vanilina

Vanilina, cu formula chimică C8H8O3, este cel mai utilizat agent aromatizant din lume în alimente și băuturi. Este alternativa extractului de vanilie care oferă un miros și un gust similar extractului de vanilie. Este atât natural, cât și produs sintetic.

Pe lângă derivate din fasole de vanilie, există alte două tipuri de vanilină disponibile pe piață: cea artificială realizată din sinteză chimică (cota de piață de peste 90%) și cea naturală provine din biosinteză.

Diferența dintre vanilină și extract de vanilie?

Vanilina este un ingredient pur, în timp ce extractul de vanilie este un produs natural compus din mai mult de 200 de compuși, iar vanilina este componenta principală a acestuia.

Extractul de vanilie poate fi obținut prin extracție cu un solvent (de obicei etanol) din păstăia de vanilie. Aroma și aroma sa unice nu pot fi înlocuite cu cea artificială.

Piata de vanilie

Cererea anuală globală actuală de vanilină este de aproximativ 20.000 MT. Datorită dezvoltării industriei alimentare, cererea acesteia poate crește în continuare.

Distribuția brută a aplicațiilor după cum urmează: 60% ca aditiv alimentar, 30% în producția de arome și parfumuri și produse cosmetice, 5% utilizată în produse farmaceutice, iar restul ca aditiv pentru hrana animalelor.

Producție redusă de vanilină naturală

Zonele de producție a boabelor de vanilie din lume sunt concentrate în principal în Madagascar, Indonezia și Comore. Producția anuală este de aproximativ 2000 MT/An.

Datorită suprafeței limitate de plantare a vaniliei, a muncii intensive de cultivare, polenizare artificială, recoltare, extracție și purificare, plus climatul și alți factori, ceea ce face dificilă creșterea producției.

Prețul vanilinei naturale este extrem de scump și poate fi de 300 de ori mai mare decât prețul celei sintetice. De aceea, înlocuirea sa - vanilina chimică sintetizată și biosintetizată vine pe piață.

Dezavantajele vanilinei sintetice

Datorită prețului ridicat, vanilina naturală este utilizată doar într-o aplicație mică cu cerere specială, iar tipul chimic sintetic ca înlocuitor ia o mare parte pe piață.

Cu toate acestea, vanilina sintetică nu poate fi comparată cu cea naturală din arome, deși are și un miros cremos de extract de vanilie, dar cel mai târziu are o aromă cremoasă puternică. În plus, procesul de fabricație este ușor de cauzat poluarea mediului.

Între timp, supravegherea utilizării aditivilor alimentari artificiali în multe țări a fost consolidată, iar conștientizarea oamenilor cu privire la siguranța alimentelor s-a îmbunătățit, ceea ce duce la o cerere pe piață în creștere pentru vanilină naturală.

Biosinteza promițătoare a vanilinei

Metodele microbiologice se bazează în principal pe materiile prime eugenol (ex ulei de cuișoare) și acid ferulic, cu avantajele unei rate de conversie mai ridicate, ecologice și siguranță.

Cum se face Vanillin?

În general, vanilina poate fi obținută din următoarele trei procese de fabricație: extracție din fasole de vanilie, sinteză chimică și fermentare microbiologică.

Metoda de extracție naturală

Acesta este cel mai vechi și tradițional mod, extras din fasole de vanilie (păstăi de orhidee), dar așa cum am menționat mai sus, procesul de fabricație este costisitor și randamentul este redus.

Vanilina din fasole matură de vanilie există în principal sub formă de glucovanilină (glucozidă de vanilină), care poate fi hidrolizată pentru a produce vanilină cu β-glucozidhidrolază.

Structura chimică a glucozidului de vanilină

Acest proces de fabricație a devenit o modalitate populară de a obține vanilină naturală de înaltă calitate în ultimii ani, iar aroma sa unică este dificil de duplicat de cea artificială.

Sinteza chimică

Metodele chimice sintetice (aproximativ 10 metode disponibile) reprezintă procesul major de fabricare a vanilinei pe piața globală. Produce vanilină cu un randament ridicat, utilizând în principal precursorul petrochimic guaiacol, lignină sau eugenol ca materii prime.

Următoarele sunt trei procese principale utilizate.

Guaiacol + acid glioxilic

În condiții alcaline, guaiacol (obținut din pirocatechol) reacționează cu acidul glioxilic pentru a genera acid 3-metoxi-4-hidroxifenilacetic și apoi suferă reacții de decarboxilare oxidativă și acidificare pentru a sintetiza vanilina.

Următoarea este scurta ecuație de reacție:

Eugenol

Aici scurta ecuație de reacție:

Lignină

Lignina este o resursă regenerabilă care poate fi obținută din diverse surse. Are un conținut ridicat în reziduuri de lemn, paie și deșeuri lichide, în principal sub formă de lignosulfonat de sodiu.

