Ren vanillindet kjemiske navnet er 4-hydroksy-3-metoksybenzaldehyd, også kjent som metylprotokatekualdehyd og vanillin. Det er en viktig bredspektret high-end smak, og er et av de største krydderne i verden innen 2019. Den har en søt bønnesmak og pulversmak, og kan brukes som fikseringsmiddel, koordinerende middel og smaksstoff. Det er mye brukt i mat, drikke, kosmetikk, daglige kjemikalier, medisin og andre næringer. Andelen som brukes i nedstrømsindustrien er om lag 50 prosent for mattilsetningsstoffer, 20 prosent for farmasøytiske mellomprodukter, 20 prosent for fôrtilsetningsstoffer og om lag 10 prosent for andre formål.
Vanillin er en av de mest brukte matsmaksforsterkerne i verden for tiden, og har rykte på seg som "kongen av matsmak". Den brukes hovedsakelig som smaksforsterker i næringsmiddelindustrien, og brukes i kaker, iskrem, brus, sjokolade, bakt godteri og alkohol. Tilsetningsmengden i kaker og informasjonskapsler er {{0}}.01 prosent ~0,04 prosent , 0,02 prosent ~0,08 prosent i godteri, maksimal bruksmengde bakt mat er 220mg · kg-1, og den maksimale bruksmengden sjokolade er 970mg · kg-1. Den kan også brukes som et konserveringsmiddel til mat i ulike matvarer og krydder; I kosmetikkindustrien kan den brukes som smaksstoff i parfyme og ansiktskrem; I den daglige kjemiske industrien kan den brukes i daglige kjemiske produkter for å modifisere duften; I den kjemiske industrien brukes den som skumdemper, vulkaniseringsmiddel og kjemisk forløper; Den kan også brukes til analyse og deteksjon, for eksempel testing av aminoforbindelser og noen syrer; I farmasøytisk industri brukes det som et middel for å skjerme lukten. Fordi vanillin i seg selv har antibakteriell effekt, kan det brukes som et farmasøytisk mellomprodukt i farmasøytisk industri, inkludert i behandling av hudsykdommer. Vanillin har visse antioksidanter og kreftforebyggende effekter, og kan delta i signaloverføring mellom bakterieceller. Disse potensielle bruksområdene vil fremme den raske veksten av etterspørselen etter vanillin i fremtiden. Innen 2019 vil det årlige forbruket av vanillin i det globale markedet være rundt 20 000 tonn.
Det er tre hovedfremstillingsmetoder for vanillin:
① Det er direkte utvunnet fra naturlige planter som vaniljebønner, men kostnadene for denne metoden er høye og utbyttet er lavt.
② Det syntetiseres ved kjemiske metoder, ved bruk av industriell masseavfallsvæske og petroleumskjemikalier som råmateriale, men vanillinet produsert ved kjemisk syntese har en enkelt smak og er lett å forårsake miljøforurensning, noe som ikke stemmer overens med forbrukstrenden av naturlige råvarer i nedstrøms applikasjonsmarkedet.
③ Vanillin ble fremstilt fra fornybare ressurser eugenol og ferulsyre som naturlige råvarer.
Antimikrobiell mekanisme for vanillin:
Forskningen på den antibakterielle mekanismen til vanillin omfatter hovedsakelig tre aspekter: å virke på cellemembranen og ødelegge integriteten til membranen; Det virker på enzymer for å inaktivere essensielle enzymer; Det virker på genetisk materiale for å inaktivere genetisk materiale eller ødelegge strukturen.
Ødelegge integriteten til cellemembranen
Fenolgruppen i vanillin har hydrofobicitet, og jo lavere pH-verdi, jo sterkere hydrofobicitet, som kan gjøre cellemembranen ustabil, ødelegge strukturen i cellemembranen, få celleveggen til å virke konkav, cellemembranen stikker innover, og cytoplasma kondenserer og vakuoler dannes.
Vanillin har imidlertid ulik grad av skade på forskjellige celler. Celleveggen til gram-positive bakterier er tykkere enn gram-negative bakterier, og graden av kryssbinding er høy, noe som effektivt kan forhindre inntrengning av vanillin. De gramnegative bakteriene har løs struktur og inneholder flere lipider, og vanillin er lett å kombinere med. Derfor er den bakteriostatiske effekten på gram-negative bakterier betydelig sterkere enn på gram-positive bakterier. Dette er også relatert til formen til mikroorganismer. Overflatearealet til basiller er større enn til kokker. Dens enhetsareal kan kombineres med mer vanillin, så vanillin har bedre bakteriostatisk effekt på basiller enn kokker. I tillegg til å ha ulik antibakteriell aktivitet til ulike mikroorganismer, påvirker konsentrasjonen av vanillin også den antibakterielle aktiviteten. Jo høyere konsentrasjon og lengre virketid, jo høyere antibakteriell aktivitet.
