Kølekrydderi er en slags krydderi med køleeffekt, herunder naturligt kølekrydderi og syntetisk kølekrydderi i to kategorier. Naturlige kølekrydderier er taget fra naturen og opretholder krydderiets oprindelige plantearomaegenskaber, normalt knust, destilleret, ekstraheret og andre fysiske eller kemiske metoder til forarbejdning og produktion; syntetiske kølekrydderier er brugen af kemiske råmaterialer, fremstillet ved kemisk syntesemetode af monomerkrydderierne.

Menthol

Menthol er det mest almindelige naturlige kølekrydderi i naturen, med kølig følelse af udbrud af hurtig, frisk aroma og andre egenskaber, kombineret med grønne og naturlige produkter i de senere år er mere og mere populært, så efterspørgslen efter menthol i slutproduktet har en gradvis opadgående tendens. Men mentol har også sine egne anvendelsesfejl, såsom en bitter smag, når doseringen er stor, stærk flygtighed og en kort varighed af kølighed.

Som svar på disse mangler har mange applikationseksperter foretaget visse forbedringer af mentol. For eksempel opfandt det tyske firma Simules "krydderipræparater, der indeholder mentol" ved brug af sukkeralkoholråvarer og sødestoffer til at maskere bitterheden af mentol, herunder erythritol, xylitol, steviaglykosider og aspartam osv. Derudover tilføjede de også æteriske olier i produktet, krydderiingredienser for at reducere den brændende fornemmelse, der produceres af mentol i munden.

Flydende smagsstoffer bruges også i de "kølende sammensætninger", der er opfundet af det schweiziske firma Chihuahuaten for at forbedre mentolens bitterhed. China Tobacco Corporation har også tilsat sødemidler til mentolcigaretter for at maskere mentolens bitterhed. Lignende metoder til at maskere bitterhed bruges også i vid udstrækning i forfriskende drikkevareprodukter. I øjeblikket er sucralose, neotam og aspartam de mest anvendte midler til at maskere bitterheden i mentol.

Desuden har Anhui Aidi Spice Ltd. dokumenteret fremstillingsprocessen for et mentolprodukt med lav bitterhed i sit patent "A low-bitterness levo-menthol, preparation method and application". Produktet har mentholens nålelignende krystalform, og sammenlignet med almindelig menthol reduceres den bitre smag i munden med 50%~70%.

Fordi mentol kan give en god køleeffekt på huden, bruges det også i vid udstrækning i produkter inden for medicin, daglige kemikalier og så videre. For eksempel indeholder "Aloe Vera Cooling Cream Gel" produceret af Suzhou Shengbai Health Co., Ltd. mentol, som kan give afkøling og smertelindring; øjendråberne indeholder også en lille mængde mentol, som kan give antiseptiske, antiinflammatoriske og afkølende virkninger [2]. I øjeblikket viser resultaterne af køletesten, at brugen af mentol i topiske cremer og salver kan opnå en hurtigere køleudbrudseffekt, og mentols køleeffekt på huden er betydeligt længere end i munden.

WS-sortimentet

Siden 1970 har Wilkinson Sword udført omfattende forskning i syntetiske kølemidler, og i løbet af den tid har de udviklet omkring 1.200 kølefølsomme forbindelser, kendt som WS-sortimentet af produkter. Disse inkluderer de senere kommercielt succesfulde WS-23, WS-3 og WS-5 produkter.

I. WS-23-produkter

WS-23 blev udviklet og syntetiseret af Wilkinson Sword i begyndelsen af 1980'erne. Virksomheden brugte diisopropylpropionitril (DIPPN) som råmateriale, hydrolyserede først for at generere diisopropylpropionsyre, tilsatte derefter sulfoxidchlorid for at generere acylchlorid og reagerede til sidst med methylamin for at producere målproduktet [3].

I 2002 introducerede International Flavors and Fragrances (IFF) en ny proces til fremstilling af WS-23 i sit patent, som også brugte diisopropylpropionitril som råmateriale, tilsatte overskydende glyceroltriacetat og til sidst tilsatte dimethylsulfat og destillerede for at producere målproduktet med et udbytte på op til 70%. Derudover har Millennium også foreslået en ny syntesemetode, der bruger diisopropylpropionitril med methanol, dimethylcarbonat og andre forbindelser og reagerer under en sur katalysator for at producere produktet med udbytter så høje som 90%.

