2015年11月、米国FDAは、食品ラベルにおける「natural（ナチュラル）」という言葉の使用に関する具体的なパブリックコメントを募集し、この言葉に対する多種多様な意見を示す7,000を超えるコメント得られました。FDAには「natural」食品の定義がないことに驚く人もいましたが、これは米国に限った問題ではありません。世界中の主要規制当局の中で、ナチュラルフレーバーを別として、食品に含まれる「natural ingredient（天然成分）」を定義しているところはありません。米国FDA、EFSA、日本厚生労働省、そしてそのほかの地域では、フレーバーを「natural（ナチュラル）」と表示するための明確な要件が設定されています。ナチュラルフレーバーの定義は、世界中で大きく異なり、分析的検証法も同じく多様です。本稿では、地域ごとのナチュラルフレーバーの定義を簡単に説明し、分析的検証法に関する情報についても取り上げます。
ナチュラルフレーバーの定義（米国）
米国規制下では、ナチュラルフレーバーは天然原材料由来で、人工成分を含まないフレーバーです。ここでの「人工」とは、合成物質、鉱物、または石油化学物質のことを指しています。「natural」の定義を満たす原材料には、動物原料（肉、卵、乳製品）、植物原料、発酵製品などのすべての微生物原料（発酵製品など）が含まれます。フレーバーの「natural」というステータスは、合成生物学的方法を用いて改変されたものを含めた遺伝子組換え体（GMO）に由来する原材料の使用に影響されません。
フレーバーを「natural」であると主張するための製造プロセスには、最小限の制約しかありません。例えば、無機触媒を用いたナチュラルフレーバーの化学変換であっても、米国のナチュラルフレーバー要件は満たされています。その例として、フーゼル油から得られるプロピオンアルデヒドの塩基触媒縮合による2-メチル-2-ペンテン酸（FEMA# 2923）が挙げられます。アルコール発酵の副産物であるフーゼル油は、天然原材料と見なされます。この中間体は、蒸留により単離された後、触媒を用いて化学変換され、空気中での加熱により酸化され、蒸留によりさらに精製されます。
図 1.「natural」な2-メチル-2-ペンテン酸の合成
米国ナチュラルフレーバーの分析的検証
米国ナチュラルフレーバーの分析的検証では、一般的に炭素-14（C-14）同位体分析が実施されます。C-14は、窒素-14が宇宙線中性子と相互作用することで上層大気中で形成されます。大気二酸化炭素において、約1兆分の1（ppt）という微量で存在します。植物が大気CO2を吸収すると、同じC-14濃度を取り込みます。この濃度は、その食物連鎖に含まれる他の有機体に伝えられ、さらにナチュラルフレーバーなどの生成物へと伝えられます。石油原料由来の合成材料には、半減期が5,730年であるC-14は含まれていません。したがって、Percent Modern Carbon（PMC）の形で表されることの多いC-14分析は、C-14がどの程度枯渇しているのか、つまり合成原材料がどの程度使用されているのを示します。
ただし、C-14分析では特定の要素を検討する必要があります。大気中C-14濃度は、地上核実験によりばらつきがあり、1963年にピークが記録されました。その結果、樹齢が数十年である可能性があるマソイヤという木の樹皮から得られるmassoia lactone（FEMA# 3744）のように、かなり古い天然物に由来するフレーバー材料では、現在の大気濃度に対して予想外に高いC-14濃度が示されるかもしれません。化石燃料が多用され、大気循環が少ない地域では、C-14濃度が予想より低くなる可能性もあります。「natural」の偽陽性を得るためにフレーバーにC-14源を添加する偽和物混入も可能ですが、非常に難しく、コストがかかります。総合的に見ると、C-14分析は、フレーバーの製造における天然原材料の使用を検証するための最適な手段の1つとなっています。
EUにおけるナチュラルフレーバー
EU規制（EC）1334/2008では、以下の3つの基準に基づいてナチュラルフレーバーが定義されています：1）適切な物理的、酵素的、または微生物学的プロセスにより取得された、2）植物、動物、または微生物由来の材料から調達された、3）天然に存在し、自然界でその存在が確認される物質に相当する。
米国と同様、2つ目の基準は、天然物由来の原材料に関する要件と一致しています。GMOは、EUでも米国でもナチュラルフレーバーに関して許容されています。しかしながら、EUでは、ナチュラルフレーバーは伝統的な食品調製プロセス、例えば加熱、調理、切断、粉砕、加圧、蒸留、再結晶、溶媒抽出、酵素処理、発酵など、によってのみ製造されることが義務付けられています。合成触媒や無機触媒は禁止されており、一重項酸素、オゾン、UV照射などのその他の化学触媒もナチュラルフレーバーの製造では認められていません。例えば、活性炭への吸着は、ナチュラルフレーバーの精製のためには使用できますが、化学変換の促進のためには使用できません。つまり、シリカゲル上でのシトロネラル（FEMA# 2307）のイソプレゴール（FEMA# 2962）への変換は、容認されるとは見なされません。化学変換に不可欠でない限り、ナチュラルフレーバー収率の向上のための天然有機酸や天然有機塩基の使用は認められています。
