Oggi, la vaniglia è così ben nota che il suo stesso nome significa “comune.”Ma per secoli, la vaniglia era un raro sapore del Nuovo Mondo goduto principalmente dalle élite europee. Questo cambiò nel 1841 grazie a un ragazzo di 12 anni che brandiva un piccolo bastone.
Edmond Albius era un lavoratore asservito nella colonia francese della Riunione che, dopo un’attenta ispezione dell’orchidea vanilla Vanilla planifolia, ha capito come impollinare a mano il suo fiore per produrre i baccelli di vaniglia.,
Albius usato il bastone per spingere verso l’alto un lembo nel fiore di orchidea chiamato il rostello e premere l’antera polline rivestito contro la parte femminile, o stigma. Fino alla scoperta di Albius, la vaniglia era stata coltivata con successo solo nel suo nativo Messico sud-orientale, sede del suo impollinatore, l’ape Melipona. Fu lì che l’esploratore spagnolo Hernán Cortés vide notoriamente l’imperatore azteco Montezuma bere una bevanda al cioccolato aromatizzata con vaniglia.
A Réunion, la produzione di vaniglia è aumentata grazie al metodo Albius e la coltivazione di orchidee si è espansa nel vicino Madagascar., Oggi, circa l ‘ 80% della vaniglia naturale del mondo proviene da piccole aziende agricole in Madagascar. Lì, i locali continuano a impollinare le orchidee a mano e curare i fagioli in modo tradizionale.
Non ci volle molto perché la domanda di vaniglia superasse l’offerta delle fattorie del Madagascar. Nel 1800 e 1900, chimici ha assunto da botanici per espandere la fornitura del sapore. La vanillina, la principale componente aromatica dei baccelli di vaniglia stagionati, è stata sintetizzata variamente dalla corteccia di pino, dall’olio di chiodi di garofano, dalla crusca di riso e dalla lignina.
Rhône-Poulenc, ora Solvay, commercializzò una rotta petrolchimica pura negli anni ‘ 70., Negli ultimi anni, delle circa 18.000 tonnellate metriche di sapore di vaniglia prodotte annualmente, circa l ‘ 85% è vanillina sintetizzata dal precursore petrolchimico guaiacolo. La maggior parte del resto proviene dalla lignina.
Ma il tradizionale baccello di vaniglia sta iniziando a godere di una rinascita, grazie alla domanda dei consumatori di cibi e bevande naturali. L’anno scorso, una serie di aziende alimentari giganti, tra cui General Mills, Hershey’s, Kellogg’s e Nestlé, ha promesso di eliminare aromi artificiali e altri additivi da molti alimenti venduti negli Stati Uniti,
C’è un problema, tuttavia: la produzione mondiale di vaniglia naturale è minuscola e sta diminuendo negli ultimi anni. Meno dell ‘ 1% del sapore di vaniglia proviene da vere orchidee di vaniglia. Con la domanda in ripresa, il commercio nel sapore ambita è fuori equilibrio.
Le aziende di aromi stanno lavorando febbrilmente per trovare ulteriori fonti di vanillina naturale e lanciare iniziative per aumentare la qualità e la quantità di vaniglia derivata dai fagioli., Fornitori come Symrise, International Flavors & Fragrances (IFF), Solvay e Borregaard stanno usando la loro esperienza lungo l’intero spettro del naturale al sintetico per aiutare i produttori di alimenti ad arrivare al miglior sapore di vaniglia per ogni prodotto.
