stämme und oft lange Inkubationszeiten.
Das Biotechnologieunternehmen Evolva entwickelte ein Verfahren, um hohe Rohstoffkosten und Toxizitätsprobleme zu umgehen, indem Glukose einer genetisch veränderten Mikrobe zugeführt wird, die Vanillinglucosid produziert. Die Zuckergruppe macht Vanillin für den Produktionsorganismus viel weniger toxisch, muss aber entfernt werden, um Vanillin zu erhalten.,
Es ist noch nicht klar, ob Vanillin aus gentechnisch veränderten Organismen angenommen oder vermarktet wird. Da die Mikrobe, die das Vanillin von Evolva exprimiert, als Verarbeitungshilfe gilt, würde ein mit dem Geschmack hergestelltes Produkt nicht unter die Anforderungen der US-amerikanischen GVO-Kennzeichnung fallen und sich für Ansprüche ohne künstliche Inhaltsstoffe eignen. Auf der anderen Seite sagt das Nicht-GVO-Projekt, dass Lebensmittel, die Inhaltsstoffe enthalten, die mit synthetischer Biologie hergestellt wurden, ihr freiwilliges Etikett nicht tragen dürfen.,
Evolva lizenzierte seine Technologie 2014 für die Kommerzialisierung und den Vertrieb an IFF, aber Insider der Aromaindustrie haben seitdem nicht viel davon gehört. Leffingwell stellt fest, dass IFF besorgt über die Gegenreaktion der Verbraucher auf die Verwendung von GVO sein könnte. IFF und Evolva antworteten nicht auf die Anfrage von C&EN nach einem Interview.
Der Reiz des nichtpetrochemischen Vanillins besteht darin, dass es in Lebensmitteln verwendet werden kann, die „keine künstlichen Inhaltsstoffe“ beanspruchen.“Im Moment ist der große Nachteil der Alternativen ihr hoher Preis—in der Regel mehrere hundert Dollar pro Kilogramm., Das ist billiger als Vanille, aber viel teurer als synthetisches Vanillin bei etwa $ 10 pro kg.
Lebensmittelhersteller, die Zutaten aus Erdöl abgelehnt haben, aber kein natürliches Etikett suchen, können sich an Norwegens Borregaard wenden, das ein Vanillin anbietet, das aus Pflanzen gewonnen wird, aber viel weniger teuer ist als echte Vanille oder andere Alternativen.
Borregaard betreibt eine große „Bioraffinerie“, in der hauptsächlich Fichten in Spezialchemikalien und Zellulose umgewandelt werden., Aber es findet sich mit viel Weichholz Lignin, einem großen Biopolymer aus fast 90% Koniferylalkohol. Hitze und Druck in der Raffinerie wandeln das Lignin in Vanillin um.
Noch in den 1990er Jahren stammte ein Großteil des weltweiten Vanillins aus Lignin im Abfallstrom von Zellstoff-und Papierfirmen. Aber der Prozess fiel in Ungnade, als Papiermacher ihre Methoden änderten, um Abfall zu reduzieren. Damit war Borregaard die einzige große Firma, die Vanillin aus Holz herstellte.,
Obwohl das Vanillin von Borregaard von den Regulierungsbehörden als künstlich angesehen wird, bevorzugen viele Lebensmittelhersteller es Vanillin aus petrochemischen Rohstoffen, da es als nachhaltig gilt, sagt Amie Byholt, die US-amerikanische Direktorin für Vertrieb und Marketing. Es wird aus einem nachwachsenden Rohstoff in einer Anlage hergestellt, die 90% ihrer Biomasse in Produkten und den Rest für Energie verwendet.
Es gibt auch einen Geschmacksunterschied, sagt Byholt, dank winziger Mengen anderer aromatischer Komponenten, die aus Lignin stammen., „Sie tragen zur Intensität und Rundheit des Aromaprofils bei und verleihen ihm einen stärkeren und cremigeren Geschmack im Vergleich zu der äquivalenten Menge Vanillin aus Erdöl.“
Für Unternehmen, die natürliche oder Nicht-Petroleum-Aromen verwenden möchten, aber hohe Preise für Vanilleschoten nicht ertragen können, kann Vanillin aus alternativen Quellen eine praktische Wahl sein, sagt McBride von Symrise. Aber um wirklich am natürlichen Trend teilzunehmen, ein Bio-Label zu tragen oder im Fachhandel zu verkaufen, müssen sich Lebensmittelhersteller auf die Achterbahn der natürlichen Vanille verpflichten.,
„Die Menschen versuchen, die aktuelle Krise zu überstehen, damit sie den Geschmack liefern können, den die Verbraucher lieben und den sie nicht immer neu formulieren müssen“, beobachtet McBride.