EUで許可されているナチュラルフレーバー製造プロセスの例は、サトウキビからのメチルシクロペンテノロン（FEMA# 2700）の製造です。このプロセスでは、サトウキビを粉砕してすりつぶしてバガスにし、このバガスを加熱することで甘い有機化学混合物が得られ、それを蒸留により単離します。Saccharomycetaceae酵母を使って発酵させると、キャラメルのような甘いコーヒー味を持つメチルシクロペンテノロンなどの発酵産物が蒸留により得られます。物理学的プロセスと微生物学的プロセスのみが使用されているため、EUのナチュラルフレーバーの定義を満たしています。
図 2.天然メチルシクロペンテノロンの合成
自然界における存在の確認
EUでは、ナチュラルフレーバーは、原材料や製造プロセスの外にも追加要件を満たす必要があります。ナチュラルフレーバーは、天然に存在し、自然界で同定される物質に相当しなければなりません。この基準の検証では、フレーバー物質を、『Fenaroli’s Handbook of Flavor Ingredients』やGood Scents Companyのウェブサイトなどの参考文献と比較します。
光学異性体や幾何学異性体を含むフレーバー材料は、すべての異性体が自然界に存在する場合または単離時に自然の過程を経て形成されると確認される場合には、天然に存在する物質に相当すると見なされます。その例としてδ–デカラクトン（FEMA# 2361）が挙げられます。この物質は、S(-)エナンチオマー（ラズベリーでは96.6% EE）およびR(+)（モモでは94.0% EE）の両方の形で天然に存在します。SまたはRエナンチオマーのみ、またはラセミ混合物などの組み合わせが含まれるフレーバーは、「自然界で存在が確認される」という要件を満たします。
さらに、フレーバーのアンモニア塩、ナトリウム塩、カリウム塩、およびカルシウム塩ならびに塩化物、炭酸塩、および硫酸塩は、元のフレーバーの存在が自然界で確認される限り、「自然界で存在が確認される」と見なされます。例えば、ピルビン酸メチルエチル（FEMA# 3870）はアスパラガス、ココア、および一部のチーズに天然に存在します。3-メチル-2-オキソ吉草酸ナトリウム（FEMA# 3870）は、自然界での存在は確認されませんが、その他の基準を満たしていれば「natural」と見なされます。
EUナチュラルフレーバーの分析的検証
EUのナチュラルフレーバーには3つの基準があるため、分析的検証は非常に難しくなります。C-14分析は、原材料源が「natural」であることを検証するのに使用できますが、材料が許容される従来プロセスを用いて製造されたことを確認するのは非常に困難です。製造プロセスを識別するために複数の方法が使用されていますが、そのすべてに限界があります。
キラル分析
キラル材料の中には1つのエナンチオマーでしか自然界での存在が確認されないものもあるため、キラル分析を用いてその材料が自然界で存在が確認されるという基準を満たしているかどうかを検証できます。しかし、別のエナンチオマーが自然界で確認された場合には、あらゆるエナンチオマーの組み合わせが許容されます。酵素的方法では自然界で認められないエナンチオマー比が得られ、材料は、特に蒸留や精製などのように加熱されると、時間とともにラセミ体を形成するため、ラセミ混合物の同定だけでは材料が「natural」ではないことを証明できません。
フィンガープリント分析
合成法の中には、合成プロセスを示す既知の不純物が得られるものもあります。例えば、2-メチルブタノール（FEMA# 3998）を2-メチル酪酸 （FEMA# 2695）に変換するのに鉱酸が使用される場合、この反応からは2-ヒドロキシ-2-メチルブチル酸も得られます。したがって、2-メチル酪酸中の2-ヒドロキシ-2-メチルブチルの存在は、EUにおいて「natural」と認められないプロセスを示唆するものとなります。フィンガープリント分析は、少数のよく知られた合成プロセスには適した方法ですが、既知の反応スキームのみに限定されます。
部位特異的DNMR
ナチュラルプロセスの中には、特定の分子部位において既知の水素重水素比が得られるものもあります。しかし、「natural」であることの判定は非常に困難です。抽出、発酵、または酵素的変換などの許容されるさまざまな自然製造法ならびにさまざまな天然原材料からは、幅広い水素・重水素比が得られます。したがって、この方法は、既知の自然製造法が使用されたという陽性試験には適していますが、陰性結果は、「natural」であることを疑うには決定的ではないかもしれません。
安定同位体比分析（SIRA）
安定同位体比分析は、フレーバー分子の安定同位体比を評価するという点で部位特異的DNMRと似ています。例えば、大気酸素には既知の安定同位体比があります。鉱酸を用いるアルコールから酸への酸化では、自然の大気中の同位体比とは異なる酸素同位体比が得られます。SIRAには、DNMRと同じような短所があります。許容されるさまざまな製造方法からは異なる同位体比が得られます。例えば、発酵により酸素同位体比が変化する可能性があります。DNMRと同じく、SIRAは陽性結果には適していて、既知の自然製造法から得られた安定同位体比を示すことはできますが、陰性結果は決定的ではない可能性があります。
