Vanillina purail nome chimico è 4-idrossi-3-metossibenzaldeide, noto anche come metilprotocatecualdeide e vanillina. È un importante sapore di fascia alta ad ampio spettro ed è una delle spezie più grandi al mondo entro il 2019. Ha un sapore di fagiolo dolce e un sapore di polvere e può essere utilizzato come agente fissante, agente di coordinamento e agente aromatizzante. È ampiamente utilizzato in alimenti, bevande, cosmetici, prodotti chimici quotidiani, medicina e altre industrie. La percentuale utilizzata nell'industria a valle è di circa il 50% per gli additivi alimentari, il 20% per gli intermedi farmaceutici, il 20% per gli additivi per mangimi e circa il 10% per altri scopi.
La vanillina è attualmente uno degli esaltatori di sapidità alimentare più utilizzati al mondo e ha la reputazione di "re del sapore alimentare". Viene utilizzato principalmente come esaltatore di sapidità nell'industria alimentare e viene utilizzato in torte, gelati, bibite, cioccolato, caramelle da forno e alcol. La quantità aggiuntiva in torte e biscotti è {{0}}.01 percento ~0,04 percento, 0,02 percento ~0,08 percento in caramelle, la quantità massima di cibo da cuocere è di 220 mg · kg-1 e la quantità massima di cioccolato da utilizzare è di 970 mg · kg-1, può essere utilizzato anche come additivo conservante alimentare in vari alimenti e condimenti; Nell'industria cosmetica può essere utilizzato come aromatizzante in profumi e creme per il viso; Nell'industria chimica quotidiana, può essere utilizzato nei prodotti chimici quotidiani per modificare la fragranza; Nell'industria chimica viene utilizzato come antischiuma, vulcanizzante e precursore chimico; Può anche essere utilizzato per l'analisi e il rilevamento, come il test di composti amminici e alcuni acidi; Nell'industria farmaceutica viene utilizzato come agente per schermare l'odore. Poiché la vanillina stessa ha un effetto antibatterico, può essere utilizzata come intermedio farmaceutico nell'industria farmaceutica, anche nel trattamento delle malattie della pelle. La vanillina ha alcuni effetti antiossidanti e di prevenzione del cancro e può partecipare alla trasmissione del segnale tra le cellule batteriche. Questi potenziali campi di applicazione promuoveranno la rapida crescita della domanda del mercato della vanillina in futuro. Entro il 2019, il consumo annuo di vanillina nel mercato globale sarà di circa 20000 tonnellate.
Esistono tre principali metodi di preparazione della vanillina:
① Viene estratto direttamente da piante naturali come i baccelli di vaniglia, ma il costo di questo metodo è elevato e la resa è bassa.
② Viene sintetizzato con metodi chimici, utilizzando liquidi di scarto di polpa industriale e prodotti chimici petroliferi come materie prime, ma la vanillina prodotta dalla sintesi chimica ha un unico sapore ed è facile da causare inquinamento ambientale, che è incoerente con la tendenza al consumo di materie prime naturali nel mercato delle applicazioni a valle.
③ La vanillina è stata preparata da risorse rinnovabili eugenolo e acido ferulico come materie prime naturali.
Meccanismo antimicrobico della vanillina:
La ricerca sul meccanismo antibatterico della vanillina comprende principalmente tre aspetti: agire sulla membrana cellulare e distruggere l'integrità della membrana; Agisce sugli enzimi per inattivare gli enzimi essenziali; Agisce sul materiale genetico per inattivare il materiale genetico o distruggerne la struttura.
Distruggi l'integrità della membrana cellulare
Il gruppo fenolico nella vanillina ha idrofobicità e più basso è il valore del pH, più forte è l'idrofobicità, che può rendere instabile la membrana cellulare, distruggere la struttura della membrana cellulare, far apparire la parete cellulare concava, la membrana cellulare sporge verso l'interno e il citoplasma si condensa e si formano i vacuoli.
Tuttavia, la vanillina ha diversi gradi di danno a cellule diverse. La parete cellulare dei batteri gram-positivi è più spessa di quella dei batteri gram-negativi e il grado di reticolazione è elevato, il che può impedire efficacemente l'ingresso della vanillina. I batteri gram-negativi hanno una struttura sciolta e contengono più lipidi e la vanillina è facile da combinare con esso. Pertanto, l'effetto batteriostatico sui batteri gram-negativi è significativamente più forte di quello sui batteri gram-positivi. Questo è anche legato alla forma dei microrganismi. La superficie dei bacilli è maggiore di quella dei cocchi. La sua area unitaria può combinarsi con più vanillina, quindi la vanillina ha un migliore effetto batteriostatico sui bacilli rispetto ai cocchi. Oltre ad avere una diversa attività antibatterica nei confronti di diversi microrganismi, la concentrazione di vanillina influisce anche sull'attività antibatterica. Maggiore è la concentrazione e più lungo è il tempo di azione, maggiore è l'attività antibatterica.
