dzisiaj vanilla jest tak znana, że sama jej nazwa oznacza „pospolita.”Ale przez wieki wanilia była rzadkim, nowym światowym smakiem, którym cieszyły się głównie europejskie elity. Zmieniło się to w 1841 roku dzięki 12-letniemu chłopcu dzierżącemu maleńki patyk.
Edmond Albius był zniewolonym robotnikiem we francuskiej kolonii Reunion, który po dokładnym zbadaniu orchidei Vanilla planifolia odkrył, jak ręcznie zapylać jej kwiat, aby wyprodukować ziarno wanilii.,
Albius użył patyczka do wciśnięcia płata w kwiacie orchidei zwanego rostellum i przyciśnięcia pylnika pokrytego pyłkiem do żeńskiej części lub piętna. Do czasu odkrycia albiusa wanilia była z powodzeniem uprawiana tylko w jej rodzimym południowo-wschodnim Meksyku, domu jej zapylacza, pszczoły Melipona. To właśnie tam hiszpański odkrywca Hernán Cortés słynnie był świadkiem azteckiego cesarza Montezumy pijącego czekoladowy napój o smaku wanilii.
Na Reunion produkcja wanilii wzrosła dzięki metodzie Albiusa, a uprawa storczyków rozszerzyła się na pobliski Madagaskar., Obecnie około 80% naturalnej wanilii na świecie pochodzi z małych gospodarstw rolnych na Madagaskarze. Tam miejscowi nadal zapylają storczyki ręcznie i leczą fasolę w tradycyjny sposób.
nie trzeba było długo czekać, aż popyt na wanilię przekroczy podaż z farm na Madagaskarze. W 1800 i 1900 roku chemicy przejęli od botaników, aby rozszerzyć podaż smaku. Wanilina, główny składnik smakowy peklowanych ziaren wanilii, była syntetyzowana różnie z kory sosny, oleju goździkowego, otrębów ryżowych i ligniny.
Rhône-Poulenc, obecnie Solvay, w latach 70., W ostatnich latach z około 18 000 ton metrycznych aromatu waniliowego produkowanego rocznie, około 85% to wanilina syntetyzowana z prekursora petrochemicznego guaiakolu. Większość z nich pochodzi z ligniny.
ale tradycyjna fasola waniliowa zaczyna cieszyć się renesansem, dzięki popytowi konsumentów na całkowicie naturalne produkty spożywcze i napoje. W ubiegłym roku szereg gigantycznych firm spożywczych, w tym General Mills, Hershey 's, Kellogg' s i Nestlé, ślubował wyeliminować sztuczne aromaty i inne dodatki z wielu produktów spożywczych sprzedawanych w USA.,
jest jednak problem: światowa produkcja naturalnej wanilii jest niewielka i w ostatnich latach spada. Mniej niż 1% smaku waniliowego pochodzi z prawdziwych storczyków waniliowych. Z popytem na wzrost, handel pożądanym smakiem jest poza równowagą.
firmy smakowe gorączkowo pracują nad znalezieniem dodatkowych źródeł naturalnej waniliny i rozpoczynają inicjatywy mające na celu zwiększenie jakości i ilości wanilii pochodzącej z fasoli., Dostawcy tacy jak Symrise, International Flavors & Fragrances (iff), Solvay i Borregaard wykorzystują swoją wiedzę w pełnym spektrum naturalnych i syntetycznych produktów, aby pomóc producentom żywności w osiągnięciu najlepszego smaku waniliowego dla każdego produktu.
producenci żywności tymczasem mierzą się z rosnącymi kosztami naturalnej wanilii, wyzwaniami związanymi z reformulacją, skomplikowanymi prawami etykietowania i trudnymi pytaniami o to, co jest „naturalne.,”
chociaż pogarda konsumentów dla sztucznych składników buduje się od lat, kredyt—lub wina-za ubiegłoroczną falę” wszystkich naturalnych ” ogłoszeń trafia do Nestlé, która w lutym 2015 roku była pierwszą dużą marką, która ogłosiła plany wyeliminowania sztucznych dodatków z cukierków czekoladowych sprzedawanych w USA.,
„Kiedy Nestlé ogłosiło, że będzie całkowicie naturalne, to właśnie otworzyło wrota”, zauważa John Leffingwell, szef firmy zajmującej się badaniami rynku aromatów i zapachów Leffingwell& Associates. „Inne marki nie zamierzały nic zrobić, dopóki główny gracz tego nie popchnął. Ponieważ Nestlé było największe na świecie, wszyscy musieli podążać za nim.”