EUにおけるナチュラルフレーバーのまとめ
EUにおけるナチュラルフレーバーの定義は、米国よりも厳格です。その結果、EUのナチュラルフレーバーは米国の要件を満たしていますが、必ずしも逆も真なりとはなりません。EUには、原材料源だけでなく製造法に関しても「natural」の要件があります。自然製造法を確認することは非常に難しく、どのような分析法にも短所があります。さらに、EUでは、ナチュラルフレーバーと宣言される材料は、自然界で存在が確認されることが義務付けられています。これにより、バニリルアルコール（FEMA# 3737）の発酵から得られるバニリルブチルエーテル（FEMA# 3796）などいくつかのフレーバーが除外されますが、バニリルブチルエーテルの自然発生は確認されていません。
世界におけるナチュラルフレーバーの定義
世界中のさまざまな組織が、ナチュラルフレーバーに関する独自の定義を持っており、ここですべてを網羅することはできません。ここでは、世界中のさまざまな定義の一部をご紹介します。例えば、インドでは、微生物プロセスを除いた物理的プロセスを用いて植物から得られるもののみをナチュラルフレーバーであると定義しています。日本では、米国と同様、製造方法が制限されていますが、ナチュラルフレーバーの原材料として許容できる植物および動物を制限するリストがあります。カナダでは、人工フレーバーに重点が置かれており、植物、動物、微生物由来ではない材料は「artificial（人工）」としてラベル表示すべきであるという要件があります。逆に、天然原材料由来の場合には、ナチュラルフレーバーであると主張できます。オーストラリアとニュージーランドは、2002年に規制を改訂し、ナチュラルフレーバーと人工フレーバーとの区別を削除しました。規制要件ではありませんが、オーストラリア・ニュージーランド フレーバー・フレグランス協会（Flavor and Fragrance Association of Australia and New Zealand、FFAANZ）では、EU要件に従うことを推奨しています。
「natural」のさまざまな定義に対応するため、IOFI（国際食品香料工業協会）が提供するガイドラインを参照している地域もあります。主にEU規制に基づいているこれらのガイドラインでは、ナチュラルフレーバーは、物理的、酵素的、または微生物学的プロセスから得られる、自然界で存在が確認される天然原材料に由来すべきであると強調されています。
ナチュラルフレーバーに関する世界の定義のまとめ | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 米国 | EU | インド | 日本 | カナダ | オーストラリア／ニュージーランド | |
| 原材料 | 動物、植物、または微生物 | 動物、植物、または微生物 | 植物 | 植物・動物のリスト | 動物、植物、または微生物 | 定義なし |
| 作製方法 | 定義なし | 物理的、酵素的、または微生物学的 | 物理的 | 定義なし | 定義なし | 定義なし |
| 自然界で存在が確認される | 定義なし | 自然界で存在が確認される | 定義なし | 定義なし | 定義なし | 定義なし |
まとめ
ナチュラルフレーバーの定義は、地域ごとに大きく異なります。例えば、オーストラリアではナチュラルフレーバーに関する具体的な定義がない一方で、EUでは、製品をナチュラルフレーバーとしてラベル表示するためには原材料、製造方法、同定済み天然原材料などの基準の順守を義務付けています。EU規制は最も厳密に規定されているものの1つであるため、EUにおけるナチュラルフレーバーは世界中のほとんどの定義に当てはまりますが、すべてではありません。例えば、日本にはナチュラルフレーバーでの使用が容認される原材料を制限するリストがありますが、EUやその他のほとんどの国や地域にはありません。一般の人たちの認識は異なるかもしれませんが、GMOにより原材料が天然源でなくなることはありません。天然源の分析的検証は非常に困難です。炭素-14分析は、フレーバーが天然原材料のみから作られていることを確認するのに適した手段ですが、いくつかの短所もあります。製造プロセスの分析的検証は非常に難しく、多くの場合、所定の材料に使用された特定の自然の過程の検証に関してのみ決定的です。
ナチュラルフレーバーには多種多様な定義があるため、フレーバーが市販される地域を知ることが重要です。ある物質がその地域におけるナチュラルフレーバーの定義を満たしているかどうかを判断するには、多くの場合、使用される原材料と製造方法を十分に理解することが必要になります。
脚注
1合成生物学は、生物の改変に使用される遺伝子が異なる生物からスプライシングされたものではなく作り出されたものであるという点で従来の遺伝子組換え（GM）法とは異なるGMの一種です。
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