Lignosulfonatul de sodiu este hidrolizat în condiții alcaline și apoi trece prin acidificare oxidativă pentru a obține vanilină.

Iată scurta ecuație de reacție:

Apropo, eugenolul este folosit și ca materie primă pentru biosinteza vanilinei. (Continuați să citiți și va fi menționat mai târziu)

Biosinteza

Sursele naturale de eugenol (ex ulei de cuișoare) și acid ferulic sunt utilizate în mod obișnuit ca substraturi și microorganisme precum drojdii, ciuperci și bacterii ca gazde de producție pentru a realiza bioconversia.

Cantitatea fermentată din acid ferulic și eugenol reprezintă aproximativ 5% din producția mondială. Deoarece calitatea sa (aroma) este apropiată de vanilina naturală, este favorizată de producătorii de top de alimente și băuturi.

Cererea de pe piața mondială a vanilinei din aceste două surse continuă să crească și a devenit din ce în ce mai populară pe piața high-end.

Cererea anuală actuală este de 500 până la 600 de tone, iar cererea acesteia provine în principal de la bine-cunoscutele companii mondiale de parfumuri și arome.

Ulei de cuișoare

Eugenolul există în mod natural într-o varietate de uleiuri esențiale. Conținutul său este ridicat în ulei de cuișoare, ulei de foi de dafin și ulei de busuioc de cuișoare. Eugenolul din uleiul de cuișoare este utilizat în principal ca materie primă pe piață.

Acid ferulic

Acidul ferulic este unul dintre cei mai abundenți compuși fenolici din natură. Poate fi găsit în pereții celulari ai tărâțelor de orez, tărâțelor de grâu, tărâțelor de porumb și culturilor de sfeclă de zahăr.

Următorul scurt proces de remanufacturare este de la Solvay:

Are o structură chimică similară cu vanilina și implică mai puține reacții în bioconversare, ceea ce este benefic pentru creșterea ratei de conversie. Prin urmare, acidul ferulic este o materie primă ideală pentru fermentarea microbiană.

Proprietăți

Un compus organic, o pulbere cristalină albă, cu miros și gust cremos de vanilie. Ușor afectat de lumină și oxidat treptat în aer.

Alte nume Vanilaldehidă, aldehidă vanilică, imitație de vanilie
Numele Iupac 4-Hidroxi-3-metoxibenzaldehidă
numar CAS 121-33-5
Formula chimica C8H8O3
Greutate moleculară 152,15
Punct de topire Între 81 ° C și 83 ° C
Numărul FEMA 3107
valoare PH 4,3, 10g/L apă, 20 ° C

Solubilitate

Ușor solubil în apă (1 g/100 ml, 20 (), ușor solubil în solvenți organici precum etanol, acid acetic glacial și uleiuri.

Structura

Este o aldehidă fenolică, grupările sale funcționale includ inelul aromatic, gruparea aldehidă, gruparea hidroxil fenolică și metoxi.

Care sunt utilizările Vanillin?

Este cea mai mare aromă uzată din lume și este utilizată pe scară largă în diverse producții de alimente, paste de dinți, parfumuri, produse cosmetice și de îngrijire personală și produse farmaceutice.

Agent de aromatizare

Vanilina este adesea utilizată ca agent aromatizant pentru a spori aroma laptelui în alimentele dulci, cum ar fi în următoarea listă de alimente:

  • Bomboane
  • Inghetata
  • Pastori
  • Lactate
  • Ciocolată
  • Brutărie (biscuiți, amestecuri de copt, prăjituri, vafe, briose, prăjituri)
  • Băuturi răcoritoare, cafea
  • Cofetărie
  • Sosuri
  • Formule pentru bebeluși

Vanilina este, de asemenea, utilizată pentru a formula o varietate de arome și parfumuri, de exemplu, în aromele de ananas, cireșe, banane, cacao, amestecuri de fructe etc.,

Deoarece aroma etil vanilinei este mai puternică decât vanilina și poate dura mult timp, vanilina este adesea utilizată împreună cu etil vanilina.

Agent de mascare

Poate masca amărăciunea de la proteine ​​(de exemplu, proteine ​​din mazăre, proteine ​​din zer) sau îndulcitori de mare intensitate (de exemplu, stevia). Prin urmare, poate fi utilizat în alimente bogate în proteine, concepute pentru controlul greutății și nutriție sportivă.

Farmaceutic

În utilizarea farmaceutică, vanilina este utilizată pentru a masca mirosurile neplăcute sau pentru a îmbunătăți gusturile. Este utilizat în principal ca agent de mascare.

Produse cosmetice

Poate fi adăugat la produse cosmetice, parfumuri, săpun și pastă de dinți pentru a le face să miroasă.

Alții

Poate fi folosit și pentru cauciucuri și materiale plastice.

Vanilina este sigură de a mânca?

Da, aproape că nu are efecte secundare și siguranța sa a fost aprobată de FDA, EFSA și JECFA ca aromă alimentară în multe alimente.