I produttori di alimenti, nel frattempo, stanno affrontando costi alle stelle per la vaniglia naturale, sfide di riformulazione, leggi di etichettatura complicate e domande difficili su ciò che è “naturale.,”
Anche se il disprezzo dei consumatori per gli ingredienti artificiali è stato costruito per anni, il merito—o la colpa—per l’ondata dello scorso anno di annunci” tutti naturali ” va a Nestlé, che nel febbraio 2015 è stato il primo grande marchio ad annunciare piani per eliminare gli additivi artificiali dalle caramelle al cioccolato vendute negli Stati Uniti.,
“Quando Nestlé ha annunciato che sarebbe andato tutto naturale, che ha appena aperto le porte,” osserva John Leffingwell, capo di sapore e fragranza società di ricerche di mercato Leffingwell& Associates. “Altri marchi non avrebbero fatto nulla finché un giocatore importante non lo avesse spinto. Con Nestlé essere il più grande del mondo, tutti hanno dovuto seguire.”
Le aziende alimentari e aromatiche hanno tranquillamente riformulato prodotti e ingredienti di sourcing che possono portare un reclamo naturale per almeno un decennio, sottolinea Leffingwell. Infatti, Nestlé prima tagliato additivi artificiali dalla sua U.,K. confezioni nel 2012. A quel tempo, la società ha accreditato “un programma di ricerca e sviluppo di sette anni che ha portato a sostituire più di 80 ingredienti artificiali con alternative.”
Per una grande azienda alimentare, tuttavia, passare alla vaniglia naturale è simile a spremere un elefante in una Volkswagen. Mentre l’inchiostro si stava asciugando su quegli annunci tutto naturale l’anno scorso, la produzione di baccelli di vaniglia del Madagascar era crollata a 1.100 tonnellate, circa la metà del raccolto normale., Ciò, insieme all’aumento della domanda, ha causato prezzi a più del doppio a circa $225 per kg entro la metà dello scorso anno, secondo Mintec, una società di monitoraggio dei prezzi delle materie prime.
I chicchi di vaniglia stagionati contengono solo il 2% del sapore di vaniglia estraibile, il che significa che i prezzi per la vaniglia pura hanno raggiunto eye 11.000 per kg. L’industria sta osservando da vicino il raccolto di quest’anno, sperando di vedere i costi della vaniglia tornare ai livelli pre-2012 di circa $25 per kg per i fagioli o $1.250 per la vaniglia.
Anche questo è un prezzo pesante per uno dei sapori più popolari del mondo. Negli Stati Uniti.,, il 2% di prodotti alimentari e il 3% di bevande lanciate negli ultimi 12 mesi sono stati pubblicizzati come aromatizzati alla vaniglia, secondo le tendenze del mercato tracker Mintel. Symrise, che fonti vaniglia naturale e fornisce vanillina sintetica, dice 18.000 prodotti globali contengono sapore di vaniglia.
“La quantità di tutti i baccelli di vaniglia nel mondo non è sufficiente per aromatizzare tutto ciò che tutti vogliono aromatizzare con la vaniglia”, afferma Carol McBride, U. S. vanilla category manager di Symrise.
I prodotti lattiero-caseari come il gelato e lo yogurt hanno fatto affidamento sulla vaniglia naturale per molti anni, sottolinea McBride., Negli Stati Uniti, Food & Drug Administration Rules afferma che il gelato alla vaniglia deve ottenere il suo sapore dalla vaniglia naturale. Se il sapore proviene parzialmente o completamente da un’altra fonte, l’azienda deve timbrare “vaniglia aromatizzata” o “vaniglia artificiale” sulla parte anteriore del pacchetto, un probabile bivio per i consumatori.
Altri alimenti non ottengono quel livello di supervisione del governo. Per i produttori di articoli dolciari, prodotti da forno e cereali per la colazione, è il desiderio del consumatore di ingredienti naturali che ora sta avendo un impatto, secondo McBride., Per i prodotti non caseari, ” l’etichettatura e il messaggio del marchio del prodotto di solito determinano il tipo di vaniglia utilizzata”, afferma.