firmy z branży spożywczej i smakowej od co najmniej dekady po cichu przeformułowują produkty i pozyskują składniki, które mogą być źródłem naturalnych roszczeń, podkreśla Leffingwell. Nestlé po raz pierwszy wyciął sztuczne dodatki ze swojego U.,K. konfekcji w 2012 roku. W tym czasie firma przyznała ” siedmioletni program badań i rozwoju, który doprowadził do zastąpienia ponad 80 sztucznych składników alternatywnymi.”
dla dużej firmy spożywczej przejście na naturalną wanilię jest jednak podobne do wciśnięcia słonia do Volkswagena. Podczas gdy atrament wysychał na tych wszystkich naturalnych ogłoszeniach w zeszłym roku, produkcja ziaren wanilii Madagaskarskiej spadła do 1100 ton metrycznych, czyli o połowę mniej niż normalne zbiory., To, wraz z rosnącym popytem, spowodowało, że ceny wzrosły ponad dwukrotnie do około 225 dolarów za kg w połowie ubiegłego roku, według Mintec, firmy zajmującej się śledzeniem cen surowców.
peklowane ziarna wanilii zawierają tylko 2% ekstrahowalnego smaku wanilii, co oznacza, że ceny czystej wanilii osiągnęły 11 000 dolarów za kg. Branża bacznie obserwuje tegoroczne zbiory, mając nadzieję, że koszty wanilii w końcu powrócą do poziomów sprzed 2012 roku, wynoszących około 25 USD za kg fasoli lub 1250 USD za wanilię.
nawet to jest wysoka Cena za jeden z najpopularniejszych smaków na świecie. W USA,, 2% produktów spożywczych i 3% napojów wprowadzonych na rynek w ciągu ostatnich 12 miesięcy było reklamowanych jako o smaku waniliowym, zgodnie z trendami rynkowymi śledzenia Mintel. Symrise, który pozyskuje naturalną wanilię i dostarcza syntetyczną wanilinę, mówi, że 18 000 globalnych produktów zawiera smak waniliowy.
„ilość wszystkich ziaren wanilii na świecie nie jest wystarczająca, aby posmakować wszystkiego, co każdy chce posmakować wanilią”, mówi Carol McBride, menedżer kategorii wanilii w USA w Symrise.
produkty mleczne, takie jak lody i jogurty, od wielu lat opierają się na naturalnej wanilii-podkreśla McBride., W Stanach Zjednoczonych przepisy dotyczące żywności & określają, że lody waniliowe muszą uzyskać swój smak z naturalnej wanilii. Jeśli smak pochodzi częściowo lub w całości z innego źródła, firma musi wytłoczyć „aromat waniliowy” lub „sztuczna wanilia” na przedniej części opakowania, co prawdopodobnie spowoduje zwrot dla konsumentów.
inne potrawy nie mają takiego poziomu nadzoru rządowego. Według McBride ' a dla producentów wyrobów cukierniczych, wypieków i płatków śniadaniowych, to pragnienie konsumentów w pełni naturalnych składników ma teraz wpływ., W przypadku produktów niefrasobliwych „etykietowanie i przesłanie marki produktu zazwyczaj określa rodzaj użytej wanilii”, mówi.
na przykład ciasteczka waflowe Nabisco Nilla, nikt nie ma pomysłu na produkt w pełni naturalny, nie musi składać reklamacji z przodu pudełka. Jak pokazuje lista składników na odwrocie, smak” Nilla „pochodzi od” naturalnego i sztucznego smaku.”Dla kontrastu, Ultimate waniliowe Wafle ze sklepu spożywczego Trader Joe' s chwali się „drobinkami Madagaskarskiej fasoli waniliowej” na etykiecie.,
wanilia jest również ważnym składnikiem smaków takich jak czekolada, truskawka, Karmel i kokos. Uzupełnia smak dodając kremowości, równoważąc słodycz i tonizując lub maskując gorycz i kwasowość.