De vigtigste fordele ved WS-23 i forhold til mentol er den lange varighed af den kølende fornemmelse og fraværet af bitterhed i munden. WS-23 mangler dog mentholens eksplosive kølighed og dens særlige mintsmag, men alligevel bruges WS-23 stadig i vid udstrækning i konfekture, drikkevarer og andre produkter. I nogle forfriskende slikprodukter, der kræver en høj grad af kølighed, kan den tilsatte mængde WS-23 være så høj som 0,3% til 0,5%, mens mentol vil producere bitterhed, når den tilsatte mængde mentol er større end 0,08%. Derudover kan WS-23 ødelægge den krystallinske krystalform efter knusning og danne finere partikler, der ligner pulver, hvilket gør det lettere at tilføje dem til de pressede slikprodukter, og de fleste af de produkter som presset slik og ringslik, der i øjeblikket sælges på markedet, bruger WS-23 som kølemiddel.

Derudover har WS-23 god opløselighed i varmt vand, mens de fleste andre kommercielt tilgængelige produkter i WS-serien er uopløselige i vand. WS-23 kan opløses direkte i vand ved stuetemperatur efter opløsning med propylenglycol, så WS-23 er også et af de almindeligt anvendte kølemidler til mundskyl og drikkevarer.

For det andet WS-3-produkter

Den traditionelle synteseproces af kølemiddel WS-3 er at bruge p-fumarsyrechlorid og ethylamin til at fremstille det ved direkte reaktion, mens Millennium har foreslået en ny syntesevej, som er lavet ved en et-trins reaktion mellem p-fumarsyrechlorid og triethylphosphat katalyseret af polyphosphorsyre. Jo lavere produktionsomkostningerne for p-fuckyl-3-carbonitril er, desto mere fordelagtig er produktprisen [4].

WS-3 er et langvarigt kølemiddel, og den kølige intensitet af WS-3 testet af Millennium Company er 1,5 gange menthol, og varigheden af kølighed er 20 ~ 30 min, og køleeffektstedet er hovedsageligt i halsen, og der er også kølighed i munden, så WS-3 bruges ofte i smørende sukkerprodukter. Det skal dog bemærkes, at WS-3 har den samme bitre smag som mentol, så det er nødvendigt at optimere doseringen ved specifik brug, og der kan tilsættes en lille mængde sødemiddel for at dække den bitre smag, når doseringen er stor. Derudover er WS-3 svært at opløse i vand, så hvis det bruges i drikkevarer, mundskyl og andre produkter, er det nødvendigt at opløse WS-3 i propylenglycol og derefter tilsætte Tween eller Span solubilizer før brug.

WS-5 og WS-12 produkter

WS-5 kaldes også N(- ethoxycarbonylmethyl)-p-alkan-3-carboxamid, dets udseende er et hvidt pulverfast stof, den kølende fornemmelse er hovedsageligt koncentreret i munden og halsen, den kølende intensitet er ca. 3 ~ 4 gange så stor som menthol, som er sorten med den højeste køleintensitet i WS-serien. WS-5 bruges hovedsageligt i hårde slik, smørende slik, tandpastaer osv., og WS-5 er indeholdt i sorte tandpastaer, der er tilgængelige på markedet i øjeblikket. Når WS-5 bruges i kombination med mentololie eller mentol, vil køleeffekten desuden blive væsentligt forbedret.

WS-12 er også kendt som N(- 4-methoxyphenyl)-p-menthyl-3-carboxamid. Millenniums testresultater viser, at WS-12 ikke har mentolens bitterhed, svie og skarphed, men giver en forfriskende og langvarig kølefornemmelse, der er virkningsfuld, forfriskende og køler hele slimhinden i mundhulen og halsen.

Derudover har WS-12 karakter af høj temperaturbestandighed, vedvarende høj temperatur på 200 ℃ påvirker ikke produktets kølestyrke. Under påføringsprocessen er der dog stort set ingen kølefornemmelse, når WS-12 smages direkte, og der er en patentrapport om, at der produceres en kølefornemmelse i munden, efter at WS-12 er formalet til et pulver med en meget lille partikelstørrelse ved hjælp af en kuglemølle.

