Aperçu de la vanilline

La vanilline est le premier arôme synthétisé par l'homme, et a été synthétisée avec succès par les docteurs M. Hallman et G. Thiemann, en Allemagne, en 1874. Elle est généralement divisée en méthyl-vanilline et éthyl-vanilline.

(1) Méthylvanilline : cristaux blancs ou jaunâtres, avec un arôme de vanille et une riche saveur laiteuse, la plus grande variété dans l'industrie des épices, est l'ingrédient principal de l'arôme populaire de vanille crémeuse. Son utilisation est très large, notamment dans l'industrie alimentaire, cosmétique et du tabac en tant que matière première de l'encens, agent correcteur ou agent aromatique fixe, dont les boissons, les confiseries, les pâtisseries, les biscuits, le pain, les aliments frits et d'autres produits alimentaires constituent la majeure partie du dosage. Il n'existe aucun rapport pertinent indiquant que la vanilline est nocive pour le corps humain.

(2) Ethylvanilline : cristaux blancs à légèrement jaunes ressemblant à des aiguilles ou poudre cristalline, semblables à l'arôme des gousses de vanille, l'arôme est plus fort que celui de la méthylvanilline. Il s'agit d'une épice à large spectre, l'une des épices synthétiques les plus importantes au monde aujourd'hui, et d'une matière première importante et indispensable dans l'industrie des additifs alimentaires. Son arôme est 3 à 4 fois supérieur à celui de la vanilline, il a un fort arôme de gousse de vanille et son parfum dure longtemps. Elle est largement utilisée dans l'alimentation, le chocolat, les glaces, les boissons et les cosmétiques d'usage quotidien pour améliorer et fixer le rôle de l'arôme. En outre, l'éthylvanilline peut également être utilisée comme additif pour les aliments pour animaux, comme agent de blanchiment dans l'industrie galvanique et comme intermédiaire dans l'industrie pharmaceutique.

Arômes importants

La vanilline est communément appelée vanille en poudre, vanilline, poudre de vanille, extrait de vanille, vanilline, de la plante Brassicaceae gousses de vanille dans l'extraction d'une épice importante, est l'une des plus grandes productions d'épices synthétiques, est le déploiement de chocolat, de crème glacée, de chewing-gum, de pâtisseries et de tabac aromatisant des matières premières importantes. Elle est naturellement présente dans les gousses de vanille, ainsi que dans l'essence de girofle, l'essence de mousse de chêne, le baume du Pérou, le baume de tulipe et le baume de benjoin.

La vanilline a un arôme fort et unique de gousse de vanille, un arôme stable, non volatile à des températures plus élevées. Elle est facilement affectée par la lumière, s'oxyde progressivement dans l'air et change facilement de couleur lorsqu'elle rencontre des substances alcalines ou alcalines. Une solution aqueuse réagit avec le chlorure ferrique pour produire une solution bleu-violet. Il peut être utilisé dans de nombreuses formules d'arômes chimiques quotidiens, mais il est principalement utilisé dans les arômes comestibles. Il est notamment largement utilisé dans les bonbons, le chocolat, les boissons, les crèmes glacées, les alcools, et il est également très utile dans les arômes de cigarettes.L'IFRA n'a pas de règles de restriction. L'IFRA n'a pas de règles de restriction. Cependant, il faut faire attention lorsqu'on l'utilise dans des produits aromatisés blancs, car il est susceptible de provoquer une décoloration.

La vanilline est également une épice comestible importante, en tant qu'épice de base, utilisée dans presque tous les parfums, dans un grand nombre d'industries alimentaires, en tant qu'arôme alimentaire largement utilisé dans le pain, la crème, la crème glacée, le vin brandy, etc., dans la pâtisserie, les biscuits, la quantité d'additifs dans les 0,01 ~ 0,04%, les bonbons pour 0,02 ~ 0,08%. C'est l'une des épices les plus utilisées dans les produits de boulangerie et peut être utilisée dans le chocolat, les biscuits, les gâteaux, les puddings et la crème glacée. Dissoudre dans de l'eau chaude avant utilisation pour de meilleurs résultats. Le niveau d'utilisation maximal est de 220mg/kg pour les produits de boulangerie et de 970mg/kg pour le chocolat.

Il est largement utilisé dans les arômes cosmétiques comme fixateur, harmonisateur et modificateur. C'est également un important exhausteur de goût pour les boissons et les aliments. Il est également utilisé dans la fabrication de L-dopa et de méthyldopa pharmaceutiques. Il peut également être utilisé comme agent de blanchiment pour le nickel et le chrome.

