Цель проекта звучала дерзко: создать химически идентичный напиток с тем же вкусом и рассказать всем в интернете, как его приготовить.

Многие считают эту затею безнадёжной — все прежние попытки проваливались. Зак перепробовал существующие рецепты-клоны, и ни один даже близко не напоминал настоящую колу. Однако в статье Forbes 2016 года высказывалось предположение, что рецепт можно расшифровать с помощью масс-спектрометрии, хотя автор полагал, что такое под силу лишь крупным корпорациям вроде Pfizer.

У Зака нашлось два друга-ютубера с разными масс-спектрометрами, причём один из них — профессор колледжа.

С юридической стороны тоже всё оказалось просто: Coca-Cola не патентовала рецепт, ведь для патента пришлось бы раскрыть формулу. Поэтому, пока никто не начнет торговать продуктом под тем же брендом, что и Coca-Cola, компания не сможет воспрепятствовать этому.

Более 99% состава Coca-Cola по массе давно не секрет:

• Около 110 г сахара на литр
• 96 мг кофеина
• 0,64 г фосфорной кислоты (вычислено по pH)
• Карамельный краситель (даёт не только цвет, но и важные вкусовые соединения вроде фурфурола)

Вся загадка кроется в пункте «натуральные ароматизаторы».

На 2015 год единственный достоверно установленный натуральный ароматизатор — экстракт декокаинизированных листьев коки. Компания Stepan из Нью-Джерси — одно из немногих предприятий в США, имеющих разрешение на работу с листьями коки. Угадайте, кому она сбагривает экстракт после извлечения кокаина.

Экстракт орехов колы когда-то входил в состав, но его заменили очищенным кофеином.

Зак пытался раздобыть легальный декокаинизированный экстракт листьев коки, но безуспешно: компании вроде Power Leaves не отвечали на электронные письма, а посылку с перуанского сайта задержали на границе.

Отправной точкой послужили опубликованные рецепты колы, в том числе оригинальный рецепт Пембертона 1886 года. Базовый набор вкусов: апельсин, лимон, лайм, кориандр, мускатный орех, корица, ваниль и нероли.

Встречаются также упоминания чёрного перца, лаванды, гвоздики и листьев каффир-лайма.

Зак закупил все ароматизаторы в виде эфирных масел — в пищевой промышленности это обычная практика: эфирные масла удобно точно дозировать и сочетать вкусы. Микропипеткой он отмерял нужные объёмы масел, растворял их в пищевом спирте (чтобы масло не сбивалось в капли) и добавлял в газировку с заданными пропорциями кислоты, кофеина, карамельного красителя и сахара.

Для анализа Зак воспользовался ортогональными массивами Тагути — математическими таблицами, которые позволяют выявлять закономерности при небольшом числе опытов. Результаты выходили противоречивыми (а на вкус — часто отвратительными), но кое-что важное удалось выяснить.

Ключевые вкусы: мускатный орех, корица и кориандр создают характерный «коловый» вкус, однако раскрываются только на цитрусовой базе из лимона и лайма.

Отвергнутые ингредиенты:

• Нероли и лаванда придают цветочные ноты, которых в современной коле нет, и которые оставляют привкус искусственных подсластителей
• Апельсин уместен лишь в малых дозах (1–2%)
• Листья каффир-лайма отдают цитронеллой
• Гвоздика слишком навязчива и отличается на
• Чёрный перец и ваниль почти не влияют на вкус

Винс с канала Neptunium и Бен с канала Aspect Everything исследовали Coca-Cola, ингредиенты Зака и похожие напитки (включая Pepsi) на масс-спектрометрах.

Как это работает: прибор разделяет образец на фракции методом хроматографии, ионизирует компоненты и пропускает их через магнитное поле. Подобно тому как призма раскладывает свет,...

... магнитное поле разделяет ионы по массе, формируя уникальный «отпечаток» каждого вещества.

Что обнаружили:

• Альфа-терпинеол (главный пик) — возникает при кислотном гидролизе лимонена и пинена
• Лимонен, терпинен, фенхол
• Коричный альдегид, сабинен, карен — признаки корицы и мускатного ореха
• Эвкалиптол, борнеол, фурфурол (из карамельного красителя)
• Этиллевулинат — образуется при нагревании сахаров в кислой среде, а значит, напиток проходит термообработку

Масс-спектрометрия показывает относительную интенсивность, а не концентрацию, поэтому Зак обратился к статье из академического журнала Journal of Agricultural and Food Chemistry с измеренными концентрациями практически всех ароматических веществ в Coca-Cola.

Главные выводы:

Гвоздика исключена. Эвгенол и его эфиры составляют 80–90% гвоздичного масла, однако их содержание в коле соответствует лишь следовым количествам из мускатного ореха и корицы.

