Reines VanillinDer chemische Name ist 4-Hydroxy-3-methoxybenzaldehyd, auch bekannt als Methylprotocatechualdehyd und Vanillin. Es ist ein wichtiges High-End-Aroma mit breitem Spektrum und bis 2019 eines der größten Gewürze der Welt. Es hat einen süßen Bohnengeschmack und einen Pulvergeschmack und kann als Fixiermittel, Koordinationsmittel und Aromastoff verwendet werden. Es ist weit verbreitet in der Lebensmittel-, Getränke-, Kosmetik-, täglichen Chemikalien-, Medizin- und anderen Industrien. Der in der nachgelagerten Industrie verwendete Anteil beträgt etwa 50 Prozent für Lebensmittelzusatzstoffe, 20 Prozent für pharmazeutische Zwischenprodukte, 20 Prozent für Futtermittelzusatzstoffe und etwa 10 Prozent für andere Zwecke.
Vanillin ist derzeit einer der am häufigsten verwendeten Geschmacksverstärker in der Welt und hat den Ruf des "Königs der Lebensmittelaromen". Es wird hauptsächlich als Geschmacksverstärker in der Lebensmittelindustrie verwendet und wird in Kuchen, Eiscreme, Erfrischungsgetränken, Schokolade, gebackenen Süßigkeiten und Alkohol verwendet. Die Zugabemenge in Kuchen und Keksen beträgt {{0}}.01 Prozent ~0,04 Prozent, 0,02 Prozent ~0,08 Prozent in Süßigkeiten, die maximale Verwendungsmenge von Backwaren beträgt 220 mg · kg-1 und die maximale Verwendungsmenge von Schokolade beträgt 970 mg · kg-1. Sie kann auch als Lebensmittelkonservierungszusatz in verschiedenen Lebensmitteln und Gewürzen verwendet werden; In der Kosmetikindustrie kann es als Aromastoff in Parfums und Gesichtscremes verwendet werden; In der täglichen chemischen Industrie kann es in täglichen chemischen Produkten verwendet werden, um den Duft zu modifizieren; In der chemischen Industrie wird es als Entschäumer, Vulkanisationsmittel und chemisches Vorprodukt verwendet; Es kann auch zur Analyse und zum Nachweis verwendet werden, z. B. zum Testen von Aminoverbindungen und einigen Säuren; In der pharmazeutischen Industrie wird es als Mittel zur Geruchsabschirmung eingesetzt. Da Vanillin selbst antibakteriell wirkt, kann es als pharmazeutisches Zwischenprodukt in der pharmazeutischen Industrie eingesetzt werden, unter anderem bei der Behandlung von Hautkrankheiten. Vanillin hat bestimmte antioxidative und krebsvorbeugende Wirkungen und kann an der Signalübertragung zwischen Bakterienzellen beteiligt sein. Diese potenziellen Anwendungsfelder werden das schnelle Wachstum der Vanillin-Marktnachfrage in der Zukunft fördern. Bis 2019 wird der jährliche Verbrauch von Vanillin auf dem Weltmarkt etwa 20000 Tonnen betragen.
Es gibt drei Hauptmethoden zur Herstellung von Vanillin:
① Es wird direkt aus natürlichen Pflanzen wie Vanilleschoten extrahiert, aber die Kosten dieser Methode sind hoch und der Ertrag gering.
② Es wird durch chemische Verfahren unter Verwendung von industriellem Zellstoffabfall und Erdölchemikalien als Rohstoffe synthetisiert, aber das durch chemische Synthese hergestellte Vanillin hat einen einzigen Geschmack und verursacht leicht Umweltverschmutzung, was nicht mit dem Verbrauchstrend natürlicher Rohstoffe vereinbar ist im nachgelagerten Anwendungsmarkt.
③ Vanillin wurde aus den nachwachsenden Rohstoffen Eugenol und Ferulasäure als natürliche Rohstoffe hergestellt.
Antimikrobieller Mechanismus von Vanillin:
Die Erforschung des antibakteriellen Mechanismus von Vanillin umfasst hauptsächlich drei Aspekte: die Wirkung auf die Zellmembran und die Zerstörung der Membranintegrität; Es wirkt auf Enzyme, um essentielle Enzyme zu inaktivieren; Es wirkt auf genetisches Material, um genetisches Material zu inaktivieren oder seine Struktur zu zerstören.
Zerstören Sie die Integrität der Zellmembran
Die phenolische Gruppe in Vanillin hat Hydrophobie, und je niedriger der pH-Wert, desto stärker die Hydrophobie, die die Zellmembran instabil machen, die Struktur der Zellmembran zerstören, die Zellwand konkav erscheinen lassen, die Zellmembran nach innen ragen und das Zytoplasma kondensiert und es bilden sich Vakuolen.
Vanillin hat jedoch unterschiedliche Schädigungsgrade für verschiedene Zellen. Die Zellwand von grampositiven Bakterien ist dicker als die von gramnegativen Bakterien und der Vernetzungsgrad ist hoch, wodurch das Eindringen von Vanillin wirksam verhindert werden kann. Die gramnegativen Bakterien haben eine lockere Struktur und enthalten mehr Lipide, und Vanillin lässt sich leicht damit kombinieren. Daher ist die bakteriostatische Wirkung auf gramnegative Bakterien deutlich stärker als auf grampositive Bakterien. Dies hängt auch mit der Form von Mikroorganismen zusammen. Die Oberfläche von Bazillen ist größer als die von Kokken. Seine Einheitsfläche kann sich mit mehr Vanillin verbinden, sodass Vanillin eine bessere bakteriostatische Wirkung auf Bazillen hat als Kokken. Zusätzlich zu der unterschiedlichen antibakteriellen Aktivität gegenüber verschiedenen Mikroorganismen beeinflusst auch die Konzentration von Vanillin die antibakterielle Aktivität. Je höher die Konzentration und je länger die Einwirkzeit, desto höher die antibakterielle Aktivität.