Norme de qualité de référence de la vanilline utilisée dans les arômes et les parfums

Propriétés physiques et chimiques

La vanilline a un arôme fort et unique de gousse de vanille, naturellement présente dans les gousses de vanille, ainsi que dans l'huile de clou de girofle, l'huile de mousse de chêne, le baume du Pérou, le baume de Tulu et le benjoin. Le sulfite de la pulpe de bois de conifères ou le sulfonate de lignine dans des conditions alcalines, l'oxydation à haute pression et l'hydrolyse précipitent une poudre cristalline blanche à jaune clair ou des cristaux en forme d'aiguille.

Ceux précipités à partir de l'éther de pétrole peuvent également produire des cristaux de système cristallin tétragonal, gaz aromatique, légèrement sucré, progressivement oxydé dans l'air, décomposition légère, décoloration alcaline, masse moléculaire relative de 152,15, densité relative de 1,056. Le point de fusion varie en fonction de la forme cristalline, le système cristallin tétragonal de 81-83 ℃, les cristaux en aiguille 77-79 ℃, le point d'ébullition de 285 ℃ (dans le gaz de dioxyde de carbone), 170 ℃ (2,00 × 10e3Pa), le point d'ébullition de 2,00 × 10e3Pa. 10e3Pa), 162℃(1.33×10e3Pa), 146℃(0.533×10e3Pa), sublimation sans décomposition, point d'éclair 162℃, légèrement soluble dans l'eau froide, soluble dans l'eau chaude, soluble dans l'éthanol, l'éther, l'acétone, le benzène, le chloroforme, le disulfure de carbone, l'acide acétique glacial, la pyridine et l'huile volatile. La solution aqueuse réagit avec le chlorure ferrique pour produire une solution bleu-violet. DL(50) orale du rat 1580mg/kg, DL(50) percutanée du rat 1500mg/kg.

La méthode de production industrielle est la suivante : l'eugénol génère de l'isoeugénol en présence d'hydroxyde de potassium, puis réagit avec l'anhydride acétique pour générer de l'acétate d'isoeugénol, qui est ensuite produit par oxydation et hydrolyse. Il s'agit d'une matière première importante pour le chocolat, la crème glacée, le chewing-gum, la pâtisserie et les arômes de tabac. Il peut également être utilisé comme harmonisateur et fixateur de parfum pour les parfums cosmétiques. C'est également une matière première de l'industrie pharmaceutique.

Ces dernières années, une nouvelle mode est apparue dans le secteur de la vanilline. L'huile de clou de girofle ou l'huile de basilic extrait l'eugénol comme matière première, par isomérisation et oxydation de la vanilline obtenue, parce qu'elle peut être considérée comme un équivalent naturel, elle est donc connue comme le niveau naturel de la vanilline et entre sur le marché des épices, le prix est environ 5 fois plus élevé que les produits synthétiques.

Fonctions et utilisations

(1) Arômes comestibles : La vanilline est un agent aromatique comestible, avec l'arôme de la gousse de vanille et une forte saveur laiteuse, c'est une matière première indispensable et importante dans l'industrie des additifs alimentaires, et elle est largement utilisée dans une variété d'aliments aromatiques qui ont besoin d'augmenter la saveur laiteuse, comme les gâteaux, les boissons froides, le chocolat, les bonbons, les biscuits, les nouilles instantanées, le pain et le tabac, les liqueurs aromatisées, le dentifrice, les savons, les parfums et les cosmétiques, les crèmes glacées, les boissons, ainsi que les cosmétiques d'usage quotidien pour augmenter la saveur et fixer l'arôme. Il peut être utilisé dans les cosmétiques pour augmenter et fixer le parfum. Il peut également être utilisé dans le savon, le dentifrice, le parfum, le caoutchouc, le plastique et les produits pharmaceutiques. Il est conforme à la norme FCCIV.

(2) La vanilline nationale est principalement utilisée dans les additifs alimentaires. Ces dernières années, l'application dans le domaine de la médecine s'est élargie et est devenue le domaine d'application le plus potentiel de la vanilline. À l'heure actuelle, la consommation intérieure de vanilline est la suivante : 55% pour l'industrie alimentaire, 30% pour les intermédiaires pharmaceutiques, 10% pour les agents aromatisants pour l'alimentation animale, 5% pour les cosmétiques, etc.

Le champ d'application de la vanilline dans les pays étrangers est très large, un grand nombre d'intermédiaires pharmaceutiques, également utilisés dans les stimulateurs de croissance des plantes, les fongicides, l'antimousse des huiles lubrifiantes, l'agent de blanchiment de la galvanoplastie, la production d'agents conducteurs pour les cartes de circuits imprimés et ainsi de suite.