Kiedy smak waniliowy jest używany w czekoladzie, staje się częścią zastrzeżonej receptury, która sprawia, że smak batonu Nestlé różni się od smaku produkowanego przez Hershey ' s. „znacznie trudniejsze jest przekształcenie istniejącego produktu w naturalne składniki niż stworzenie nowego produktu z naturalnych składników”, mówi Liz Caselli-Mechael, manager ds. komunikacji korporacyjnej w Nestlé., „Wanilia jest jednym z najtrudniejszych smaków do dopasowania, ponieważ koło wanilii ma dziesiątki smaków.”
koło smakowe to sposób, w jaki społeczność spożywcza śledzi określone atrybuty składnika, żywności lub napoju. Koło waniliowe używane przez firmę smakową Fona International mierzy w pełni 29 odrębnych właściwości smakowych. Są one pogrupowane w 10 głównych kategorii: dymne, pikantne, botaniczne, siarkowe, słodkie, kremowe, lecznicze, gotowane, tłuste i kwiatowe.
podobnie jak wino, naturalna wanilia uprawiana w różnych miejscach—na Madagaskarze, w Meksyku czy na Tahiti—ma inny profil smaku i siły działania., Wanilia Madagaskarska, zwykle nazywana wanilią Bourbon, jest bardzo poszukiwana ze względu na smak remika i słodki aromat.
firmy spożywcze i smakowe polegają na wysoko wykwalifikowanych degustatorach, którzy pomogą w przejściu na naturalne. „Przeprowadzimy wiele testów, aby jak najlepiej dopasować sensorycznie do istniejącego produktu. Obejmuje to smak, aromat i teksturę ” -mówi Caselli-Mechael. Potencjalne dopasowania są następnie testowane z konsumentami. Proces ten może trwać miesiące, a nawet lata.
firmy spożywcze, które rezygnują z syntetycznej waniliny, mogą przekształcić się w naturalną wanilinę ze źródeł innych niż wanilia., Na przykład Solvay wytwarza naturalną wanilinę Rhovanil poprzez fermentację kwasu ferulowego, produktu ubocznego oleju z otrębów ryżowych, przy użyciu zastrzeżonego szczepu drożdży. Francuska firma smakowa Mane wykorzystuje inny surowiec, eugenol z oleju goździkowego, do produkcji naturalnej waniliny.
w przeglądzie procesów biokonwersji waniliny, Nethaji Gallage i Birger Møller, naukowcy roślin z Uniwersytetu Kopenhaskiego, odkryli, że zarówno kwas ferulowy, jak i eugenol są drogimi surowcami (Mol. Zakład 2015, DOI: 10.1016 / j.molp.2014.11.008).,
produkcja eugenolu jest uprzemysłowiona, ponieważ cząsteczka jest używana do produkcji różnych smaków i zapachów, ale jej cena nadal wynosi około 50 dolarów za kg, twierdzą naukowcy. Naturalnie ekstrahowany kwas ferulowy kosztuje jeszcze więcej, około 180 USD za kg.
w porównaniu z syntezą waniliny z ropy naftowej lub ekstrakcją jej z ziaren wanilii, biokonwersja za pomocą drożdży i bakterii prezentuje ograniczenia, galazę i nutę Møllera. Wysokie stężenia kwasu ferulowego i eugenolu są toksyczne dla większości drobnoustrojów, podobnie jak wanilina. Rzeczywiście, wszystkie trzy związki są wytwarzane przez rośliny jako środki przeciwdrobnoustrojowe.,
Co więcej, plony są na ogół niskie, ponieważ drobnoustroje wytwarzają również niepożądany alkohol wanilinowy i kwas wanilinowy. Uzyskanie wydajności waniliny powyżej kilku gramów na litr bulionu fermentacyjnego wymaga wyspecjalizowanych lub zmutowanych szczepów i często długich okresów inkubacji.
