Les épices rafraîchissantes sont des épices ayant un effet rafraîchissant. Il existe deux catégories d'épices rafraîchissantes : les épices rafraîchissantes naturelles et les épices rafraîchissantes synthétiques. Les épices rafraîchissantes naturelles sont tirées de la nature et conservent les caractéristiques aromatiques originales de l'épice, généralement broyées, distillées, extraites et autres méthodes physiques ou chimiques de traitement et de production ; les épices rafraîchissantes synthétiques utilisent des matières premières chimiques, préparées par une méthode de synthèse chimique des épices monomères.

Menthol

Le menthol est l'épice rafraîchissante naturelle la plus répandue dans la nature, avec une sensation de fraîcheur rapide, un arôme frais et d'autres caractéristiques, associée à des produits verts et naturels de plus en plus populaires ces dernières années, de sorte que la demande de menthol dans le produit final a une tendance progressive à la hausse. Cependant, le menthol a aussi ses propres défauts d'application, tels qu'un goût amer lorsque le dosage est important, une forte volatilité et une courte durée de fraîcheur.

En réponse à ces lacunes, de nombreux experts en applications ont apporté certaines améliorations au menthol. Par exemple, la société allemande Simules a inventé les "préparations d'épices contenant du menthol" en utilisant des matières premières d'alcool de sucre et des édulcorants pour masquer l'amertume du menthol, notamment l'érythritol, le xylitol, les glycosides de stévia et l'aspartame, etc. En outre, ils ont également ajouté des huiles essentielles dans le produit, des ingrédients épicés pour réduire la sensation de brûlure produite par le menthol dans la bouche.

Des agents aromatiques liquides sont également utilisés dans les "compositions rafraîchissantes" inventées par la société suisse Chihuahuaten pour améliorer l'amertume du menthol. La China Tobacco Corporation a également ajouté des édulcorants aux cigarettes mentholées pour masquer l'amertume du menthol. Des méthodes similaires de masquage de l'amertume sont également largement utilisées dans les boissons rafraîchissantes. Actuellement, les agents de masquage de l'amertume couramment utilisés pour le menthol sont le sucralose, le néotame et l'aspartame.

En outre, Anhui Aidi Spice Co. Ltd. a documenté le processus de préparation d'un produit mentholé à faible amertume dans son brevet intitulé "A low-bitterness levo-menthol, preparation method and application" (lévo-menthol à faible amertume, méthode de préparation et application). Le produit a la forme de cristal en aiguille du menthol et, par rapport au menthol ordinaire, le goût amer dans la bouche est réduit de 50%~70%.

Comme le menthol peut produire un bon effet rafraîchissant sur la peau, il est également largement utilisé dans les produits médicaux, les produits chimiques quotidiens, etc. Par exemple, le "gel-crème rafraîchissant à l'aloe vera" produit par Suzhou Shengbai Health Co., Ltd. contient du menthol, qui peut rafraîchir et soulager la douleur ; les gouttes pour les yeux contiennent également une petite quantité de menthol, qui peut avoir des effets antiseptiques, anti-inflammatoires et rafraîchissants [2]. Actuellement, les résultats du test de fraîcheur montrent que l'utilisation du menthol dans les crèmes et les pommades topiques permet d'obtenir un effet de fraîcheur plus rapide, et que l'effet de fraîcheur du menthol sur la peau est nettement plus long que celui dans la bouche.

La gamme WS

Depuis 1970, Wilkinson Sword a mené des recherches approfondies sur les liquides de refroidissement synthétiques, au cours desquelles elle a mis au point quelque 1 200 composés à détection de froid, connus sous le nom de gamme de produits WS. Ceux-ci comprennent les produits WS-23, WS-3 et WS-5, qui ont connu un succès commercial ultérieur.

I. Produits WS-23

Le WS-23 a été développé et synthétisé par Wilkinson Sword au début des années 1980. L'entreprise a utilisé le diisopropylpropionitrile (DIPPN) comme matière première, l'a d'abord hydrolysé pour générer de l'acide diisopropylpropionique, puis a ajouté du chlorure de sulfoxyde pour générer du chlorure d'acyle, et enfin a réagi avec de la méthylamine pour produire le produit cible [3].

En 2002, International Flavors and Fragrances (IFF) a introduit dans son brevet un nouveau procédé de préparation du WS-23, qui utilise également le diisopropylpropionitrile comme matière première, ajoute un excès de triacétate de glycérol et enfin du sulfate de diméthyle, et distille pour produire le produit cible, avec un rendement allant jusqu'à 70%. En outre, Millennium a également proposé une nouvelle méthode de synthèse, qui utilise le diisopropylpropionitrile avec du méthanol, du carbonate de diméthyle et d'autres composés, et réagit sous l'action d'un catalyseur acide pour produire le produit, avec des rendements pouvant atteindre 90%.