Procédé de préparation de la vanilline

(1) Vanilline concentrée
La vanilline concentrée a un arôme puissant et durable de clou de girofle et de vanille, et l'intensité de son arôme est 16 à 25 fois supérieure à celle de la vanilline. La vanilline concentrée a été développée avec succès dès les années 1920. La voie de synthèse initiale consiste à utiliser le safrole comme matière première, et la solution alcoolique d'hydroxyde de potassium pour la réaction sous pression à chaud afin d'ouvrir l'anneau, puis à utiliser le sulfate d'éthyle de sodium pour rendre l'anneau sur l'hydroxyle éthylé, et enfin dans la solution d'éthanol hydrolysée avec de l'acide sulfurique pour obtenir de la vanilline fortement parfumée. Toutefois, en raison du manque de pureté de l'arôme des produits obtenus par cette méthode, celle-ci est rarement utilisée dans la pratique.

Dans les années 1950, une voie de synthèse a été mise au point pour produire de la vanilline à partir de l'eugénol (brevet américain 2663741), ce qui a permis la production industrielle de vanilline. Dans les années 1960, les chimistes des arômes de l'Union soviétique ont réussi à mettre au point une voie de synthèse utilisant le catéchol, moins cher et plus facile à obtenir, comme matière première. Tout d'abord, la monoalkylation du catéchol avec le chlorure d'allyle, donne 75% ; suivie d'une réaction de réarrangement, donne 35% à 38% ; puis la monoéthylation avec le sulfate d'éthyle de sodium, donne 82% ; et enfin l'isomérisation avec l'hydroxyde de potassium permet d'obtenir la vanilline Fu Fu épaisse, donne 84%, le point de fusion du produit brut après recristallisation est de 85,5 ~ 86 ℃.

La vanilline concentrée peut être utilisée dans les formulations d'arômes alimentaires tels que les bonbons, les boissons, les crèmes glacées, etc. FEMA No. 2922, elle peut également être utilisée dans des formulations d'arômes cosmétiques et quotidiens tels que le savon. Il peut être utilisé non seulement comme arôme, mais aussi comme synergiste et antioxydant. Les aromaticiens de l'ex-Union soviétique avaient une vision différente des propriétés aromatiques de la vanilline fortement parfumée. Ils l'ont ajoutée au chocolat et à d'autres arômes alimentaires et ont constaté que le produit n'avait pas d'arôme de vanilline, si bien qu'ils ont pensé qu'elle ne pouvait pas être utilisée comme substitut de la vanilline dans les arômes alimentaires. Cependant, lorsqu'elle a été utilisée dans un test de parfumage de savon, elle a donné aux échantillons de savon un fort arôme de clou de girofle et de vanille, mais aussi de vanilline et d'isoeugénol, ce qui est différent de la forte vanilline sur l'alcali, la lumière, l'oxydation est très stable, les échantillons de savon par le stockage de la couleur ne changent pas. On estime que la vanilline peut être utilisée dans les formulations quotidiennes d'arômes chimiques, en particulier pour les arômes de type fantaisie.

(2) Méthode de production industrielle de la vanilline
La production industrielle de vanilline remonte à plus de 100 ans. De nombreuses méthodes de synthèse ont été étudiées, mais les trois méthodes suivantes sont principalement appliquées à la production industrielle à grande échelle.

A. Voie de la lignine. Prendre comme matière première le sulfonate de lignine contenu dans les déchets liquides de pâte au sulfite de l'industrie papetière, l'hydrolyser à haute température alcaline et à haute pression, le déshydrater et l'oxyder. Cette méthode est principalement utilisée au Canada et aux États-Unis pour produire de la vanilline.

B. Voie du gaïacol et du formaldéhyde. Le gaïacol est la matière première la plus importante pour la synthèse de la vanilline, et la voie de synthèse avec le gaïacol, le formaldéhyde et la p-nitrosodiméthylaniline comme matières premières est également connue sous le nom de méthode nitrosyle. Cette méthode est principalement utilisée dans des pays tels que l'ex-Union soviétique et la Chine.

C. Voie du gaïacol-glyoxalate . Le gaïacol et l'acide glyoxalique sont utilisés comme matières premières et la vanilline est fabriquée par condensation, oxydation et décarboxylation.

La méthode a été étudiée et développée avec succès, principalement par la société française Rhône-Poulenc, et est produite à grande échelle. L'acide glyoxalique utilisé peut être produit par ozonolyse du maléate de diméthyle (brevet allemand 3224795). Cette voie de synthèse est considérée comme la méthode la plus appropriée à l'heure actuelle en raison de la source pratique de matières premières, du nombre réduit d'étapes de réaction, du coût moins élevé et de la moindre pollution des trois déchets.