firma biotechnologiczna Evolva opracowała proces, aby ominąć wysokie koszty surowców i problemy z toksycznością poprzez podawanie glukozy do genetycznie zmodyfikowanego mikrob, który wytwarza glukozyd waniliny. Grupa cukru sprawia, że wanilina jest znacznie mniej toksyczna dla organizmu produkcyjnego, ale musi być usunięta, aby uzyskać wanilinę.,
nie jest jeszcze jasne, czy wanilina wyprodukowana z organizmów zmodyfikowanych genetycznie zostanie przyjęta lub wprowadzona do obrotu. Ponieważ mikrob, który wyraża wanilinę Evolva, jest uważany za pomoc w przetwarzaniu, produkt wykonany ze smakiem nie podlegałby amerykańskim wymogom etykietowania GMO i mógłby nadawać się do twierdzeń o braku sztucznych składników. Z drugiej strony, projekt Non-GMO mówi żywności zawierającej składniki wykonane z biologii syntetycznej nie będzie mógł nosić jego dobrowolne etykiety.,
Evolva licencjonowała swoją technologię do IFF w 2014 roku w celu komercjalizacji i dystrybucji, ale od tamtej pory nie słyszeli o niej zbyt wiele. Leffingwell zauważa, że IFF może być zaniepokojony niechęcią konsumentów do stosowania GMO. IFF i Evolva nie odpowiedzieli na prośbę C&EN o przesłuchanie.
urok nonpetrochemicznej waniliny polega na tym, że może być stosowana w żywności, która twierdzi, że „nie ma sztucznych składników.”Na razie dużą wadą alternatyw jest ich wysoka cena-zazwyczaj kilkaset dolarów za kilogram., To tańsze niż wanilia, ale o wiele droższe niż syntetyczna wanilina na około $10 za kg.
producenci żywności, którzy wyparli się składników pochodzenia ropopochodnego, ale nie szukają w pełni naturalnej etykiety, mogą zwrócić się do norweskiego Borregaard, który oferuje wanilinę pochodzącą z roślin, ale jest znacznie mniej kosztowny niż prawdziwa wanilia lub inne alternatywy.
Borregaard prowadzi dużą „biorefinery”, w której przetwarza głównie świerki na specjalne chemikalia i celulozę., Ale znajduje się z dużą ilością ligniny z drewna iglastego, dużego biopolimeru złożonego z blisko 90% alkoholu iglastego. Ciepło i ciśnienie w rafinerii przekształcają ligninę w wanilinę.
jeszcze w latach 90.większość światowej waniliny pochodziła z ligniny w strumieniu odpadów w firmach Celulozowo-Papierniczych. Ale proces wypadł z łask, ponieważ papiernicy zmienili metody, aby zmniejszyć ilość odpadów. To sprawiło, że Borregaard był jedyną firmą produkującą wanilinę z drewna.,
chociaż wanilina Borregaarda jest uważana przez regulatorów za Sztuczną, wielu producentów żywności woli ją od waniliny wytwarzanej z surowców petrochemicznych, ponieważ jest uważana za zrównoważoną, mówi Amie Byholt, Amerykański dyrektor ds. sprzedaży i marketingu firmy. Jest on wytwarzany z odnawialnego surowca w zakładzie, który wykorzystuje 90% swojej biomasy w produktach, a resztę na energię.
istnieje również różnica w smaku, mówi Byholt, dzięki niewielkim ilościom innych składników aromatycznych, które pochodzą z ligniny., „Dodają intensywności i okrągłości profilu aromatycznego, w efekcie nadając mu mocniejszy i bardziej kremowy smak w porównaniu do równoważnej ilości waniliny pochodzącej z ropy naftowej.”