Ad esempio, i biscotti Nilla Wafers di Nabisco, l’idea di nessuno di un prodotto completamente naturale, non hanno bisogno di fare un reclamo sulla parte anteriore della scatola. Come rivela l’elenco degli ingredienti sul retro, il sapore “Nilla” deriva da ” sapore naturale e artificiale.”Al contrario, Ultimo Wafer di vaniglia dal rivenditore di alimentari Trader Joe vantano” macchie di baccelli di vaniglia del Madagascar ” sull’etichetta.,
La vaniglia è anche una componente importante di sapori come cioccolato, fragola, caramello e cocco. Completa il gusto aggiungendo cremosità, bilanciando la dolcezza e tonificando o mascherando l’amarezza e l’acidità.
Quando il sapore di vaniglia viene utilizzato nel cioccolato, diventa parte di una ricetta proprietaria che rende un bar Nestlé diverso da quello prodotto da Hershey. “È molto più difficile convertire un prodotto esistente in ingredienti naturali piuttosto che creare un nuovo prodotto con ingredienti naturali”, afferma Liz Caselli-Mechael, responsabile della comunicazione aziendale di Nestlé., “La vaniglia è tra i sapori più impegnativi da abbinare perché la ruota della vaniglia ha dozzine di sapori.”
Una ruota del sapore è il modo in cui la comunità alimentare tiene traccia degli attributi specifici di un ingrediente, cibo o bevanda. La ruota di vaniglia utilizzata dalla società di sapori Fona International misura completamente 29 caratteristiche di sapore distinte. Sono raggruppati in 10 categorie principali: fumoso, speziato, botanico, sulfureo, dolce, cremoso, medicinale, cotto, grasso e floreale.
Come il vino, la vaniglia naturale coltivata in luoghi diversi—Madagascar, Messico o Tahiti—ha diversi profili di gusto e potenza., La vaniglia del Madagascar, tipicamente chiamata vaniglia Bourbon, è molto ricercata per il suo gusto ramino e l’aroma dolce.
Aziende alimentari e sapore si basano su assaggiatori altamente qualificati per aiutare con la transizione al naturale. “Eseguiremo più test per avvicinare il più possibile una corrispondenza sensoriale al prodotto esistente. Ciò include gusto, aroma e consistenza”, afferma Caselli-Mechael. Possibili corrispondenze vengono poi testati con i consumatori. Il processo può richiedere mesi o addirittura anni.
Le aziende alimentari che abbandonano la vanillina sintetica possono trasformarsi in vanillina naturale da fonti diverse dai baccelli di vaniglia., Ad esempio, Solvay produce la vanillina naturale di Rhovanil fermentando l’acido ferulico, un sottoprodotto dell’olio di crusca di riso, utilizzando un ceppo proprietario di lievito. La società francese di sapori Mane utilizza una materia prima diversa, l’eugenolo dall’olio di chiodi di garofano, per produrre la vanillina naturale.
In una revisione dei processi di bioconversione della vanillina, Nethaji Gallage e Birger Møller, scienziati vegetali dell’Università di Copenaghen, hanno scoperto che sia l’acido ferulico che l’eugenolo sono materie prime costose (Mol. Impianto 2015, DOI: 10.1016 / j. molp.2014.11.008).,
La produzione di eugenolo è industrializzata perché la molecola viene utilizzata per produrre vari sapori e profumi, ma il suo prezzo è ancora di circa 5 50 per kg, dicono i ricercatori. L’acido ferulico estratto naturalmente costa ancora di più, circa $180 per kg.
Rispetto alla sintesi della vanillina dal petrolio o alla sua estrazione dai chicchi di vaniglia, la bioconversione tramite lievito e batteri presenta limitazioni, Gallage e nota di Møller. Alte concentrazioni di acido ferulico ed eugenolo sono tossiche per la maggior parte dei microbi, così come la vanillina. Infatti, tutti e tre i composti sono fatti dalle piante come antimicrobici.,
Inoltre, le rese sono generalmente basse perché i microbi producono anche alcol vanillinico indesiderabile e acido vanillico. Ottenere una resa di vanillina superiore a pochi grammi per litro di brodo di fermentazione richiede ceppi specializzati o mutati e spesso lunghi periodi di incubazione.