Analyse du contenu

Méthode 1 : Analyse par spectrophotométrie d'absorption dans l'ultraviolet (voir GT-29). Préparation de la solution étalon Peser avec précision environ 100 mg de l'étalon de référence pharmaceutique vanilline, le placer dans une fiole jaugée de 250 ml et le mélanger avec du méthanol. Prélever 2,0 ml de cette solution, les introduire dans une fiole jaugée de 100 ml et les mélanger avec du méthanol. Préparation de la solution de l'échantillon Peser avec précision l'échantillon d'environ 100 mg, la méthode de préparation est la même que pour la préparation de la solution standard ci-dessus. Les solutions ci-dessus sont placées dans une cellule de quartz de 1 cm, dans la longueur d'onde d'absorption maximale d'environ 308 nm pour déterminer l'absorbance. Calculer la teneur (X) en vanilline (C8H8O3) de l'échantillon (mg) selon la formule suivante : X=12,5c(Au/As) dans laquelle c-concentration de vanilline dans la solution étalon, μg/ml ; Au-absorbance de la solution échantillon ; As -Au - absorbance de la solution échantillon ; As - absorbance de la solution étalon.
Méthode 2 : Détermination par chromatographie en phase gazeuse (GT-10-4) avec la méthode de la colonne non polaire.

Toxicité et limites d'utilisation

DL(50)par voie orale chez le rat, le cochon d'Inde:1580,1400mg/kg(Jenner)
Limite d'utilisation FEMA(mg/kg) : boissons non alcoolisées 63 ; boissons froides 95 ; confiserie 200 ; produits de boulangerie 220 ; puddings Chemicalbook 120 ; gummies 270 ; chocolats 970 ; couches de laminage 150 ; margarine 0,20 ; sirops de sucre 330～20.000. Selon la FAO/OMS : les aliments pour bébés en conserve et les céréales utilisées dans les plats préparés sont autorisés à un dosage maximal de 70%. La teneur maximale autorisée en additifs alimentaires est de 70mg/kg (1992).

Limites maximales d'utilisation des additifs alimentaires
Norme relative aux résidus maximaux admissibles

Situation du développement de l'industrie
Selon "China Vanillin Market Development Research and Investment Value Report (2019 Edition)" publié par Lignum Consulting, la consommation annuelle de vanilline sur le marché mondial est de 16 000 à 20 000 tonnes, et la consommation annuelle de vanilline en Chine est de 2 000 à 2 500 tonnes. Les principales entreprises nationales sont Jiaxing Zhonghua Chemical, Liaoning Shixing Pharmaceutical and Chemical, Ningbo Wanglong, etc. L'offre et la demande sont fondamentalement équilibrées.

Les entreprises nationales sont confrontées à deux problèmes principaux. Premièrement, les entreprises nationales ont des produits relativement uniques, une intégration insuffisante de la chaîne industrielle en amont et en aval, et certaines lacunes technologiques. Deuxièmement, Jiaxing Zhonghua et d'autres entreprises ne sont pas situées dans le parc, et les rejets d'eaux usées de guaiacol sont importants, ce qui rend les perspectives commerciales incertaines.

En outre, les principaux produits de Kunshan Aroma Natural Flavors sont la vanilline d'eugénol et la vanilline d'acide férulique, etc, c'est-à-dire la vanilline produite en utilisant des substances renouvelables telles que l'eugénol et l'acide férulique comme matières premières, et la Société est devenue l'un des principaux producteurs de ces produits dans le monde. La Société vendra un total d'environ 200 tonnes des produits susmentionnés en 2019, représentant environ 30% de la part de marché mondiale de produits similaires, les principaux clients étant Chihuateng, ABT des États-Unis et d'autres.

Brother Technology prévoit d'investir 1,26 milliard de RMB pour construire un projet de production de 20 000 tonnes de phénylènediol et de 31 100 tonnes de dérivés de phénylènediol dans le parc industriel d'Isan, qui sera mis en œuvre en deux phases. Au cours de la première phase, le projet produira 10 000 tonnes d'hydroquinone (dont 6 000 tonnes de catéchol et 4 000 tonnes d'hydroquinone), 3 430 tonnes de guaiacol, 2 625 tonnes d'éthyl guaiacol, 3 000 tonnes de vanilline, 2 500 tonnes d'éthyl vanilline, 500 tonnes d'éther de resvératrol, 500 tonnes de p-phénylène di-anisole, et 2 000 tonnes de p-hydroxyanisole, etc. Le projet sera mis en œuvre en deux phases.