Pure vanillinechemische naam is 4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde, ook bekend als methylprotocatechualdehyde en vanilline. Het is een belangrijke high-end smaak met een breed spectrum en is in 2019 een van de grootste specerijen ter wereld. Het heeft een zoete bonensmaak en poedersmaak en kan worden gebruikt als fixeermiddel, coördinatiemiddel en smaakstof. Het wordt veel gebruikt in voedingsmiddelen, dranken, cosmetica, dagelijkse chemicaliën, medicijnen en andere industrieën. Het aandeel dat in de downstream-industrie wordt gebruikt, is ongeveer 50 procent voor voedseladditieven, 20 procent voor farmaceutische tussenproducten, 20 procent voor voeradditieven en ongeveer 10 procent voor andere doeleinden.
Vanilline is momenteel een van de meest gebruikte voedselsmaakversterkers ter wereld en heeft de reputatie van "koning van de voedselsmaak". Het wordt voornamelijk gebruikt als smaakversterker in de voedingsmiddelenindustrie en wordt gebruikt in taarten, ijs, frisdranken, chocolade, gebakken snoep en alcohol. De toegevoegde hoeveelheid in cakes en koekjes is {{0}}.01 procent ~0.04 procent, 0,02 procent ~0,08 procent in snoep, de maximale gebruikshoeveelheid gebakken voedsel is 220 mg · kg-1, en de maximale gebruikshoeveelheid chocolade is 970 mg · kg-1. Het kan ook worden gebruikt als additief voor voedselconservering in verschillende voedingsmiddelen en specerijen; In de cosmetica-industrie kan het worden gebruikt als smaakstof in parfum en gezichtscrème; In de dagelijkse chemische industrie kan het in dagelijkse chemische producten worden gebruikt om de geur te wijzigen; In de chemische industrie wordt het gebruikt als ontschuimer, vulkanisatiemiddel en chemische voorloper; Het kan ook worden gebruikt voor analyse en detectie, zoals het testen van aminoverbindingen en sommige zuren; In de farmaceutische industrie wordt het gebruikt als middel om de geur af te schermen. Omdat vanilline zelf een antibacteriële werking heeft, kan het gebruikt worden als farmaceutisch tussenproduct in de farmaceutische industrie, onder meer bij de behandeling van huidziekten. Vanilline heeft bepaalde antioxiderende en kankerpreventie-effecten en kan deelnemen aan de signaaloverdracht tussen bacteriële cellen. Deze potentiële toepassingsgebieden zullen de snelle groei van de marktvraag naar vanilline in de toekomst bevorderen. Tegen 2019 zal het jaarlijkse verbruik van vanilline op de wereldmarkt ongeveer 20.000 ton bedragen.
Er zijn drie belangrijke bereidingswijzen van vanilline:
① Het wordt rechtstreeks gewonnen uit natuurlijke planten zoals vanillebonen, maar de kosten van deze methode zijn hoog en de opbrengst laag.
② Het wordt gesynthetiseerd door chemische methoden, waarbij industriële pulpafvalvloeistof en petroleumchemicaliën als grondstoffen worden gebruikt, maar de vanilline geproduceerd door chemische synthese heeft een enkele smaak en veroorzaakt gemakkelijk milieuvervuiling, wat niet strookt met de consumptietrend van natuurlijke grondstoffen in de downstream applicatiemarkt.
③ Vanilline werd bereid uit hernieuwbare bronnen eugenol en ferulinezuur als natuurlijke grondstoffen.
Antimicrobieel mechanisme van vanilline:
Het onderzoek naar het antibacteriële mechanisme van vanilline omvat voornamelijk drie aspecten: inwerken op het celmembraan en de integriteit van het membraan vernietigen; Het werkt in op enzymen om essentiële enzymen te inactiveren; Het werkt in op genetisch materiaal om genetisch materiaal te inactiveren of de structuur ervan te vernietigen.
Vernietig de integriteit van het celmembraan
De fenolgroep in vanilline heeft hydrofobiciteit, en hoe lager de pH-waarde, hoe sterker de hydrofobiciteit, wat het celmembraan onstabiel kan maken, de structuur van het celmembraan kan vernietigen, de celwand concaaf kan laten lijken, het celmembraan naar binnen steekt, en het cytoplasma condenseert en vacuolen vormen zich.
Vanilline heeft echter verschillende graden van schade aan verschillende cellen. De celwand van gram-positieve bacteriën is dikker dan die van gram-negatieve bacteriën en de mate van verknoping is hoog, wat het binnendringen van vanilline effectief kan voorkomen. De gramnegatieve bacteriën hebben een losse structuur en bevatten meer lipiden, en vanilline is er gemakkelijk mee te combineren. Daarom is het bacteriostatische effect op gramnegatieve bacteriën aanzienlijk sterker dan dat op grampositieve bacteriën. Dit heeft ook te maken met de vorm van micro-organismen. Het oppervlak van bacillen is groter dan dat van kokken. De oppervlakte-eenheid kan worden gecombineerd met meer vanilline, dus vanilline heeft een beter bacteriostatisch effect op bacillen dan kokken. Naast een verschillende antibacteriële werking voor verschillende micro-organismen, beïnvloedt de concentratie vanilline ook de antibacteriële werking. Hoe hoger de concentratie en hoe langer de actietijd, hoe hoger de antibacteriële werking.
