¿Cuáles son las propiedades, usos y procesos de producción de la vainillina?

Visión general de la vainillina
La vainillina es el primer aroma sintetizado por la humanidad, y fue sintetizado con éxito por el Dr. M. Hallman y el Dr. G. Thiemann de Alemania en 1874. Suele dividirse en metilvainillina y etilvainillina.
(1) Metilvainillina: cristales blancos o amarillentos, con aroma a vainilla y rico sabor lácteo, la mayor variedad en la industria de las especias, es el ingrediente principal del popular sabor a vainilla cremosa. Su uso es muy amplio, como en la industria alimentaria, cosmética, del tabaco como materias primas de incienso, agente corrector o agente de aroma fijo, de los cuales bebidas, confitería, pastelería, galletas, pan y alimentos fritos y otros productos alimenticios con la mayoría de la dosis. No existe ningún informe relevante que indique que la vainillina sea perjudicial para el cuerpo humano.
(2) Etilvainillina: cristales en forma de aguja o polvo cristalino de color blanco a ligeramente amarillo, similar al aroma de las vainas de vainilla, el aroma es más fuerte que el de la metilvainillina. Es una especia de amplio espectro, una de las especias sintéticas más importantes del mundo en la actualidad, y una materia prima importante e indispensable en la industria de los aditivos alimentarios. Su aroma es 3-4 veces superior al de la vainillina, y tiene un fuerte aroma a vaina de vainilla, y su fragancia perdura durante mucho tiempo. Se utiliza ampliamente en alimentos, chocolate, helados, bebidas y cosméticos de uso diario para realzar y fijar el papel del sabor. Además, la etilvainillina también puede utilizarse como aditivo para piensos, agente abrillantador en la industria galvanoplastia e intermedio en la industria farmacéutica.
Aromas importantes
La vainillina es comúnmente conocida como vainilla en polvo, vainillina, vainilla en polvo, extracto de vainilla, vainillina, de la planta Brassicaceae vainas de vainilla en la extracción de una especia importante, es una de las mayores producciones de especias sintéticas, es el despliegue de chocolate, helados, chicles, pasteles y tabaco saborizante de materias primas importantes. Se produce naturalmente en las vainas de vainilla, así como en el aceite de clavo, aceite de musgo de roble, bálsamo de Perú, bálsamo de tulipán y bálsamo de benjuí.
La vainillina tiene un aroma fuerte y único a vaina de vainilla, aroma estable, no volátil a temperaturas más altas. Es fácil que le afecte la luz, se oxida gradualmente en el aire, y es fácil que cambie de color cuando se encuentra con álcalis o sustancias alcalinas. La solución acuosa reacciona con el cloruro férrico para producir una solución azul-violeta. Se puede utilizar en muchas fórmulas de sabores químicos cotidianos, pero se utiliza principalmente en sabores comestibles. Especialmente se utiliza mucho en caramelos, chocolate, bebidas, helados, alcohol, y también es muy útil en sabores de cigarrillos.IFRA no tiene regulaciones de restricción. Sin embargo, hay que tener cuidado al utilizarlo en productos de sabor blanco, ya que es propenso a causar decoloración.
La vainillina es también una importante especia comestible, como una especia fundación, que se utiliza en casi todas las fragancias, un gran número de la industria alimentaria, como un sabor de los alimentos ampliamente utilizado en el pan, crema, helado, vino brandy, etc, en la pastelería, galletas, la cantidad de aditivos en el 0,01 ~ 0,04%, dulces para 0,02 ~ 0,08%. Es una de las especias más utilizadas en productos horneados y se puede utilizar en el chocolate, galletas, pasteles, budines y helados. Disolver en agua caliente antes de usar para obtener mejores resultados. El nivel máximo de uso es de 220mg/kg para productos horneados y de 970mg/kg para chocolate.
Se utiliza ampliamente en aromas cosméticos como fijador, armonizador y modificador. También es un importante potenciador del sabor para bebidas y alimentos. También se utiliza en la fabricación de L-dopa y metildopa farmacéuticos. También puede utilizarse como abrillantador de niquelado y cromado.
Norma de calidad de referencia de la vainillina utilizada en sabores y fragancias

