A hűtő fűszer egyfajta hűtő hatású fűszer, beleértve a természetes hűtő fűszert és a szintetikus hűtő fűszer két kategóriáját. A természetes hűtő fűszerek a természetből származnak, és megőrzik a fűszer eredeti növényi aromajellemzőit, általában zúzott, desztillált, extrahált és egyéb fizikai vagy kémiai feldolgozási és gyártási módszerekkel; a szintetikus hűtő fűszerek kémiai nyersanyagok felhasználása, amelyeket a monomer fűszerek kémiai szintézisének módszerével állítanak elő.

Mentol

A mentol a természetben a leggyakoribb természetes hűtő fűszer, a gyors, friss illatú és egyéb jellemzőkkel rendelkező hűvös kitörési érzéssel, a zöld és természetes termékekkel párosulva az utóbbi években egyre népszerűbb, így a mentol iránti kereslet a végtermékben fokozatosan emelkedő tendenciát mutat. A mentolnak azonban saját alkalmazási hibái is vannak, mint például a keserű íz, ha az adagolás nagy, erős illékonyság és a hűvösség rövid időtartama.

Ezekre a hiányosságokra válaszul számos alkalmazási szakértő bizonyos fejlesztéseket hajtott végre a mentolon. Például a német Simules cég feltalálta a "mentolt tartalmazó fűszerkészítményeket" a cukoralkohol nyersanyagok és édesítőszerek felhasználásával a mentol keserűségének elfedésére, beleértve az eritritet, a xilitet, a sztevia glikozidokat és az aszpartámot stb. Ezenkívül illóolajokat, fűszeres összetevőket is adtak a termékhez, hogy csökkentsék a mentol által a szájban keltett égő érzést.

A svájci Chihuahuaten cég által a mentol keserűségének javítására feltalált "hűsítő készítményekben" folyékony ízesítőanyagokat is használnak. A China Tobacco Corporation szintén édesítőszereket adott a mentolos cigarettákhoz, hogy elfedje a mentol keserűségét. Hasonló keserűség elfedő módszereket széles körben alkalmaznak a frissítő italoknál is. Jelenleg a mentolhoz általánosan használt keserűséget elfedő anyagok a szukralóz, a neotám és az aszpartám.

Ezenkívül az Anhui Aidi Spice Co., Ltd. az "Alacsony keserűségű levo-mentol, előállítási módszer és alkalmazás" című szabadalmában dokumentálta egy alacsony keserűségű mentoltermék előállítási folyamatát. A termék a mentol tűszerű kristályformájával rendelkezik, és a közönséges mentolhoz képest a keserű íz a szájban 50%~70%-vel csökken.

Mivel a mentol jó hűsítő hatást képes kifejteni a bőrre, széles körben használják az orvostudományi termékekben, a napi vegyszerekben és így tovább. Például a Suzhou Shengbai Health Co., Ltd. által gyártott "Aloe Vera Cooling Cream Gel" mentolt tartalmaz, amely hűsítő és fájdalomcsillapító hatású; a szemcseppek is tartalmaznak kis mennyiségű mentolt, amely fertőtlenítő, gyulladáscsökkentő és hűsítő hatású [2]. Jelenleg a hűvösségi teszt eredményei azt mutatják, hogy a mentol helyi krémekben és kenőcsökben való használatával gyorsabb hűsítő kitörési hatást lehet elérni, és a mentol hűsítő hatása a bőrön lényegesen hosszabb, mint a szájban.

A WS termékcsalád

1970 óta a Wilkinson Sword kiterjedt kutatásokat végzett a szintetikus hűtőfolyadékok terén, és ez idő alatt mintegy 1200 hűtőfolyadék-érzékelő vegyületet fejlesztett ki, amelyek a WS termékcsalád néven ismertek. Ezek közé tartoznak a később kereskedelmi forgalomban sikeres WS-23, WS-3 és WS-5 termékek.

I. WS-23 termékek

A WS-23-at a Wilkinson Sword fejlesztette ki és szintetizálta az 1980-as évek elején. A vállalat diizopropilpropionitrilt (DIPPN) használt nyersanyagként, amelyet először hidrolizáltak diizopropilpropionsav előállításához, majd szulfoxid-kloridot adtak hozzá az acil-klorid előállításához, végül metilaminnal reagáltak a céltermék előállításához [3].

2002-ben az International Flavors and Fragrances (IFF) szabadalmában egy új eljárást mutatott be a WS-23 előállítására, amely szintén diizopropilpropionitrilt használt nyersanyagként, majd felesleges glicerin-triacetátot, végül dimetil-szulfátot adott hozzá, és a céltermék előállításához desztillált, akár 70% hozammal. Ezenkívül a Millennium egy új szintézismódszert is javasolt, amely a diizopropilpropionitrilt metanollal, dimetilkarbonáttal és más vegyületekkel együtt használja, és savas katalizátorral reagál a termék előállításához, akár 90% hozammal.

A WS-23 legjelentősebb előnye a mentollal szemben a hűsítő érzés hosszú időtartama és a keserűség hiánya a szájban. A WS-23-ból azonban hiányzik a mentol robbanásszerű hűvössége és különleges mentolos íze, de a WS-23-at még így is széles körben használják édességekben, italokban és egyéb termékekben. Egyes frissítő édességekben, amelyek nagyfokú hűvösséget igényelnek, a hozzáadott WS-23 mennyisége akár 0,3%-0,5% is lehet, míg a mentol 0,08%-nél nagyobb mennyiségű mentol hozzáadása után keserűséget okoz. Ezen túlmenően a WS-23 képes elpusztítani a kristályos kristályos formát a zúzás után, finomabb, porhoz hasonló részecskéket képezve, ami megkönnyíti a préselt cukorka termékekhez való hozzáadását, és a legtöbb termék, mint például a préselt cukorka és a gyűrűs cukorka, amelyet jelenleg a piacon értékesítenek, a WS-23-at hűtőközegként használja.

