Tiszta vanillinkémiai neve 4-hidroxi-3-metoxibenzaldehid, más néven metilprotokatechualdehid és vanillin. Fontos, széles spektrumú high-end aroma, 2019-re a világ egyik legnagyobb fűszere. Édes bab ízű és porízű, fixáló, koordináló és ízesítőszerként is használható. Széles körben használják élelmiszerekben, italokban, kozmetikumokban, napi vegyszerekben, orvostudományban és más iparágakban. A feldolgozóiparban felhasznált arány körülbelül 50 százalék az élelmiszer-adalékanyagoknál, 20 százalék a gyógyszerészeti intermediereknél, 20 százalék a takarmány-adalékanyagoknál, és körülbelül 10 százalék az egyéb célokra.
A vanillin jelenleg az egyik legszélesebb körben használt élelmiszer-ízfokozó a világon, és az "ételíz királya" hírében áll. Elsősorban az élelmiszeriparban ízfokozóként használják, süteményekben, fagylaltokban, üdítőkben, csokoládéban, sült cukorkákban és alkoholban használják. A hozzáadott mennyiség a süteményekben és süteményekben: {{0}}.01% ~0,04% , 0,02% ~0,08% cukorkákban, a sült ételek maximális felhasználási mennyisége 220mg · kg-1, a csokoládé maximális felhasználási mennyisége pedig 970mg · kg-1. Használható élelmiszer-tartósító adalékként is különféle ételekben és fűszerekben; A kozmetikai iparban ízesítőként használható parfümökben és arckrémekben; A napi vegyiparban napi vegyipari termékekben használható az illat módosítására; A vegyiparban habzásgátlóként, vulkanizálószerként és kémiai prekurzorként használják; Analízisre és kimutatásra is használható, például aminovegyületek és egyes savak tesztelésére; A gyógyszeriparban a szag elleni szerként használják. Mivel maga a vanillin antibakteriális hatású, gyógyszeripari intermedierként használható a gyógyszeriparban, beleértve a bőrbetegségek kezelését is. A vanillin bizonyos antioxidáns és rákmegelőző hatással rendelkezik, és részt vehet a baktériumsejtek közötti jelátvitelben. Ezek a potenciális alkalmazási területek a jövőben elősegítik a vanillin-piaci kereslet gyors növekedését. 2019-re az éves vanillin-felhasználás a világpiacon körülbelül 20 000 tonna lesz.
A vanillin elkészítésének három fő módja van:
① Közvetlenül természetes növényekből, például vaníliarúdból vonják ki, de ennek a módszernek a költsége magas és a hozam alacsony.
② Kémiai módszerekkel szintetizálják, nyersanyagként ipari cellulózhulladékot és kőolaj-kemikáliákat használnak, de a kémiai szintézissel előállított vanillin egyetlen ízű és könnyen környezetszennyezést okoz, ami nincs összhangban a természetes nyersanyagok fogyasztási trendjével. a downstream alkalmazások piacán.
③ A vanillint megújuló erőforrásokból, eugenolból és ferulinsavból állították elő természetes alapanyagként.
A vanillin antimikrobiális mechanizmusa:
A vanillin antibakteriális mechanizmusának kutatása elsősorban három szempontot foglal magában: a sejtmembránra gyakorolt hatást és a membrán integritásának rombolását; Az enzimekre hat, hogy inaktiválja az alapvető enzimeket; A genetikai anyagra hat, hogy inaktiválja a genetikai anyagot vagy elpusztítsa annak szerkezetét.
Elpusztítja a sejtmembrán integritását
A vanillin fenolcsoportja hidrofób, és minél alacsonyabb a pH-érték, annál erősebb a hidrofób hatás, ami instabillá teheti a sejtmembránt, tönkreteheti a sejtmembrán szerkezetét, homorúvá teheti a sejtfalat, a sejtmembrán befelé nyúlik, ill. a citoplazma kondenzálódik és vakuolák képződnek.
A vanillin azonban különböző mértékben károsítja a különböző sejteket. A Gram-pozitív baktériumok sejtfala vastagabb, mint a Gram-negatívoké, és magas a térhálósodás mértéke, ami hatékonyan akadályozhatja meg a vanillin bejutását. A Gram-negatív baktériumok laza szerkezetűek és több lipidet tartalmaznak, és a vanillin könnyen kombinálható vele. Ezért a gram-negatív baktériumokra kifejtett bakteriosztatikus hatás lényegesen erősebb, mint a gram-pozitív baktériumokon. Ez összefügg a mikroorganizmusok alakjával is. A bacilusok felülete nagyobb, mint a coccusoké. Egységterülete több vanillinnel kombinálható, így a vanillinnek jobb bakteriosztatikus hatása van a bacilusokra, mint a coccusoknak. Amellett, hogy különböző mikroorganizmusokkal szemben eltérő antibakteriális hatást fejt ki, a vanillin koncentrációja az antibakteriális aktivitást is befolyásolja. Minél nagyobb a koncentráció és minél hosszabb a hatásidő, annál nagyobb az antibakteriális aktivitás.