Deaktiver essensielle enzymer
Organismer er sammensatt av celler. Hver celle viser ulike livsaktiviteter på grunn av eksistensen av enzymer, og metabolismen i kroppen kan utføres. Proteiner, RNA eller deres komplekser som katalyserer spesifikke kjemiske reaksjoner er biokatalysatorer. Den kjemiske naturen til de fleste enzymer er protein, og deres aktiviteter påvirkes av noen ytre forhold, som pH, saltionkonsentrasjon, temperatur osv. Vanillin ødelegger cellemembranen og forårsaker endringer i det intracellulære miljøet, hemmer indirekte aktiviteten til enzymer og påvirker metabolismen av cellene. Vanillin vil for eksempel hemme aktiviteten til DNA-polymerase.
Inaktiver genetisk materiale eller ødelegge struktur
Det genetiske materialet til de fleste organismer (organismer med cellestruktur og DNA-virus) er DNA, som kan lede syntesen av proteiner, og dermed kontrollere metabolisme og biologiske egenskaper. Vanillin kan hemme syntesen og ekspresjonen av genetisk materiale i løpet av den mikrobielle forsinkelsesperioden, som kan skyldes ødeleggelsen av cellemembranen, og indirekte hemme enzymene som er involvert i syntesen og ekspresjonen av genetisk materiale; Andre studier har vist at vanillin kan påvirke ekspresjonen av transportør-mRNA i rottelever.
Sikkerhet for vanillin og problemer ved bruk:
Vanillin er en naturlig planteingrediens og er anerkjent som et tryggere mattilsetningsstoff. På grunn av den lille mengden vanillin som er tilsatt i mat, er det ikke funnet noen relevant rapport om skaden av vanillin på menneskekroppen innen 2015. I Kina er det ingen restriksjoner på tilsetning av vanillin i andre produkter, bortsett fra at ingen vanillin kan tilsettes oppdaget i mat for spedbarn i alderen 0-6 måneder.
Sikkerheten til vanillin er nært knyttet til bruksegenskapene. Vanillin er et naturlig mattilsetningsstoff med flere funksjoner og kan spille flere roller ved lave doser. Vanillin kan effektivt redusere nivåene av serum triglyserider og triglyserider kombinert med ulike lipoproteiner i eksperimentelle mus etter å ha blitt inntatt med daglig diett, og effektiv bruk av vanillin for å redusere blodlipider er i samsvar med bruken av vanillin som en liten mengde tilsatt mattilsetning. i mat. Noen forskere har foreslått at når mus tar vanillin oralt, øker nivået av antioksidantaktive stoffer i blodet med økningen av vanillinkonsentrasjonen, noe som indikerer at antioksidantaktiviteten til vanillin kan spille en større rolle i det daglige helsevesenet. Derfor kan vanillin spille flere roller ved lave doser og er gunstig for helsen, som er grunnlaget for brukssikkerheten.
Men tilsetning av vanillin kan også ha en dårlig effekt på konserveringen av frukt og grønnsaker, som er hovedproblemet ved påføring av vanillin. Det er rapportert at når ananas belagt med vanillinfilm lagres ved 10 grader, synker VC-innholdet raskt og er lavere enn kontrollgruppen. Selv om vanillinbehandling kan forsterke den gule fargen til ananas, øker den utseendet tiltalende av frukten og resulterer i tap av næringsstoffer. I tillegg, fordi vanillin i seg selv har en sterk melkesmak og er ustabil når den utsettes for varme, vil det også påvirke den iboende aromaen til matråvarer. I produksjonen bør mengden tilsatt vanillin kontrolleres strengt i henhold til den faktiske situasjonen, og produksjons- og prosesseringsteknologien og driften bør være strengt standardisert for å unngå negative effekter på matens sensoriske kvalitet. For hvordan man effektivt kan unngå problemene forårsaket av vanillins egne egenskaper, er det også nødvendig å foreta dyptgående forskning i dens mekanisme, prosesseringsteknologi og andre aspekter.