dla firm, które chcą używać aromatów naturalnych lub niepetroleum, ale nie mogą znieść wysokich cen na fasolę waniliową, wanilina z alternatywnych źródeł może być praktycznym wyborem, mówi McBride z Symrise. Ale aby naprawdę uczestniczyć w naturalnym trendzie, uprawiać ekologiczną etykietę lub sprzedawać w specjalistycznych sklepach, producenci żywności muszą zobowiązać się do kolejki górskiej naturalnej wanilii.,
„ludzie próbują przetrwać obecny kryzys, aby móc dostarczyć smak, który konsumenci kochają i nie muszą zawsze przeformułowywać” – zauważa McBride.
aby zapobiec przyszłym kryzysom waniliowym, Symrise, Givaudan, Mane i IFF utworzyły programy dla hodowców na Madagaskarze. Północno-wschodni region kraju, Czyli Sava, ma najlepsze na świecie połączenie klimatu i Gospodarki Pracy na farmie dla produkcji wanilii. McBride twierdzi, że programy mają pomóc drobnym rolnikom utrzymać stałą jakość i zrównoważone dostawy.
na przykład rolnicy tłoczeni za gotówkę często zbierają fasolę wcześnie., „Ale mogą nie zdawać sobie sprawy, że niedojrzałe ziarna mają niższą jakość i zawartość waniliny”, mówi McBride. „Zespoły Symrise pracują nad promowaniem bezpieczeństwa rolników, aby wiedzieli, że zapłacimy uczciwą cenę, aby zmniejszyć obawy, które prowadzą do wczesnego zbierania.”
Programy zrównoważonego rozwoju pomagają rolnikom sadzić uprawy, takie jak kakao, goździki i cynamon wraz z winoroślami waniliowymi na swojej ziemi. Programy szkolą rolników w celu zachowania żyzności gleby i sponsorują edukację, opiekę zdrowotną i programy żywnościowe.,
wanilia jest bardzo pracochłonną uprawą. Potrzeba 600 ręcznie zapylanych kwiatów, aby wyprodukować 1 kg peklowanej fasoli. Fasola jest zbierana, gdy jest jeszcze zielona i sprzedawana do zakładów fermentacyjnych, gdzie pracownicy sortują, blanszują, parują i suszą fasolę na słońcu. Następnie są one ponownie sortowane, suszone w cieniu i fermentowane, podczas gdy pracownicy nieustannie oceniają ich aromat i sprawdzają jakość każdej fasoli.
rolnicy zwiększają swoje dochody z wanilii, uzyskując cenne certyfikaty, takie jak certyfikat ekologiczny, fair-trade i Rainforest Alliance., Ale trudno jest im sadzić więcej storczyków, ponieważ ich gospodarstwa są często dość małe. W najlepszym przypadku, „każdy po prostu sadzi pięć więcej winorośli”, mówi McBride. Nawet wtedy dojrzewanie tych winorośli trwa cztery lata.
aby sprostać rosnącemu popytowi, przemysł waniliowy może potrzebować innowacji podobnej do techniki zapylania ręcznego Albiusa. Ponownie sekret może tkwić w samej roślinie wanilii.
W 2014 roku Møller odkrył, że specyficzne komórki roślinne w woskowym wnętrzu zielonych ziaren wanilii enzymatycznie przekształcają wolny kwas ferulowy w glukozyd waniliny (Nat. Komuna.,, DOI: 10.1038/ncomms5037). Komórki wyrażają gen kodujący aktywny enzym-syntazę waniliny. Møller był w stanie wykorzystać odmiany genu do produkcji waniliny in vitro, jak również in vivo w zmodyfikowanym szczepie drożdży oraz w zmodyfikowanym tytoniu i roślinach jęczmiennych.
insight może być wykorzystany przez genetyków roślin do znalezienia markerów, które pomagają wybrać odmiany storczyków waniliowych, które produkują więcej waniliny lub rozwijać transgeniczne rośliny o wysokiej aktywności syntazy waniliny., Inną opcją byłoby zaprojektowanie drożdży do produkcji waniliny z surowców, takich jak melasa, która zawiera kwas ferulowy, sugeruje Møller.
„Musimy uprawiać więcej ziaren wanilii. Musimy chronić zrównoważony rozwój wanilii, abyśmy mogli cieszyć się wanilią przez przyszłe pokolenia.”