Les principaux avantages du WS-23 par rapport au menthol sont la longue durée de la sensation de refroidissement et l'absence d'amertume dans la bouche. Cependant, le WS-23 n'a pas la fraîcheur explosive du menthol et son goût particulier de menthe, mais il est tout de même largement utilisé dans les confiseries, les boissons et d'autres produits. Dans certains produits de confiserie rafraîchissants qui nécessitent un haut degré de fraîcheur, la quantité de WS-23 ajoutée peut atteindre 0,3% à 0,5%, alors que le menthol produira de l'amertume si la quantité de menthol ajoutée est supérieure à 0,08%. En outre, le WS-23 peut détruire la forme cristalline après le broyage, en formant des particules plus fines semblables à de la poudre, ce qui facilite leur ajout aux produits de confiserie pressés, et la plupart des produits tels que les bonbons pressés et les bonbons en anneau actuellement vendus sur le marché utilisent le WS-23 comme agent de refroidissement.

En outre, le WS-23 a une bonne solubilité dans l'eau chaude, alors que la plupart des autres produits de la série WS disponibles dans le commerce sont insolubles dans l'eau. Le WS-23 peut être directement dissous dans l'eau à température ambiante après avoir été dissous avec du propylène glycol, de sorte que le WS-23 est également l'un des agents réfrigérants couramment utilisés pour les bains de bouche et les boissons.

Deuxièmement, les produits WS-3

Le processus de synthèse traditionnel du réfrigérant WS-3 consiste à utiliser du chlorure d'acide p-fumarique et de l'éthylamine pour le fabriquer par réaction directe, tandis que Millennium a proposé une nouvelle voie de synthèse, qui consiste en une réaction en une étape entre le chlorure d'acide p-fumarique et le phosphate de triéthyle catalysé par de l'acide polyphosphorique. Parmi eux, plus le coût de production du p-fuckyl-3-carbonitrile est faible, plus le prix du produit est avantageux [4].

Le WS-3 est un rafraîchissant de longue durée, et l'intensité du rafraîchissement du WS-3 testé par Millennium Company est 1,5 fois supérieure à celle du menthol, et la durée du rafraîchissement est de 20 à 30 minutes, et le site de l'effet de rafraîchissement est principalement dans la gorge, et il y a également un rafraîchissement dans la bouche, c'est pourquoi le WS-3 est souvent utilisé dans les produits sucrés lubrifiants. Toutefois, il convient de noter que le WS-3 a le même goût amer que le menthol, il est donc nécessaire d'optimiser le dosage dans le cadre d'une utilisation spécifique, et une petite quantité d'édulcorant peut être ajoutée pour couvrir le goût amer lorsque le dosage est élevé. En outre, le WS-3 est difficile à dissoudre dans l'eau, de sorte que s'il est utilisé dans des boissons, des bains de bouche et d'autres produits, il est nécessaire de dissoudre le WS-3 dans du propylène glycol, puis d'ajouter du Tween ou un solubilisant Span avant de l'utiliser.

Produits WS-5 et WS-12

Le WS-5 est également appelé N(- éthoxycarbonylméthyl)-p-alkane-3-carboxamide, il se présente sous la forme d'une poudre blanche solide, la sensation de refroidissement est principalement concentrée dans la bouche et la gorge, l'intensité du refroidissement est environ 3~4 fois supérieure à celle du menthol, qui est la variété ayant l'intensité de refroidissement la plus élevée de la série WS.Le WS-5 est principalement utilisé dans les bonbons durs, les bonbons lubrifiants, les dentifrices, etc. En outre, lorsque le WS-5 est utilisé en combinaison avec de l'huile de menthol ou du menthol, l'effet rafraîchissant est considérablement renforcé.

Le WS-12 est également connu sous le nom de N(- 4-méthoxyphényl)-p-menthyl-3-carboxamide. Les résultats des tests de Millennium montrent que le WS-12 n'a pas l'amertume, la sensation de brûlure et l'âcreté du menthol, mais qu'il produit une sensation rafraîchissante et prolongée qui est percutante, rafraîchissante et rafraîchit l'ensemble des muqueuses de la cavité buccale et de la gorge.

En outre, le WS-12 a la caractéristique de résister aux températures élevées, une température élevée soutenue de 200℃ n'affectera pas le pouvoir réfrigérant du produit. Cependant, au cours du processus d'application, il n'y a pratiquement aucune sensation de refroidissement lorsque le WS-12 est goûté directement, et un rapport de brevet indique qu'une sensation de refroidissement sera produite dans la bouche après que le WS-12 a été réduit en poudre avec une taille de particule très petite à l'aide d'un broyeur à billes.