Propiedades físicas y químicas
La vainillina tiene un aroma fuerte y único a vaina de vainilla, que se encuentra de forma natural en las vainas de vainilla, así como en el aceite de clavo, el aceite de musgo de roble, el bálsamo de Perú, el bálsamo de Tulu y el benjuí. Por el sulfito de pulpa de madera de coníferas líquido rojo o sulfonato de lignina en condiciones alcalinas, por oxidación a alta presión hidrólisis de la precipitación de blanco a amarillo claro polvo cristalino o cristales en forma de aguja.
Los precipitados de éter de petróleo también pueden producir cristales de sistema cristalino tetragonal, gas aromático, ligeramente dulce, oxidado gradualmente en el aire, descomposición ligera, decoloración alcalina, masa molecular relativa de 152,15, densidad relativa de 1,056. Punto de fusión varía según el tipo cristalino, sistema cristalino tetragonal para 81-83 ℃, cristales de aguja para 77-79 ℃, punto de ebullición de 285 ℃ (en el gas de dióxido de carbono), 170 ℃ (2,00 × 10e3Pa), punto de ebullición de 2,00 × 10e3Pa. 10e3Pa), 162℃(1,33×10e3Pa), 146℃(0,533×10e3Pa), sublimación sin descomposición, punto de inflamación 162℃, ligeramente soluble en agua fría, soluble en agua caliente, soluble en etanol, éter, acetona, benceno, cloroformo, disulfuro de carbono, ácido acético glacial, piridina y aceite volátil. La solución acuosa reacciona con cloruro férrico para producir una solución azul-púrpura. DL(50) oral rata 1580mg/kg, DL(50) percutánea rata 1500mg/kg.
El método de producción industrial consiste en que el eugenol genera isoeugenol en presencia de hidróxido de potasio, y después reacciona con anhídrido acético para generar acetato de isoeugenol, que se produce por oxidación e hidrólisis. Es una materia prima importante para el chocolate, el helado, el chicle, la pastelería y el sabor a tabaco. También puede utilizarse como armonizador y fijador de perfumes para fragancias cosméticas. También es materia prima de la industria farmacéutica.
En los últimos años en la vainillina mercancía apareció una nueva moda. Aceite de clavo o aceite de albahaca clavo extraído eugenol como materia prima, por isomerización y oxidación de la vainillina obtenida, ya que puede ser considerado como un equivalente natural, por lo que se conoce como el nivel natural de vainillina y entrar en el mercado de las especias, el precio es de aproximadamente 5 veces más que los productos sintéticos. Funciones y usos
(1) Aromatizante comestible: La vainillina es un agente aromatizante comestible, con el aroma de la vaina de vainilla y fuerte sabor lácteo, es una materia prima indispensable e importante en la industria de aditivos alimentarios, y es ampliamente utilizado en una variedad de alimentos aromatizantes que necesitan aumentar el sabor lácteo, como pasteles, bebidas frías, chocolate, caramelos, galletas, fideos instantáneos, panes y tabaco, licores aromatizados, dentífricos, jabones, perfumes y cosméticos, helados, bebidas, así como cosméticos de uso diario para aumentar el sabor y fijar el aroma. Puede utilizarse en cosméticos para aumentar y fijar el aroma. También puede utilizarse en jabones, dentífricos, perfumes, caucho, plásticos y productos farmacéuticos. Cumple la norma FCCIV.
(2) La vainillina nacional se utiliza principalmente en aditivos alimentarios. En los últimos años, la aplicación en el campo de la medicina se ha ido ampliando, y se ha convertido en el campo más potencial de aplicación de la vainillina. En la actualidad, el consumo nacional de vainillina: la industria alimentaria representa 55%, los productos farmacéuticos intermedios 30%, los aromatizantes para piensos 10%, los cosméticos, etc., 5%.
Los campos de aplicación de la vainillina en el extranjero son muy amplios, un gran número de ellos se utilizan en la producción de productos farmacéuticos intermedios, también se utiliza en el promotor del crecimiento de las plantas, fungicida, antiespumante de aceites lubricantes, agente abrillantador de galvanoplastia, agente conductor para la producción de placas de cableado impreso, etc.
Proceso de preparación de la vainillina
(1)Vainillina concentrada La vainillina concentrada tiene un aroma fuerte y persistente a clavo y vainilla, y su intensidad aromática es 16-25 veces la de la vainillina. La vainillina concentrada se desarrolló con éxito ya en la década de 1920. La ruta sintética inicial es utilizar safrol como materia prima, la solución de alcohol con hidróxido de potasio para la reacción de presión en caliente para abrir el anillo, y luego sulfato de etilo de sodio para hacer que el anillo en el hidroxilo etilado, y, finalmente, en la solución de etanol con hidrólisis de ácido sulfúrico se obtendrá vainillina fuertemente fragante. Sin embargo, debido a la falta de pureza del aroma de los productos de este método, rara vez se utiliza en la práctica.
En la década de 1950, se desarrolló una ruta sintética para producir vainillina a partir de eugenol (patente estadounidense 2663741), lo que permitió la producción industrial de vainillina, y en la década de 1960, los químicos del sabor de la Unión Soviética desarrollaron con éxito una ruta sintética utilizando el catecol, más barato y más fácilmente disponible, como materia prima. En primer lugar, la monoalquilación de catecol con cloruro de alilo, el rendimiento 75%; seguido por la reacción de reordenación, el rendimiento 35% a 38%; y luego monoethylation con sulfato de etilo de sodio, el rendimiento 82%; y, finalmente, la isomerización con hidróxido de potasio se obtendrá grueso Fu Fu vainillina, el rendimiento 84%, el punto de fusión del producto bruto después de la recristalización de 85,5 ~ 86 ℃.

