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食品/農產品
2020/01/22

受歡迎的香草氣味—香草醛的食品詐欺議題

資料來源 SGS News Center--The Value of Vanilla
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香草是全球最受歡迎的氣味之一,加上需求量高,使得天然香草豆莢成為世界第二高價的香料。但由於市場上有較低價的合成替代品,出於經濟上的誘因,天然香草香料也面臨著摻假風險 (Economically Motivated Adulteration, EMA)。對於這類食品摻假的議題,SGS致力發展真實性分析相關技術並整合全球資源,提供客戶適合的解決方案。

香草香料是全球使用最廣泛的香料,被使用在冰淇淋,乳製品,烘焙食品和甜點,烈酒和飲料,甚至香水和個人護理產品等眾多商品都有所應用。
 
道地的香草氣味來自香草屬植物的香草豆莢,包括​來自墨西哥的Vanilla planifolia及其他栽種規模較小的物種像是Vanilla tahitensisVanilla pompona。香草需要特殊的生長環境,因為每朵花都是手工授粉的,並且需要復雜的照護程序。
 
香草氣味的主要來源為香草醛 Vanillin (4-羥基-3-甲氧基苯甲, 4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde),香草醛天然存在於香草豆中,具有特別且令人愉悅的香甜氣味。
 
香草豆莢的價值
 
香草豆莢只滿足了全球不到1%的香草醛需求。儘管如此,香草氣味的流行和高需求量使它成為僅次於番紅花的世界第二最有價值的香料。在2017年,香草豆莢的價格約為500美元/公斤或更高,而合成香草醛的價格約為10美元/公斤。許多因素影響香草的生產和全球價格:極端和不穩定的氣候、產地的政治動盪、收穫期、照護程序與儲存環境的不穩定因素。
 
由於巨大的價格落差和對於天然香草氣味需求量很大,利用生物技術生產或合成香草醛都便宜許多。因此,市場上存在著出於經濟動機進行摻假 (EMA) 的巨大風險--利用便宜的合成香草醛代替來自香草豆莢的天然香草醛。
 
天然 VS 合成香草醛
 
除了來自香草豆莢之外,香草醛也可以由天然原料經過微生物發酵和生物轉換後產生,這類的原料例如丁香、薑黃素、香豆素和穀類 (米和玉米)等,根據歐洲法規1334/2008和美國FDA 21CFR101.22,這些經由生物技術生產的香草醛標可以被標示為「天然香草醛」。也因為消費者對天然香料的需求非常高,這類香草醛仍保持著較高的價格。
 
化學合成的香草醛有兩個主要的途徑,一是從石化原料的癒創木酚(guaiacol) 合成獲得,另一個途徑是經由氧化木質素磺酸 (lignosulfonic acid) 合成香草醛,木質素磺酸可以從造紙和纖維素生產的過程中獲得。


香草的來源及產地
 
香草屬植物主要生長地區是馬達加斯加、科摩羅 (Comoros)、留尼汪 (La Reunion)、中國、烏干達、墨西哥、印度、印度尼西亞、大溪地和巴布亞新幾內亞。馬達加斯加生產的香草豆莢佔全世界最高的比例,但是近來亞洲國家 (如印度尼西亞、中國和印度) 的產量正在顯著增加。
 
在大約100種已知的香草物種中,僅有3種為常見栽種品種:

  • Vanilla planifolia,具有最大的經濟重要性,此香草也以波旁香草(Bourbon)、馬達加斯加香草或墨西哥香草等名稱進行貿易。其中「波旁」被視為一種地理標誌名稱,波旁香草必須來自香草島(馬達加斯加、科摩羅、留尼汪、塞舌爾和毛里求斯)。
  • Vanilla tahitensis,帶有茴香的氣味,與V. planifolia相比,香草醛的含量較低,主要的種植區域為南太平洋,如大溪地。
  • Vanilla pompona,僅用於化妝品和香水。主要來自美洲(中部和南部)。
 
香草香料:出於經濟動機摻假的風險 (EMA)
產品宣稱 摻假風險
香草萃取物 添加(任何)其他來源的香草醛
天然香草香料 添加合成香草醛
波旁香草冰淇淋 使用(任何)波旁香草來源以外的香草醛
純香草 在香草萃取物中使用零陵香豆 (tonka) 萃取物
天然香草風味優格 添加合成香草醛
波旁香草萃取物 使用V. Tahitensis萃取物而非V. Planifolia
 
香草醛的真實性分析
 
可以選用下列儀器和方法來檢測不同來源材料中的香草醛:
  • 氣相與液相層析質譜儀 (GCMS and LCMS)
  • 放射性碳同位素分析 (Radiocarbon analysis)
  • 特定化合物碳同位素分析 (Compound specific carbon isotope analysis)
  • SNIF-NMR®特定位置同位素分析 (The SNIF-NMR® site specific isotope analysis)
  • 二維特定化合物穩定同位素分析 (Two-dimensional compound specific stable isotope analysis)
 
但是,其中許多方法並無法區分合成來源和天然來源的香草醛,或者存在精準度、時間和成本等考量。
 
憑藉儀器技術的發展,氣相層析串聯穩定同位素質譜儀 (GC-C/P-IRMS)不僅可以分析碳同位素比值,還可以測量其他同位素比值 (例如氫),利用儀器特性蒐集香草萃取物、天然香草醛及合成香草醛的同位素比值,隨著香草醛數據庫的擴增可以用來協助鑑別香草香料的真實性 (Authenticity)。不同來源的香草醛具有不同的穩定性同位素指紋:香草、天然和合成來源,甚至還能區分V. TahitensisV. Planifolia。而從氫同位素比值則可用來驗證天然香草的產地來源,例如馬達加斯加、巴布亞新幾內亞、中國或土耳其。此外,利用GC-C/P-IRMS分析香草醛只需要極少的樣品量,且適用多種樣品基質,例如純香草醛、萃取物、複合香料、消費產品等,是具有經濟效率的分析技術。
 
食品詐欺議題的解決方案
 
當今全球化、複雜的供應鍊為食品欺詐者提供了許多機會,容易利用低價的原料假冒或摻混高價值食品。辨別、預防和打擊食品詐欺仍然是目前食品產業的挑戰之一。使用高階分析儀器可以有效降低食品攙偽的風險,並提高供應鏈的完整性、品牌聲譽和消費者信任度。在眾多分析儀器中,穩定同位素質譜儀 (IRMS) 普遍被認為是一種可靠且穩健的方法,可以滿足多種食品真實性測試的需求。除了本篇文章提到以GC-C/P-IRMS檢測香草香料的來源外,IRMS搭配不同的進樣系統,還具有其他多樣化的檢測應用:
  • 液相層析儀串聯同位素質譜儀 (LC-IRMS) :果汁中是否摻糖、紅酒中是否摻食用酒精
  • 元素分析儀串聯同位素質譜儀 (EA-C/P-IRMS) :檢測蜂蜜中有無外添加糖、標榜為有機栽種的農產品是否有施用化學肥料、追溯農產品的產地來源
 
SGS DIGICOMPLY
SGS Digicomply平台為全球食品欺詐監控提供專用數據庫,且不斷更新和彙整來自貿易協會、政府、媒體和科學機構的資料,根據食品安全驗證計劃的規定,了解材料,成分及其相關風險是脆弱性評估的重要部分。
 
※本篇文章整理翻譯自SGS News Center--The Value of Vanilla
 
若您有食品真實性或其他測試服務需求,歡迎與SGS聯絡,尋求合適的解決方案!

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