La società biotecnologica Evolva ha sviluppato un processo per aggirare i costi elevati delle materie prime e i problemi di tossicità alimentando il glucosio a un microbo geneticamente modificato che produce glucoside di vanillina. Il gruppo zuccherino rende la vanillina molto meno tossica per l’organismo di produzione ma deve essere rimossa per ottenere la vanillina.,
Non è ancora chiaro se la vanillina prodotta da organismi geneticamente modificati sarà adottata o commercializzata. Poiché il microbo che esprime la vanillina di Evolva è considerato un aiuto alla lavorazione, un prodotto realizzato con il sapore non rientrerebbe nei requisiti di etichettatura OGM degli Stati Uniti e potrebbe prestarsi a richieste di ingredienti non artificiali. D’altra parte, il progetto Non OGM afferma che gli alimenti contenenti ingredienti realizzati con biologia sintetica non saranno autorizzati a portare la sua etichetta volontaria.,
Evolva ha concesso in licenza la sua tecnologia a IFF in 2014 per la commercializzazione e la distribuzione, ma gli addetti ai lavori del settore non ne hanno sentito molto parlare da allora. Leffingwell osserva che IFF potrebbe essere preoccupato per reazione dei consumatori per l’uso di OGM. IFF ed Evolva non hanno risposto alla richiesta di intervista di C&EN.
Il fascino della vanillina non petrochimica è che può essere utilizzato in alimenti che affermano “nessun ingrediente artificiale.”Per ora, il grande svantaggio delle alternative è il loro alto prezzo-generalmente diverse centinaia di dollari per chilogrammo., Questo è più economico della vaniglia ma molto più costoso della vanillina sintetica a circa $10 per kg.
I produttori di alimenti che hanno rinnegato gli ingredienti derivati dal petrolio ma non sono alla ricerca di un’etichetta completamente naturale possono rivolgersi alla Borregaard norvegese, che offre una vanillina derivata dalle piante ma molto meno costosa della vaniglia reale o di altre alternative.
Borregaard gestisce una grande “bioraffineria” dove converte principalmente alberi di abete rosso in prodotti chimici speciali e cellulosa., Ma si ritrova con un sacco di lignina di conifere, un grande biopolimero composto da quasi il 90% di alcol coniferilico. Calore e pressione nella raffineria convertono la lignina in vanillina.
Negli anni 1990, gran parte della vanillina del mondo proveniva dalla lignina nel flusso di rifiuti delle aziende di cellulosa e carta. Ma il processo è caduto in disgrazia come cartai cambiato i loro metodi per ridurre gli sprechi. Ciò ha lasciato Borregaard l’unica grande azienda a produrre vanillina dal legno.,
Sebbene la vanillina di Borregaard sia considerata artificiale dai regolatori, molti produttori di alimenti la preferiscono alla vanillina a base di materie prime petrolchimiche perché è considerata sostenibile, afferma Amie Byholt, direttore delle vendite e del marketing negli Stati Uniti. È costituito da una materia prima rinnovabile in una struttura che utilizza il 90% della sua biomassa nei prodotti e il resto per l’energia.
C’è anche una differenza di gusto, dice Byholt, grazie a piccole quantità di altri componenti aromatici che provengono dalla lignina., “Aggiungono all’intensità e alla rotondità del profilo aromatico, conferendogli in effetti un sapore più forte e cremoso rispetto alla quantità equivalente di vanillina derivata dal petrolio.”
Per le aziende che vogliono utilizzare sapori naturali o non petroleum, ma non può stomaco prezzi elevati per i chicchi di vaniglia, vanillina da fonti alternative può essere una scelta pratica, dice McBride di Symrise. Ma per partecipare veramente alla tendenza naturale, sfoggiare un’etichetta biologica o vendere nei rivenditori specializzati, i produttori di alimenti devono impegnarsi sulle montagne russe della vaniglia naturale.,
“Le persone stanno cercando di vivere la crisi attuale in modo da poter offrire quel gusto che i consumatori amano e non devono sempre riformulare”, osserva McBride.