La vainillina concentrada puede utilizarse en formulaciones de aromas alimentarios como caramelos, bebidas, helados, etc. FEMA nº 2922, también puede utilizarse en formulaciones de sabores cosméticos y de uso diario, como el jabón. Puede utilizarse no sólo como saborizante, sino también como sinergista y antioxidante. Los saboristas de la antigua Unión Soviética tenían una opinión diferente de las propiedades aromáticas de la vainillina fuertemente perfumada. La añadieron al chocolate y a otros aromas alimentarios y descubrieron que el producto no tenía aroma de vainillina, por lo que pensaron que no podía utilizarse como sustituto de la vainillina en los aromas alimentarios. Sin embargo, cuando se utiliza en la prueba de aroma de jabón, se encontró con sus muestras de jabón con fuerte aroma de clavo y vainilla, sino también con la vainillina y el isoeugenol es diferente de la fuerte vainillina forte en álcali, la luz, la oxidación es muy estable, muestras de jabón por el almacenamiento del color no cambia. Se cree que la vainillina es adecuado para ser utilizado en las formulaciones diarias de sabor químico, especialmente adecuado para los sabores de tipo fantasía.
(2) La producción industrial de vainillina método de producción industrial de vainillina tiene una historia de más de 100 años, la gente ha estudiado una serie de formas sintéticas y métodos de producción, pero aplicado a la producción industrial a gran escala de los tres métodos siguientes.
A. Ruta de la lignina. Se toma como materia prima el sulfonato de lignina contenido en el líquido residual de pulpa de sulfito de la industria papelera, se hidroliza mediante alta temperatura alcalina y alta presión, se deshidrata y se oxida. Canadá y Estados Unidos utilizan principalmente este método para producir vainillina.

B. Ruta guaiacol-formaldehído. El guayacol es la materia prima más importante para la síntesis de vainillina, y la ruta sintética con guayacol, formaldehído y p-nitrosodimetilanilina como materias primas también se conoce como método del nitrosilo. Este método se utiliza principalmente en países como la antigua Unión Soviética y China.

C.Ruta del guaiacol-gloxalato . El guayacol y el ácido glioxálico se utilizan como materias primas, y la vainillina se fabrica por condensación, oxidación y descarboxilación.