Produkter i serien Menthol Esters og Carbonyl Reduction

I. Menthol-glutarat

Glutarsyremonomenthylester er et kølemiddel, der fremstilles ved direkte forestring af naturlig menthol med den tilsvarende dicarboxylsyre eller dicarboxylanhydrid, og det er rapporteret i litteraturen, at reaktionen mellem menthol og glutarsyreanhydrid kan bruges til at opnå et højt udbytte. Køligheden af mono-menthylglutarat er blødere og varer længere, og det er anerkendt som et sikkert kølemiddel af Food Flavor and Extract Manufacturers Association of America (FEMA) (FEMA 4006). I 2002 havde IFF et patent, der beskriver, at mono-menthylglutarat blandet med di-menthylglutarat i forholdet 70:30 kan give en bedre kølighed [5].

Billedkilde: Kreativt indlæg

Menthyl-laktat

Menthyllaktat syntetiseres hovedsageligt ved forestring af fermenteret mælkesyre og naturlig menthol som de vigtigste råmaterialer, og konverteringsfrekvensen kan nå 75,5% [6]. Menthyllaktat bruges hovedsageligt i produkter til personlig pleje såsom kropsvask, vådservietter og talkum. Sammenlignet med mentol er mentyllaktat mildere med hensyn til køleeffekt og fornemmelse, og den kølende fornemmelse varer længere.

Menthollaktat bruges også i vid udstrækning i tobakssmag. På grund af sin søde og kølende aroma kan mentyllaktat tilsættes tobakssmag for at øge tobakens sødme og forbedre smagen af cigaretter betydeligt. Navnlig er råmaterialerne i mentyllaktat naturlige ingredienser, flygtige ved høje temperaturer, sikre og harmløse for mennesker, samtidig med at de aromatiserede produkter bliver mere stabile.

For det tredje mentolketon glycerolacetonid

Mentholketonglycerolacetonid er brugen af syrekatalysatorer vil være dehydrering af mentholketon og glycerolkondensation for at danne kølemidlet. Sammenlignet med mentyllaktat er menthylketonglycerolketons kølige følelse mere blid og ikke-irriterende for huden, så den bruges ofte i shampoo, kropsvask og barberingsprodukter og andre produkter til personlig pleje. Derudover kan menthon-glycerolketon også bruges i formuleringen af daglige kemikalier, tobak og kølesmag som en kølestabilisator til mentholsmag [7].

Sammenligning af kølighed af forskellige kølige smage

Millennium har givet data om den kølige intensitet af forskellige kølige smagsstoffer ved at måle deres tærskler [8]. Den kølige styrke af menthol [(-)-Menthol] blev defineret som 100, WS-23 som 75, både WS-3 og WS-12 som 150 og WS-5 som 400. I serien af mentholestere og kulstofkondenserede produkter er den kølige styrke af menthylketonglycerolkondenseret keton (Frescolat MGA) ca. 40, den kølige styrke af mentyllaktatester (Frescolat ML) har en kølighedsintensitet på 43, se figur 1.

Derudover havde flere isomerer af mentol lav kølighedsintensitet, for eksempel havde D-neomenthol [(-)-Neomenthol], D-isomenthol [(-)-Isomenthol], L-neoisomenthol [(+)-Neoisomenthol] en kølighedsintensitet på 3, og L-isomenthol [(+)-Neoisomenthol] havde også en kølighedsintensitet på kun 11, og D-neoisomenthol [(-)-Neoisomenthol] havde en kølighedsintensitet på ca. 13.

Udviklingstendensen for krydderier med kold smag

Hvad angår udviklingstendensen for krydderier med kold smag, mener jeg, at den omfatter forskning og udvikling af monomere produkter og anvendelse af sammensatte produkter i to aspekter. Først og fremmest er der på nuværende tidspunkt udviklet mere end tusind slags monomere syntetiske krydderier med kølig smag, hvoraf kun et par snese er blevet kommercialiseret med succes, og kun 20 ~ 30 slags bruges almindeligvis i fødevarer, kosmetik og smag [7], derfor vil nye monomere krydderier af fødevarekvalitet og kosmetisk kvalitet i fremtiden fortsat blive kommercialiseret og blive brugt i vid udstrækning. Derudover vil anvendelsesforskningen af kølende duftstoffer også blive en ny udviklingsretning, det er nu kendt, at nogle af de kølende duftstoffer vil blive brugt i kombination for at opnå synergistisk effekt, mens vandopløselige kølende duftstoffer, anti-lav eutektiske kølende duftstoffer og så videre også vil blive retningen for forskning og udvikling af applikationsingeniører.