Deaktiválja az alapvető enzimeket
Az élőlények sejtekből állnak. Minden sejt különféle élettevékenységet mutat az enzimek meglétének köszönhetően, és az anyagcsere a szervezetben végrehajtható. A specifikus kémiai reakciókat katalizáló fehérjék, RNS vagy komplexeik biokatalizátorok. A legtöbb enzim kémiai természete fehérje, tevékenységüket bizonyos külső körülmények befolyásolják, mint például pH, sóion-koncentráció, hőmérséklet, stb. A vanillin roncsolja a sejtmembránt és változásokat okoz az intracelluláris környezetben, közvetve gátolja az enzimek aktivitását és befolyásolja a sejtek anyagcseréjét. Például a vanillin gátolja a DNS polimeráz aktivitását.
Inaktiválja a genetikai anyagot vagy tönkreteszi a szerkezetet
A legtöbb élőlény (sejtszerkezetű és DNS-vírusok) genetikai anyaga a DNS, amely irányíthatja a fehérjék szintézisét, így szabályozva az anyagcserét és a biológiai jellemzőket. A vanillin gátolhatja a genetikai anyag szintézisét és expresszióját a mikrobiális késleltetési időszakban, ami a sejtmembrán pusztulása miatt következhet be, közvetve gátolja a genetikai anyag szintézisében és expressziójában részt vevő enzimeket; Más tanulmányok kimutatták, hogy a vanillin befolyásolhatja a transzporter mRNS expresszióját patkánymájban.
A vanillin biztonsága és alkalmazási problémák:
A vanillin természetes növényi összetevő, és biztonságosabb élelmiszer-adalékanyagként ismert. Az élelmiszerekhez adott kis mennyiségű vanillin miatt 2015-ig nem találtak releváns jelentést a vanillin emberi szervezetre gyakorolt káros hatásairól. Kínában nincs korlátozás a vanillin más termékekhez való hozzáadására, kivéve, hogy vanillint nem lehet 0-6 hónapos csecsemőknek szánt élelmiszerekben kimutatható.
A vanillin biztonságossága szorosan összefügg a felhasználási jellemzőivel. A vanillin egy természetes élelmiszer-adalékanyag, amely többféle funkcióval rendelkezik, és alacsony dózisban többféle szerepet is betölthet. A vanillin hatékonyan csökkentheti a szérum trigliceridek és a különböző lipoproteinekkel kombinált trigliceridek szintjét kísérleti egerekben, miután napi étrenddel elfogyasztották, és a vanillin hatékony alkalmazása a vér lipidszintjének csökkentésére összhangban van a vanillin kis mennyiségű élelmiszer-adalékanyagként történő használatával. élelmiszerben. Egyes tudósok azt javasolták, hogy ha az egerek szájon át szedik a vanillint, az antioxidáns hatóanyagok szintje a vérben a vanillin-koncentráció növekedésével növekszik, ami azt jelzi, hogy a vanillin antioxidáns aktivitása nagyobb szerepet játszhat a napi egészségügyi ellátásban. Emiatt a vanillin kis dózisokban többféle szerepet is betölthet, és jótékony hatással van az egészségre, ami a felhasználás biztonságának alapja.
A vanillin hozzáadása azonban rossz hatással lehet a gyümölcsök és zöldségek tartósítására is, ami a vanillin alkalmazásának fő problémája. A jelentések szerint ha vanillin filmmel bevont ananászt 10 fokon tárolnak, a VC-tartalom gyorsan csökken, és alacsonyabb, mint a kontrollcsoporté. Bár a vanillin kezelés javíthatja az ananász sárga színét, növeli a gyümölcs megjelenési vonzerejét és tápanyagvesztést eredményez. Ezenkívül, mivel maga a vanillin erős tejízű, és hő hatására instabil, az élelmiszer-alapanyagok belső aromáját is befolyásolja. A gyártás során a hozzáadott vanillin mennyiségét szigorúan ellenőrizni kell a tényleges helyzetnek megfelelően, és szigorúan szabványosítani kell a gyártási és feldolgozási technológiát és működését, hogy elkerüljék az élelmiszerek érzékszervi minőségére gyakorolt káros hatásokat. Ahhoz, hogy a vanillin sajátosságaiból adódó problémákat hogyan lehet hatékonyan elkerülni, mélyreható kutatásokat kell végezni annak mechanizmusában, feldolgozási technológiájában és egyéb vonatkozásaiban is.