El método ha sido investigado y desarrollado con éxito principalmente por la empresa francesa Rhone-Poulenc y se produce a gran escala. El ácido glioxálico utilizado puede producirse mediante ozonólisis de maleato de dimetilo (patente alemana 3224795). Esta ruta sintética se considera el método más adecuado en la actualidad debido a la conveniente fuente de materias primas, el menor número de pasos de reacción, el menor coste y la menor contaminación de tres residuos.
Análisis del contenido
Método 1: Analizado por espectrofotometría de absorción ultravioleta (véase GT-29). Preparación de la solución patrón Pesar con precisión unos 100 mg de la vainillina patrón de referencia farmacéutica, introducirlos en un matraz aforado de 250 ml y mezclarlos con metanol. Tomar 2,0 ml de esta solución e introducirlos en un matraz aforado de 100 ml y mezclar con metanol. Preparación de la solución del espécimen Pesar con precisión el espécimen alrededor de 100mg, el método de preparación es el mismo que la preparación de la solución estándar anterior. Operación tomar las soluciones anteriores se pusieron en una celda de cuarzo de 1 cm, en la longitud de onda de absorción máxima de alrededor de 308nm para determinar la absorbancia. Calcular el contenido (X) de vainillina (C8H8O3) en la muestra (mg) según la siguiente fórmula: X=12,5c(Au/As) en la que c-concentración de vainillina en la solución patrón, μg/ml; Au-absorbancia de la solución de muestra; As -Au - absorbancia de la solución de muestra; As - absorbancia de la solución patrón. Método 2: Determinación por cromatografía de gases (GT-10-4) con método de columna no polar.
Toxicidad y límites de uso
DL(50)por vía oral en ratas,cobayas:1580,1400mg/kg(Jenner)Límite de uso FEMA(mg/kg):Refrescos63;Bebidas frías95;Confitería200;Productos de panadería220;PuddingsChemicalbook120;Caramelos de goma270;Chocolates970;Capas de laminación 150; margarina 0.20; jarabe 330～20000. Según la FAO/OMS: la dosis máxima permitida para alimentos infantiles enlatados y cereales utilizados en alimentos precocinados es de 70mg/kg (1992).
Aditivos alimentarios Nivel máximo de uso permitido Nivel máximo de residuos permitido Norma

Estado de desarrollo de la industria
Según "China Vanillin Market Development Research and Investment Value Report (2019 Edition)" publicado por Lignite Consulting, el consumo anual de vainillina en el mercado global es de 16,000-20,000 toneladas, y el consumo anual de vainillina en China es de 2,000-2,500 toneladas. Las principales empresas nacionales son Jiaxing Zhonghua Chemical, Liaoning Shixing Pharmaceutical and Chemical, Ningbo Wanglong, etc. La oferta y la demanda están básicamente equilibradas.
Las empresas nacionales tienen dos problemas principales. En primer lugar, las empresas nacionales tienen productos relativamente únicos, una integración insuficiente de la cadena industrial ascendente y descendente, y ciertas deficiencias en tecnología. En segundo lugar, empresas como Jiaxing Zhonghua no están situadas en el parque, y el vertido de aguas residuales de guayacol es grande, por lo que hay cierta incertidumbre en las perspectivas de negocio.

 

Además, los principales productos de Kunshan Yaxiang Natural Flavors son la vainillina de eugenol y la vainillina de ácido ferúlico, es decir, la vainillina producida a partir de sustancias renovables como el eugenol y el ácido ferúlico, etc., y la Empresa se ha convertido en uno de los principales productores de dichos productos en el mundo. La Empresa venderá un total de aproximadamente 200 toneladas de los productos mencionados en 2019, lo que representa aproximadamente 30% de la cuota de mercado mundial de productos similares, siendo los principales clientes Chihuateng, ABT de Estados Unidos y otros.
Brother Technology tiene previsto invertir 1.260 millones de RMB en la construcción de un proyecto de producción de 20.000 toneladas de fenilendiol y 31.100 toneladas de derivados del fenilendiol en el Parque Industrial de Isan, que se ejecutará en dos fases. En la primera fase, el proyecto producirá 10.000 toneladas de hidroquinona (incluidas 6.000 toneladas de catecol y 4.000 toneladas de hidroquinona), 3.430 toneladas de guayacol, 2.625 toneladas de guayacol etílico, 3.000 toneladas de vainillina, 2.500 toneladas de vainillina etílica, 500 toneladas de éter de resveratrol, 500 toneladas de p-fenilenodianisol y 2.000 toneladas de p-hidroxianisol, etc. El proyecto se ejecutará en dos fases.