Deactiveer essentiële enzymen
Organismen zijn opgebouwd uit cellen. Elke cel vertoont verschillende levensactiviteiten vanwege de aanwezigheid van enzymen en het metabolisme in het lichaam kan worden uitgevoerd. Eiwitten, RNA of hun complexen die specifieke chemische reacties katalyseren, zijn biokatalysatoren. De chemische aard van de meeste enzymen is eiwit en hun activiteiten worden beïnvloed door een aantal externe omstandigheden, zoals pH, zoutionenconcentratie, temperatuur, enz. Vanilline vernietigt het celmembraan en veroorzaakt veranderingen in de intracellulaire omgeving, remt indirect de activiteit van enzymen en beïnvloedt het metabolisme van cellen. Vanilline remt bijvoorbeeld de activiteit van DNA-polymerase.
Genetisch materiaal inactiveren of structuur vernietigen
Het genetisch materiaal van de meeste organismen (organismen met celstructuur en DNA-virussen) is DNA, dat de synthese van eiwitten kan sturen en zo het metabolisme en de biologische kenmerken kan beheersen. Vanilline kan de synthese en expressie van genetisch materiaal remmen tijdens de microbiële vertragingsperiode, wat het gevolg kan zijn van de vernietiging van celmembraan, waardoor indirect de enzymen worden geremd die betrokken zijn bij de synthese en expressie van genetisch materiaal; Andere onderzoeken hebben aangetoond dat vanilline de expressie van transporter-mRNA in rattenlever kan beïnvloeden.
Veiligheid van vanilline en problemen bij het aanbrengen:
Vanilline is een natuurlijk plantaardig ingrediënt en wordt erkend als een veiliger voedseladditief. Vanwege de kleine hoeveelheid vanilline die aan voedsel wordt toegevoegd, is er in 2015 geen relevant rapport gevonden over de schade van vanilline aan het menselijk lichaam. In China is er geen beperking op de toevoeging van vanilline in andere producten, behalve dat er geen vanilline kan worden toegevoegd. aangetroffen in voedingsmiddelen voor baby's van 0-6 maanden.
De veiligheid van vanilline hangt nauw samen met de gebruikskenmerken. Vanilline is een natuurlijk voedingsadditief met meerdere functies en kan bij lage doseringen meerdere rollen spelen. Vanilline kan de niveaus van serumtriglyceriden en -triglyceriden in combinatie met verschillende lipoproteïnen bij experimentele muizen effectief verlagen nadat ze zijn ingenomen met de dagelijkse voeding, en het effectieve gebruik van vanilline bij het verminderen van bloedlipiden komt overeen met het gebruik van vanilline als een kleine hoeveelheid toegevoegd voedseladditief in eten. Sommige wetenschappers hebben voorgesteld dat wanneer muizen oraal vanilline innemen, het niveau van antioxidant-actieve stoffen in het bloed toeneemt met de toename van de vanillineconcentratie, wat aangeeft dat de antioxidantactiviteit van vanilline een grotere rol kan spelen in de dagelijkse gezondheidszorg. Daarom kan vanilline meerdere rollen spelen bij lage doses en is het gunstig voor de gezondheid, wat de basis is van de gebruiksveiligheid.
De toevoeging van vanilline kan echter ook een slecht effect hebben op de conservering van groenten en fruit, wat het grootste probleem is bij de toepassing van vanilline. Het is gemeld dat wanneer ananas bedekt met vanillinefilm wordt bewaard bij 10 graden, het VC-gehalte snel afneemt en lager is dan dat van de controlegroep. Hoewel behandeling met vanilline de gele kleur van ananas kan verbeteren, verhoogt het de aantrekkelijkheid van het fruit en leidt het tot verlies van voedingsstoffen. Omdat vanilline zelf een sterke melksmaak heeft en onstabiel is bij blootstelling aan hitte, zal het bovendien het inherente aroma van voedselgrondstoffen beïnvloeden. Bij de productie moet de toegevoegde hoeveelheid vanilline strikt worden gecontroleerd op basis van de werkelijke situatie, en de productie- en verwerkingstechnologie en -bewerking moeten strikt worden gestandaardiseerd om nadelige effecten op de sensorische kwaliteit van voedsel te voorkomen. Om de problemen die worden veroorzaakt door vanilline's eigen kenmerken effectief te voorkomen, is het ook noodzakelijk om diepgaand onderzoek te doen naar het mechanisme, de verwerkingstechnologie en andere aspecten.