Ren vanillindet kemiske navn er 4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyd, også kendt som methylprotocatechualdehyd og vanillin. Det er en vigtig bredspektret high-end smag, og er et af de største krydderier i verden i 2019. Det har en sød bønnesmag og pulversmag og kan bruges som fikseringsmiddel, koordineringsmiddel og smagsstof. Det er meget udbredt i fødevarer, drikkevarer, kosmetik, daglige kemikalier, medicin og andre industrier. Andelen, der anvendes i downstream-industrien, er omkring 50 procent til fødevaretilsætningsstoffer, 20 procent til farmaceutiske mellemprodukter, 20 procent til fodertilsætningsstoffer og omkring 10 procent til andre formål.
Vanillin er en af de mest udbredte madsmagsforstærkere i verden på nuværende tidspunkt og har ry for at være "kongen af madsmag". Det bruges hovedsageligt som smagsforstærker i fødevareindustrien, og bruges i kager, is, sodavand, chokolade, bagt slik og alkohol. Tilsætningsmængden i kager og småkager er {{0}}.01 procent ~0,04 procent, 0,02 procent ~0,08 procent i slik, den maksimale brugsmængde af bagt mad er 220mg · kg-1, og den maksimale brugsmængde af chokolade er 970mg · kg-1. Den kan også bruges som et fødevarekonserverende tilsætningsstof i forskellige fødevarer og krydderier; I kosmetikindustrien kan det bruges som smagsstof i parfume og ansigtscreme; I den daglige kemiske industri kan den bruges i daglige kemiske produkter til at modificere duften; I den kemiske industri bruges det som skumdæmper, vulkaniseringsmiddel og kemisk prækursor; Det kan også bruges til analyse og detektion, såsom test af aminoforbindelser og nogle syrer; I den farmaceutiske industri bruges det som et middel til at skærme lugten. Fordi vanillin i sig selv har antibakteriel virkning, kan det bruges som et farmaceutisk mellemprodukt i den farmaceutiske industri, herunder i behandlingen af hudsygdomme. Vanillin har visse antioxidanter og kræftforebyggende virkninger og kan deltage i signaltransmission mellem bakterieceller. Disse potentielle anvendelsesområder vil fremme den hurtige vækst i vanillinmarkedets efterspørgsel i fremtiden. I 2019 vil det årlige forbrug af vanillin på det globale marked være omkring 20000 tons.
Der er tre hovedfremstillingsmetoder for vanillin:
① Det udvindes direkte fra naturlige planter såsom vaniljebønner, men prisen på denne metode er høj, og udbyttet er lavt.
② Det syntetiseres ved kemiske metoder ved at bruge flydende flydende papirmasse og petroleumskemikalier som råmaterialer, men vanillinen fremstillet ved kemisk syntese har en enkelt smag og er let at forårsage miljøforurening, hvilket er uforenelig med forbrugstrenden af naturlige råvarer på downstream-applikationsmarkedet.
③ Vanillin blev fremstillet af vedvarende ressourcer eugenol og ferulinsyre som naturlige råmaterialer.
Antimikrobiel mekanisme af vanillin:
Forskningen i vanillins antibakterielle mekanisme omfatter hovedsageligt tre aspekter: Virkning på cellemembranen og ødelæggelse af membranens integritet; Det virker på enzymer for at inaktivere essentielle enzymer; Det virker på genetisk materiale for at inaktivere genetisk materiale eller ødelægge dets struktur.
Ødelæg cellemembranens integritet
Fenolgruppen i vanillin har hydrofobicitet, og jo lavere pH-værdi, jo stærkere er hydrofobiciteten, hvilket kan gøre cellemembranen ustabil, ødelægge cellemembranens struktur, få cellevæggen til at fremstå konkav, cellemembranen rage indad, og cytoplasmaet kondenserer og vakuoler dannes.
Men vanillin har forskellige grader af skade på forskellige celler. Cellevæggen af gram-positive bakterier er tykkere end gram-negative bakteriers, og graden af tværbinding er høj, hvilket effektivt kan forhindre indtrængen af vanillin. De gramnegative bakterier har løs struktur og indeholder flere lipider, og vanillin er let at kombinere med. Derfor er den bakteriostatiske effekt på gram-negative bakterier væsentligt stærkere end på gram-positive bakterier. Dette er også relateret til formen af mikroorganismer. Overfladearealet af baciller er større end af kokker. Dens enhedsareal kan kombineres med mere vanillin, så vanillin har bedre bakteriostatisk effekt på baciller end kokker. Ud over at have forskellig antibakteriel aktivitet til forskellige mikroorganismer, påvirker koncentrationen af vanillin også den antibakterielle aktivitet. Jo højere koncentration og jo længere virkningstid, jo højere antibakteriel aktivitet.
