Введение

Диацетил (/d//aɪ//j//ə//'//s//iː//t//ə//l/ dyyuhSEEtuhl; систематическое название IUPAC: бутандион или бутан-2,3-дион) — органическое соединение с химической формулой (CH3CO)2. Это жёлтая жидкость с интенсивным масляным вкусом. Это вицинальный дикетон (две группы C=O, расположенные рядом). Диацетил содержится в алкогольных напитках в естественном виде и добавляется в некоторые продукты питания в качестве ароматизатора для придания маслянистого вкуса.

Химическая структура

Отличительной особенностью диацетила (и других вицинальных дикетонов) является удлиненная связь C–C, соединяющая карбонильные центры. Это расстояние между атомами составляет примерно 1,54 Å, в то время как для соответствующей связи C–C в 1,3-бутадиене оно равно 1,45 Å. Удлинение связи объясняется отталкиванием между поляризованными карбонильными атомами углерода.

Возникновение и биосинтез

Диацетил образуется естественным образом как побочный продукт ферментации. В некоторых ферментирующих бактериях он формируется посредством конденсации пирувата и ацетил-КоА, катализируемой тиаминпирофосфатом. Кислые (культивированные) сливки, культивированное пахтное молоко и культивированное масло производятся путем внесения молочной закваски в пастеризованные сливки или молоко, с последующим взбиванием (перемешиванием) и выдерживанием до достижения желаемого снижения pH (или повышения кислотности). Культивированные сливки, культивированное масло и культивированное пахтное молоко обязаны своим кисловатым вкусом молочнокислым бактериям, а своим маслянистым ароматом и вкусом – диацетилу. Яблочная кислота может быть преобразована в молочную кислоту для образования диацетила.

Производство

Диацетил получают в промышленности дегидрированием 2,3-бутандиола. Ацетоин является промежуточным продуктом.

В пищевых продуктах

Диацетил и ацетоин – два соединения, которые придают сливочному маслу его характерный вкус. По этой причине производители искусственных ароматизаторов сливочного масла, маргарина или подобных продуктов на основе масел обычно добавляют диацетил и ацетоин (вместе с бета-каротином для придания желтого цвета), чтобы придать конечному продукту вкус сливочного масла, поскольку в противном случае он был бы практически безвкусным.

Электронные сигареты

Диацетил используется как ароматизатор в некоторых жидкостях для электронных сигарет. Окружающие люди могут подвергаться его воздействию при выдыхании аэрозоля на уровнях, близких к предельно допустимой концентрации для профессионального воздействия.

В алкогольных напитках

В некоторых стилях пива (например, во многих стилях пива, производимых в Соединенном Королевстве, таких как стауты, английские биттеры и шотландские эли) присутствие диацетила может быть приемлемым или даже желательным при низких или, в некоторых случаях, умеренных концентрациях. В других стилях его присутствие считается дефектом или нежелательным. Диацетил образуется в процессе ферментации как побочный продукт синтеза валина, когда дрожжи производят α-ацетолактат, который покидает клетку и спонтанно декарбоксилируется в диацетил. Затем дрожжи поглощают диацетил и восстанавливают кетоновые группы, образуя ацетоин и 2,3-бутандиол. Иногда пиво подвергают "диацетильному отдыху", при котором его температуру незначительно повышают на два-три дня после завершения брожения, чтобы дать дрожжам возможность поглотить диацетил, образовавшийся ранее в цикле брожения. Производители некоторых вин, например, шардоне, намеренно стимулируют выработку диацетила из-за ощущения и вкуса, которые он придает. Диацетил присутствует в некоторых шардоне, известных как "масляные бомбы", хотя наблюдается тенденция к возвращению к более традиционным французским стилям. В винах шардоне были измерены концентрации от 0,005 до 1,7 мг/л, при этом для восприятия вкуса требуется концентрация не менее 0,2 мг/л.

Спор о масле с ароматизатором

Хроническое профессиональное воздействие паров диацетила, например, в производстве попкорна для микроволновых печей, связано с облитерирующим бронхиолитом – редкой и опасной для жизни формой необратимого обструктивного заболевания легких, при котором бронхиолы (мелкие ветви дыхательных путей) сдавливаются и сужаются из-за фиброза (рубцовой ткани) и/или воспаления.

Регулирование

Европейская комиссия объявила, что диацетил разрешен для использования в качестве ароматизирующего вещества во всех странах ЕС. Как дикетон, диацетил входит в классификацию ароматизаторов ЕС – Группу оценки ароматизаторов 11 (FGE.11). В 2004 году научная группа Европейской комиссии оценила шесть ароматизирующих веществ (не включая диацетил) из FGE.11. В рамках этого исследования группа рассмотрела имеющиеся данные по другим ароматизаторам из FGE.11, включая диацетил. На основании имеющихся данных, группа подтвердила, что использование диацетила в качестве ароматизирующего вещества не вызывает опасений для здоровья. В 2007 году Европейское агентство по безопасности продуктов питания (EFSA), регулирующий орган ЕС в области безопасности пищевых продуктов, заявило, что его научная группа по пищевым добавкам и ароматизаторам (AFC) проводит оценку диацетила вместе с другими ароматизаторами в рамках более масштабного исследования. В 2007 году Ассоциация производителей ароматизаторов и экстрактов рекомендовала снизить содержание диацетила в ароматизаторах для масла. Производители попкорна с ароматом сливочного масла, включая Pop Weaver, Trail's End и ConAgra Foods (производитель Orville Redenbacher's и Act II), начали исключать диацетил из состава своей продукции. В 2010 году информационный бюллетень по безопасности и гигиене труда OSHA (США) и сопроводительное предупреждение для работников рекомендовали работодателям принимать меры безопасности для минимизации воздействия диацетила или его заменителей. В 2016 году диацетил был запрещен в жидкостях для электронных сигарет в ЕС в соответствии с Директивой ЕС о табачных изделиях.