Per aiutare a prevenire future crisi di vaniglia, Symrise, Givaudan, Mane e IFF hanno istituito programmi di coltivazione in Madagascar. La regione nord-orientale del paese, o Sava, ha la migliore combinazione al mondo di clima e economia del lavoro agricolo per la produzione di vaniglia. McBride afferma che i programmi mirano ad aiutare i piccoli agricoltori a mantenere una qualità costante e una fornitura sostenibile.
Ad esempio, gli agricoltori pressati in contanti spesso raccolgono i fagioli in anticipo., ” Ma potrebbero non rendersi conto che i fagioli immaturi hanno una qualità inferiore e un contenuto di vanillina”, afferma McBride. “I team di Symrise lavorano per promuovere la sicurezza per gli agricoltori in modo che sappiano che pagheremo un prezzo equo per diminuire i timori che portano alla raccolta precoce.”
Symrise ha istituito le sue operazioni in Madagascar nel 2006 e ora raggiunge 7.000 agricoltori. I programmi di sostenibilità aiutano gli agricoltori a piantare colture come cacao, chiodi di garofano e cannella insieme a viti di vaniglia sulla loro terra. I programmi addestrano gli agricoltori a preservare la fertilità del suolo e sponsorizzano programmi di istruzione, assistenza sanitaria e cibo.,
La vaniglia è un raccolto molto laborioso. Ci vogliono 600 fiori impollinati a mano per produrre 1 kg di fagioli stagionati. I fagioli vengono raccolti mentre sono ancora verdi e venduti agli impianti di fermentazione dove i lavoratori ordinano, sbollentano, vaporizzano e asciugano i fagioli al sole. Vengono poi ordinati di nuovo, essiccati all’ombra e fermentati mentre i lavoratori valutano continuamente il loro aroma e ispezionano ogni fagiolo per la qualità.
Gli agricoltori stanno aumentando il loro reddito dalla vaniglia ottenendo certificazioni preziose come il biologico, il commercio equo e solidale e la certificazione Rainforest Alliance., Ma è difficile per loro piantare più orchidee perché le loro fattorie sono spesso piuttosto piccole. Nel migliore dei casi, “tutti piantano solo altre cinque viti”, dice McBride. Anche allora, ci vogliono quattro anni per quelle viti per raggiungere la maturità.
Per soddisfare la crescente domanda, l’industria della vaniglia potrebbe aver bisogno di un’innovazione simile alla tecnica di impollinazione manuale di Albius. Ancora una volta, il segreto potrebbe essere nella stessa pianta di vaniglia.
Nel 2014, Møller ha scoperto che specifiche cellule vegetali nell’interno ceroso dei chicchi di vaniglia verde trasformano enzimaticamente l’acido ferulico libero in vanillina glucoside (Nat. Comune.,, DOI: 10.1038 / ncomms5037). Le cellule esprimono un gene che codifica per l’enzima attivo—vanillina sintasi. Møller è stato in grado di utilizzare variazioni del gene per produrre vanillina in vitro, così come in vivo in un ceppo modificato di lievito e in piante modificate di tabacco e orzo.
L’intuizione potrebbe essere utilizzata dai genetisti delle piante per trovare marcatori che aiutano a selezionare le varietà di orchidee di vaniglia che producono più vanillina o per sviluppare piante transgeniche con elevata attività di vanillina sintasi., Un’altra opzione sarebbe quella di progettare il lievito per fare la vanillina da materie prime come la melassa, che contiene acido ferulico, suggerisce Møller.
Indipendentemente da quali tecnologie possono sorgere per produrre vanillina più naturale, McBride dice che la sfida principale rimane. “Abbiamo bisogno di coltivare più baccelli di vaniglia. Dobbiamo salvaguardare la sostenibilità della vaniglia in modo da poter godere della vaniglia per le generazioni a venire.”