Deaktiver essentielle enzymer
Organismer er sammensat af celler. Hver celle viser forskellige livsaktiviteter på grund af eksistensen af enzymer, og metabolismen i kroppen kan udføres. Proteiner, RNA eller deres komplekser, der katalyserer specifikke kemiske reaktioner, er biokatalysatorer. Den kemiske natur af de fleste enzymer er protein, og deres aktiviteter påvirkes af nogle ydre forhold, såsom pH, saltionkoncentration, temperatur osv. Vanillin ødelægger cellemembranen og forårsager ændringer i det intracellulære miljø, hæmmer indirekte enzymernes aktivitet og påvirker metabolismen af celler. For eksempel vil vanillin hæmme aktiviteten af DNA-polymerase.
Inaktiver genetisk materiale eller ødelægge struktur
Det genetiske materiale i de fleste organismer (organismer med cellestruktur og DNA-vira) er DNA, som kan styre syntesen af proteiner og dermed kontrollere stofskiftet og biologiske egenskaber. Vanillin kan hæmme syntesen og ekspressionen af genetisk materiale i den mikrobielle forsinkelsesperiode, hvilket kan skyldes ødelæggelsen af cellemembranen, indirekte hæmme enzymerne involveret i syntesen og ekspressionen af genetisk materiale; Andre undersøgelser har vist, at vanillin kan påvirke ekspressionen af transporter-mRNA i rottelever.
Sikkerhed ved vanillin og problemer ved anvendelse:
Vanillin er en naturlig planteingrediens og er anerkendt som et sikrere fødevaretilsætningsstof. På grund af den lille mængde vanillin, der er tilsat i fødevarer, er der ikke fundet nogen relevant rapport om skaden af vanillin på menneskekroppen i 2015. I Kina er der ingen begrænsning på tilsætning af vanillin i andre produkter, bortset fra at ingen vanillin kan fundet i fødevarer til spædbørn i alderen 0-6 måneder.
Sikkerheden ved vanillin er tæt forbundet med dets brugsegenskaber. Vanillin er et naturligt fødevaretilsætningsstof med flere funktioner og kan spille flere roller ved lave doser. Vanillin kan effektivt reducere niveauerne af serum triglycerider og triglycerider kombineret med forskellige lipoproteiner i forsøgsmus efter at være blevet indtaget med daglig kost, og den effektive brug af vanillin til at reducere blodlipider er i overensstemmelse med brugen af vanillin som en lille mængde tilsat fødevaretilsætning. i mad. Nogle forskere har foreslået, at når mus tager vanillin oralt, stiger niveauet af antioxidantaktive stoffer i blodet med stigningen i vanillinkoncentrationen, hvilket indikerer, at vanillins antioxidantaktivitet kan spille en større rolle i daglig sundhedspleje. Derfor kan vanillin spille flere roller ved lave doser og er gavnligt for sundheden, hvilket er grundlaget for dets brugssikkerhed.
Men tilsætning af vanillin kan også have en dårlig effekt på konserveringen af frugt og grønt, hvilket er hovedproblemet ved påføring af vanillin. Det er rapporteret, at når ananas belagt med vanillinfilm opbevares ved 10 grader, falder VC-indholdet hurtigt og er lavere end kontrolgruppens. Selvom vanillinbehandling kan forstærke ananas gule farve, øger den frugtens udseende attraktive og resulterer i tab af næringsstoffer. Fordi vanillin i sig selv har en stærk mælkesmag og er ustabil, når den udsættes for varme, vil det desuden også påvirke den iboende aroma af madråvarer. I produktionen skal mængden af tilsat vanillin kontrolleres strengt i henhold til den faktiske situation, og produktions- og forarbejdningsteknologien og driften skal være strengt standardiseret for at undgå negative virkninger på den sensoriske kvalitet af fødevarer. For hvordan man effektivt undgår problemerne forårsaget af vanillins egne karakteristika, er det også nødvendigt at udføre dybdegående forskning i dets mekanisme, forarbejdningsteknologi og andre aspekter.