Deaktiviert lebenswichtige Enzyme
Organismen bestehen aus Zellen. Jede Zelle zeigt aufgrund der Existenz von Enzymen verschiedene Lebensaktivitäten, und der Stoffwechsel im Körper kann durchgeführt werden. Proteine, RNA oder deren Komplexe, die bestimmte chemische Reaktionen katalysieren, sind Biokatalysatoren. Die chemische Natur der meisten Enzyme ist Protein, und ihre Aktivitäten werden durch einige äußere Bedingungen wie pH, Salzionenkonzentration, Temperatur usw. beeinflusst. Vanillin zerstört die Zellmembran und verursacht Veränderungen in der intrazellulären Umgebung, hemmt indirekt die Aktivität von Enzymen und beeinflusst den Zellstoffwechsel. Beispielsweise hemmt Vanillin die Aktivität der DNA-Polymerase.
Erbgut inaktivieren oder Struktur zerstören
Das genetische Material der meisten Organismen (Organismen mit Zellstruktur und DNA-Viren) ist DNA, die die Synthese von Proteinen steuern und so den Stoffwechsel und die biologischen Eigenschaften steuern kann. Vanillin kann die Synthese und Expression von genetischem Material während der mikrobiellen Verzögerungszeit hemmen, was auf die Zerstörung der Zellmembran zurückzuführen sein kann, wodurch indirekt die an der Synthese und Expression von genetischem Material beteiligten Enzyme gehemmt werden; Andere Studien haben gezeigt, dass Vanillin die Expression von Transporter-mRNA in Rattenleber beeinflussen kann.
Sicherheit von Vanillin und Anwendungsprobleme:
Vanillin ist ein natürlicher Pflanzeninhaltsstoff und gilt als sicherer Lebensmittelzusatzstoff. Aufgrund der geringen Menge an zugesetztem Vanillin in Lebensmitteln wurde bis 2015 kein relevanter Bericht über die Schädigung von Vanillin für den menschlichen Körper gefunden. In China gibt es keine Beschränkung für die Zugabe von Vanillin in anderen Produkten, außer dass kein Vanillin enthalten sein darf in Lebensmitteln für Säuglinge im Alter von 0-6 Monaten nachgewiesen.
Die Sicherheit von Vanillin hängt eng mit seinen Gebrauchseigenschaften zusammen. Vanillin ist ein natürlicher Lebensmittelzusatzstoff mit mehreren Funktionen und kann bei niedrigen Dosen mehrere Rollen spielen. Vanillin kann die Spiegel von Serumtriglyceriden und Triglyceriden in Kombination mit verschiedenen Lipoproteinen bei Versuchsmäusen nach Einnahme mit der täglichen Nahrung wirksam reduzieren, und die effektive Verwendung von Vanillin zur Verringerung der Blutfette steht im Einklang mit der Verwendung von Vanillin als eine kleine Menge hinzugefügter Lebensmittelzusatzstoffe Im Essen. Einige Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass, wenn Mäuse Vanillin oral einnehmen, der Gehalt an antioxidativen Wirkstoffen im Blut mit der Erhöhung der Vanillinkonzentration ansteigt, was darauf hindeutet, dass die antioxidative Aktivität von Vanillin eine größere Rolle in der täglichen Gesundheitspflege spielen könnte. Daher kann Vanillin bei niedrigen Dosen mehrere Rollen spielen und ist gesundheitsfördernd, was die Grundlage für seine Gebrauchssicherheit ist.
Die Zugabe von Vanillin kann sich jedoch auch negativ auf die Haltbarkeit von Obst und Gemüse auswirken, was das Hauptproblem bei der Anwendung von Vanillin darstellt. Es wird berichtet, dass, wenn mit Vanillinfolie überzogene Ananas bei 10 Grad gelagert wird, der VC-Gehalt schnell abnimmt und niedriger ist als der der Kontrollgruppe. Obwohl eine Vanillinbehandlung die gelbe Farbe der Ananas verbessern kann, erhöht sie das attraktive Aussehen der Frucht und führt zu einem Nährstoffverlust. Da Vanillin selbst einen starken Milchgeschmack hat und bei Hitzeeinwirkung instabil ist, beeinflusst es außerdem auch das inhärente Aroma von Lebensmittelrohstoffen. Bei der Herstellung sollte die zugesetzte Menge an Vanillin der tatsächlichen Situation entsprechend streng kontrolliert und die Produktions- und Verarbeitungstechnologie sowie der Betrieb streng standardisiert werden, um negative Auswirkungen auf die sensorische Qualität von Lebensmitteln zu vermeiden. Um die durch die Eigenschaften von Vanillin verursachten Probleme effektiv zu vermeiden, ist es auch notwendig, gründliche Forschungen zu seinem Mechanismus, seiner Verarbeitungstechnologie und anderen Aspekten durchzuführen.