Disattivare gli enzimi essenziali
Gli organismi sono composti da cellule. Ogni cellula mostra varie attività vitali dovute all'esistenza di enzimi e il metabolismo nel corpo può essere svolto. Le proteine, l'RNA oi loro complessi che catalizzano specifiche reazioni chimiche sono biocatalizzatori. La natura chimica della maggior parte degli enzimi è proteica e le loro attività sono influenzate da alcune condizioni esterne, come pH, concentrazione di ioni salini, temperatura, ecc. La vanillina distrugge la membrana cellulare e provoca cambiamenti nell'ambiente intracellulare, inibisce indirettamente l'attività degli enzimi e influenza il metabolismo delle cellule. Ad esempio, la vanillina inibirà l'attività della DNA polimerasi.
Inattivare il materiale genetico o distruggere la struttura
Il materiale genetico della maggior parte degli organismi (organismi con struttura cellulare e virus a DNA) è il DNA, che può guidare la sintesi delle proteine, controllando così il metabolismo e le caratteristiche biologiche. La vanillina può inibire la sintesi e l'espressione del materiale genetico durante il periodo di ritardo microbico, che può essere dovuto alla distruzione della membrana cellulare, inibendo indirettamente gli enzimi coinvolti nella sintesi e nell'espressione del materiale genetico; Altri studi hanno dimostrato che la vanillina può influenzare l'espressione dell'mRNA del trasportatore nel fegato di ratto.
Sicurezza della vanillina e problemi nell'applicazione:
La vanillina è un ingrediente vegetale naturale ed è riconosciuta come additivo alimentare più sicuro. A causa della piccola quantità di vanillina aggiunta negli alimenti, entro il 2015 non è stato trovato alcun rapporto pertinente sui danni della vanillina al corpo umano. rilevato negli alimenti per lattanti di età pari a 0-6 mesi.
La sicurezza della vanillina è strettamente correlata alle sue caratteristiche d'uso. La vanillina è un additivo alimentare naturale con molteplici funzioni e può svolgere più ruoli a basse dosi. La vanillina può ridurre efficacemente i livelli di trigliceridi sierici e trigliceridi combinati con varie lipoproteine nei topi sperimentali dopo essere stati ingeriti con la dieta quotidiana e l'uso efficace della vanillina nella riduzione dei lipidi nel sangue è coerente con l'uso della vanillina come piccola quantità di additivo alimentare aggiunto nel cibo. Alcuni studiosi hanno proposto che quando i topi assumono vanillina per via orale, il livello di sostanze attive antiossidanti nel sangue aumenta con l'aumento della concentrazione di vanillina, indicando che l'attività antiossidante della vanillina può svolgere un ruolo maggiore nell'assistenza sanitaria quotidiana. Pertanto, la vanillina può svolgere molteplici ruoli a basse dosi ed è benefica per la salute, che è alla base della sua sicurezza d'uso.
Tuttavia, l'aggiunta di vanillina può anche avere un effetto negativo sulla conservazione di frutta e verdura, che è il problema principale nell'applicazione della vanillina. È stato riferito che quando l'ananas ricoperto di pellicola di vanillina viene conservato a 10 gradi, il contenuto di VC diminuisce rapidamente ed è inferiore a quello del gruppo di controllo. Sebbene il trattamento con vanillina possa migliorare il colore giallo dell'ananas, aumenta l'attrattiva estetica del frutto e provoca la perdita di sostanze nutritive. Inoltre, poiché la vanillina stessa ha un forte sapore di latte ed è instabile se esposta al calore, influenzerà anche l'aroma intrinseco delle materie prime alimentari. Nella produzione, la quantità di vanillina aggiunta dovrebbe essere rigorosamente controllata in base alla situazione reale e la tecnologia e il funzionamento di produzione e lavorazione dovrebbero essere rigorosamente standardizzati per evitare effetti negativi sulla qualità sensoriale del cibo. Per come evitare efficacemente i problemi causati dalle caratteristiche proprie della vanillina, è anche necessario condurre ricerche approfondite sul suo meccanismo, sulla tecnologia di elaborazione e su altri aspetti.