Нероли и лаванда исключены. Решающую роль сыграли энантиомеры линалоола: R-форма преобладает в лаванде и нероли, S-форма — в кориандре. В Coca-Cola господствует именно S-линалоол, а R-линалоола ровно столько, сколько поступает из цитрусовых масел.

Уксусная кислота. Неожиданная находка — третий по массе ароматизатор. Посовещавшись с Дарси с канала Art of Drink и обнаружив уксус в подлинном рецепте 1950-х годов, Зак убедился, что его добавляют намеренно, хотя и в ничтожных количествах (миллионные доли).

Некоторые соединения в эфирных маслах не обнаруживались: фенхол и альфа- и 4-терпинеол, придающие травянистые, сосновые и освежающие нотки вкуса, которые игнорировались всеми, кто пытался воссоздать рецепт кока-колы раньше. Проблему с альфа-терпинеолом решило нагревание напитка. Фенхол Зак просто купил в чистом виде.

В качестве источника 4-терпинеола, заменяющего листья коки, Зак выбрал масло чайного дерева — оно почти наполовину состоит из 4-терпинеола, а прочие компоненты совпадают с найденными в Coca-Cola.

Вкус заметно улучшился, но напиток по-прежнему напоминал скорее диетическую колу, чем обычную.

После нескольких месяцев опытов, когда сифон SodaStream вышел из строя и пришлось покупать второй, Зак был на грани отчаяния. И тут его осенило: экстракт листьев коки — по сути, чай, а в чае содержатся танины.

Танины придают сухой, вяжущий привкус и приглушают сладость. Они нелетучи, поэтому не видны на газовом масс-спектре — вот почему их так долго не удавалось обнаружить. В очищенном виде танины продаются для виноделия.

Итог: масс-спектры Coca-Cola и реплики Зака почти совпали.

По его мнению, вкус Lab Cola ближе к классической Coca-Cola, чем у современной колы в стеклянных бутылках или диетических версий.

Рецепт Lab Cola

Оборудование:

• Точные весы
• Регулируемая микропипетка (до 1000 мкл)
• Мерный цилиндр на 50 мл
• Литровые бутылки для хранения
• Термостойкая стеклянная посуда (не металлическая — фосфорная кислота разъедает металл)
• Магнитная мешалка и мерная колба на 1 л (по желанию)

Ингредиенты:

Эфирные масла, сахар, газированная вода, кофеин, карамельный краситель, пищевой спирт, 85%-ная фосфорная кислота, глицерин, винные танины, 5%-ный уксус, ванильный экстракт, фенхол.

Смесь A — ароматизатор «7X»:

• 45,8 мл лимонного масла
• 36,5 мл лаймового масла
• 1,2 мл апельсинового масла
• 8 мл масла чайного дерева
• 4,5 мл масла кассии (корицы)
• 2,7 мл мускатного масла
• 0,7 мл кориандрового масла
• 0,6 мл фенхола

Смесь желательно выдержать один-два дня. Затем 20 мл ароматической основы разводят пищевым спиртом до одного литра. Этого хватит более чем на 5000 литров газировки.

Смесь B — водорастворимые компоненты:

В примерно 200 мл горячей воды растворить:

• 10 мл 5%-ного уксуса
• 9,65 г кофеина
• 175 г глицерина
• 45 мл 85%-ной фосфорной кислоты
• 8 г винных танинов
• 10 мл ванильного экстракта
• 320 мл карамельного красителя

Довести объём водой до одного литра.

Приготовление напитка:

Растворить 104 г сахара в небольшом количестве воды (не 110 г — фосфорная кислота гидролизует сахарозу).

Влить 10 мл смеси B и 1 мл смеси A (7X).

Нагреть почти до кипения и накрыть крышкой.

Остудить и довести холодной газированной водой до одного литра.

Для лучшего вкуса дать постоять в холодильнике сутки.

Зак организовал для своей колы слепые и открытые дегустации. Участники с трудом отличали Lab Cola от настоящей Coca-Cola.

Те, кто регулярно пьёт Coca-Cola, чаще угадывали реплику, но общий вывод таков: Lab Cola можно спутать с Coca-Cola (но не с Pepsi). Когда напиток пробовали отдельно, без прямого сравнения, его принимали за оригинал — в отличие от рецепта Пембертона, Open Cola и прочих клонов.

Проект LabCoatz показывает, что современные аналитические методы в сочетании с упорством позволяют воспроизвести даже самые охраняемые коммерческие секреты. Успех обеспечили несколько факторов: масс-спектрометрия для идентификации соединений, научная литература для определения концентраций, понимание химии энантиомеров для отсева ложных ингредиентов и — самое главное — догадка о роли танинов, невидимых для газовой хроматографии.

Актуальную версию рецепта автор обещает поддерживать в описании под видео.