Um zukünftige Vanillekrisen zu verhindern, haben Symrise, Givaudan, Mane und IFF in Madagaskar Anbauprogramme eingerichtet. Die nordöstliche Region des Landes oder Sava bietet die weltweit beste Kombination aus Klima und landwirtschaftlicher Arbeitswirtschaft für die Vanilleproduktion. Laut McBride zielen die Programme darauf ab, Kleinbauern dabei zu helfen, eine gleichbleibende Qualität und ein nachhaltiges Angebot aufrechtzuerhalten.
Zum Beispiel pflücken bargeldgepresste Bauern oft früh Bohnen., „Aber sie können nicht erkennen, dass unreife Bohnen eine geringere Qualität und Vanillingehalt haben“, sagt McBride. „Die Symrise-Teams arbeiten daran, die Sicherheit der Landwirte zu fördern, damit sie wissen, dass wir einen fairen Preis zahlen werden, um die Ängste zu verringern, die zu einer frühen Ernte führen.“
Symrise hat 2006 seinen eigenen Betrieb auf Madagaskar gegründet und erreicht mittlerweile 7.000 Landwirte. Nachhaltigkeitsprogramme helfen Landwirten, Pflanzen wie Kakao, Nelken und Zimt zusammen mit Vanillereben auf ihrem Land anzubauen. Die Programme bilden Landwirte aus, um die Bodenfruchtbarkeit zu erhalten, und sponsern Bildungs -, Gesundheits-und Ernährungsprogramme.,
Vanille ist eine sehr arbeitsintensive Ernte. Es braucht 600 handbestäubte Blüten, um 1 kg gehärtete Bohnen zu produzieren. Bohnen werden noch grün gepflückt und an Gäranlagen verkauft, in denen Arbeiter die Bohnen in der Sonne sortieren, blanchieren, dämpfen und trocknen. Sie werden dann erneut sortiert, im Schatten getrocknet und fermentiert, während die Arbeiter ständig ihr Aroma bewerten und jede Bohne auf Qualität untersuchen.
Landwirte steigern ihr Einkommen aus Vanille, indem sie wertvolle Zertifizierungen wie Bio -, Fair-Trade-und Rainforest Alliance-zertifiziert erhalten., Es ist jedoch schwierig für sie, mehr Orchideen zu pflanzen, da ihre Farmen oft recht klein sind. Im besten Fall, „Jeder pflanzt nur fünf weitere Reben,“ McBride sagt. Selbst dann dauert es vier Jahre, bis diese Reben reif sind.
Um die wachsende Nachfrage zu befriedigen, benötigt die Vanillindustrie möglicherweise eine Innovation, die Albius ‚ Handbestäubungstechnik ähnelt. Auch hier kann das Geheimnis in der Vanillepflanze selbst liegen.
Im Jahr 2014 entdeckte Møller, dass bestimmte Pflanzenzellen im wachsartigen Inneren von grünen Vanilleschoten enzymatisch freie Ferulasäure in Vanillinglucosid umwandeln (Nat. Kommun.,, DOI: 10.1038/ncomms5037). Die Zellen exprimieren ein Gen, das für das aktive Enzym—Vanillinsynthase-kodiert. Møller war in der Lage, Variationen des Gens zur Herstellung von Vanillin in vitro sowie in vivo in einem modifizierten Hefestamm und in modifizierten Tabak-und Gerstenpflanzen zu verwenden.
Die Einsicht könnte von Pflanzengenetikern verwendet werden, um Marker zu finden, die bei der Auswahl von Vanilleorchideesorten helfen, die mehr Vanillin produzieren, oder um transgene Pflanzen mit hoher Vanillinsynthase-Aktivität zu entwickeln., Eine andere Möglichkeit wäre, Hefe zur Herstellung von Vanillin aus Rohstoffen wie Melasse, die Ferulasäure enthält, herzustellen, schlägt Møller vor.
Unabhängig davon, welche Technologien entstehen können, um natürlicheres Vanillin zu produzieren, sagt McBride Die Kernherausforderung bleibt. „Wir müssen mehr Vanilleschoten anbauen. Wir müssen die Nachhaltigkeit von Vanille schützen, damit wir Vanille für kommende Generationen genießen können.”