Esters de menthol et produits de la série réduction des carbonyles

I. Glutarate de menthol

L'ester monomenthique de l'acide glutarique est un agent rafraîchissant produit par estérification directe du menthol naturel avec l'acide dicarboxylique ou l'anhydride dicarboxylique correspondant, et il a été rapporté dans la littérature que la réaction entre le menthol et l'anhydride glutarique peut être utilisée pour obtenir un rendement élevé. La fraîcheur du glutarate de mono-menthyle est plus douce et dure plus longtemps, et il est reconnu comme un réfrigérant sûr par la Food Flavor and Extract Manufacturers Association of America (FEMA) (FEMA 4006). En 2002, IFF a obtenu un brevet décrivant que le glutarate de mono-menthyle mélangé au glutarate de di-menthyle dans un rapport de 70:30 peut donner une meilleure sensation de fraîcheur [5].

Source de l'image : Creative Post

Lactate de menthyle

Le lactate de menthyle est principalement synthétisé par estérification de l'acide lactique fermenté et du menthol naturel comme matières premières principales, et le taux de conversion peut atteindre 75,5% [6]. Le lactate de menthol est principalement utilisé dans les produits de soins personnels tels que les gels douche, les lingettes humides et le talc. Comparé au menthol, le lactate de menthyle est plus doux en termes d'effet et de sensation de refroidissement, et la sensation de refroidissement dure plus longtemps.

Le lactate de menthol est également largement utilisé dans les arômes de tabac. En raison de son arôme doux et rafraîchissant, le lactate de menthol peut être ajouté aux arômes de tabac pour augmenter la douceur du tabac et améliorer considérablement le goût des cigarettes. En particulier, les matières premières du lactate de menthol sont des ingrédients naturels, volatiles à haute température, sûrs et inoffensifs pour les êtres humains, ce qui rend les produits aromatisés plus stables.

Troisièmement, cétone de menthol acétonide de glycérol

L'acétonide de glycérol de cétone de menthol est l'utilisation de catalyseurs acides pour la déshydratation de la cétone de menthol et la condensation du glycérol pour former l'agent de refroidissement. Par rapport au lactate de menthol, la sensation de fraîcheur de la cétone de menthol glycérol est plus douce et n'irrite pas la peau, c'est pourquoi elle est souvent utilisée dans les shampooings, les gels douche, les produits de rasage et d'autres produits de soins personnels. En outre, le menthone glycérol cétone peut également être utilisé dans la formulation de produits chimiques quotidiens, de tabac et d'arômes rafraîchissants en tant que stabilisateur rafraîchissant pour les arômes de menthol [7].

Comparaison de la fraîcheur de différents arômes frais

Millennium a fourni des données sur l'intensité de la fraîcheur de divers arômes frais en mesurant leurs seuils [8]. Dans la série des produits à base d'esters de menthol et de condensés de carbone, l'intensité de fraîcheur du menthol cétone glycérol condensé (Frescolat MGA) est d'environ 40, celle de l'ester de lactate de menthol (Frescolat ML ) est de 43, voir la figure 1.

En outre, plusieurs isomères du menthol ont une faible intensité de fraîcheur, par exemple le D-néomenthol [(-)-Neomenthol], le D-isomenthol [(-)-Isomenthol], le L-néoisomenthol [(+)-Neoisomenthol] ont une intensité de fraîcheur de 3, et le L-isomenthol [(+)-Neoisomenthol ] a également une intensité de fraîcheur de seulement 11, et le D-néoisomenthol [(-)-Neoisomenthol] a une intensité de fraîcheur d'environ 13.

Tendance de développement des épices à saveur froide

En ce qui concerne la tendance au développement des épices à saveur froide, je pense qu'elle comprend la recherche et le développement de produits monomères et l'application de produits composés sous deux aspects. Tout d'abord, à l'heure actuelle, plus d'un millier de types de monomères synthétiques d'épices rafraîchissantes ont été développés, dont seulement quelques dizaines ont été commercialisés avec succès, et seulement 20 à 30 types sont couramment utilisés dans l'alimentation, les cosmétiques et les arômes [7], par conséquent, à l'avenir, de nouvelles épices rafraîchissantes monomères de qualité alimentaire et cosmétique continueront à être commercialisées et largement utilisées. En outre, la recherche sur l'application des parfums rafraîchissants deviendra également une nouvelle direction de développement. On sait désormais que certains parfums rafraîchissants seront utilisés en combinaison pour obtenir un effet synergique, tandis que les parfums rafraîchissants solubles dans l'eau, les parfums rafraîchissants à faible eutectique, etc. deviendront également la direction de la recherche et du développement des ingénieurs d'application.