Ezen kívül a WS-23 jól oldódik forró vízben, míg a legtöbb más, kereskedelemben kapható WS sorozatú termék vízben nem oldódik. A WS-23 a propilénglikollal való feloldás után közvetlenül feloldható szobahőmérsékletű vízben, így a WS-23 a szájvíz és az italok egyik általánosan használt hűtőközege is.

Másodszor, WS-3 termékek

A WS-3 hűtőközeg hagyományos szintézisfolyamata p-fumársav-klorid és etil-amin közvetlen reakcióval történő előállítása, míg a Millennium új szintézisutat javasolt, amely a p-fumársav-klorid és a trietilfoszfát közötti, polifoszforsavval katalizált egylépéses reakcióval készül. Ezek közül minél alacsonyabb a p-fukil-3-karbonitril előállítási költsége, annál kedvezőbb a termék ára [4].

A WS-3 egy hosszan tartó hűsítőszer, és a Millennium Company által tesztelt WS-3 hűsítő intenzitása 1,5-szerese a mentolénak, és a hűsítő hatás időtartama 20~30 perc, és a hűsítő hatás helye főleg a torokban van, és a szájban is hűvös van, ezért a WS-3-at gyakran használják a kenőcukor termékekben. Meg kell azonban jegyezni, hogy a WS-3-nak ugyanolyan keserű íze van, mint a mentolnak, ezért a konkrét felhasználásnál optimalizálni kell az adagolást, és kis mennyiségű édesítőszert lehet hozzáadni a keserű íz elfedésére, ha az adagolás nagy. Ezenkívül a WS-3 nehezen oldódik vízben, ezért ha italokban, szájvízben és egyéb termékekben használják, a WS-3-at propilénglikolban kell feloldani, majd felhasználás előtt Tween vagy Span oldószert kell hozzáadni.

WS-5 és WS-12 termékek

A WS-5 más néven N(-etoxikarbonil-metil)-p-alkán-3-karboxamid, megjelenése fehér porszerű szilárd anyag, a hűtő érzés elsősorban a szájban és a torokban koncentrálódik, a hűtés intenzitása körülbelül 3~4-szerese a mentolénak, amely a WS sorozat legnagyobb hűtő intenzitású fajtája.A WS-5-öt elsősorban kemény cukorkákban, kenőcukorkákban, fogkrémekben stb. használják, és a WS-5 jelenleg a piacon kapható fekete fogkrémekben található. Ezenkívül, ha a WS-5-öt mentololajjal vagy mentollal kombinálva használják, a hűtőhatás jelentősen fokozódik.

A WS-12 N(- 4-metoxifenil)-p-mentil-3-karboxamid néven is ismert. A Millennium vizsgálati eredményei azt mutatják, hogy a WS-12 nem rendelkezik a mentol keserűségével, égető és csípős ízével, hanem frissítő és hosszan tartó hűsítő érzést kelt, amely hatásos, frissítő, és hűsíti a szájüreg és a torok teljes nyálkahártyáját.

Ezenkívül a WS-12 jellemzője a magas hőmérsékleti ellenállás, a tartósan magas, 200 ℃-os hőmérséklet nem befolyásolja a termék hűtési szilárdságát. Az alkalmazási folyamat során azonban a WS-12 közvetlen kóstolásakor alapvetően nincs hűsítő érzés, és van egy szabadalmi jelentés, amely szerint a WS-12 nagyon kis szemcseméretű porrá őrlése után golyósmalom segítségével hűsítő érzés keletkezik a szájban.

Mentol észterek és karbonil redukciós sorozat termékei

I. Mentol-glutarát

A glutársav-monomentil-észter a természetes mentolnak a megfelelő dikarbonsavval vagy dikarbonsav-anhidriddel történő közvetlen észteresítésével előállított hűtőközeg, és az irodalomban arról számoltak be, hogy a mentol és a glutársav-anhidrid közötti reakcióval nagy hozam érhető el. A mono-mentil-glutarát hűsítő hatása lágyabb és hosszabb ideig tart, és az Amerikai Élelmiszer-aroma- és Kivonatgyártók Szövetsége (FEMA) biztonságos hűsítőanyagként ismerte el (FEMA 4006). 2002-ben az IFF-nek volt egy szabadalma, amely leírta, hogy a mono-mentil-glutarát di-mentil-glutaráttal 70:30 arányban keverve jobb hűsítő hatást adhat [5].

A kép forrása: Creative Post

Menthil-laktát

A mentiillaktátot főleg erjesztett tejsav és természetes mentol, mint fő nyersanyagok észteresítésével szintetizálják, és az átalakítási arány elérheti a 75,5% [6]. A menthil-laktátot elsősorban testápolási termékekben, például testápolóban, nedves törlőkendőkben és talkumporban használják. A mentollal összehasonlítva a mentillaktát enyhébb a hűsítő hatás és érzés szempontjából, és a hűsítő érzés tovább tart.

A mentol-laktátot széles körben használják dohányaromákban is. Édes és hűsítő aromája miatt a mentol-laktátot hozzá lehet adni a dohányaromákhoz, hogy növelje a dohány édességét és jelentősen javítsa a cigaretták ízét. Különösen a menthyl-laktát nyersanyagai természetes összetevők, magas hőmérsékleten illékonyak, biztonságosak és ártalmatlanok az emberekre, ugyanakkor stabilabbá teszik az ízesített termékeket.

Harmadszor, mentol-keton glicerin-acetonid

A mentol-keton glicerin acetonid a savas katalizátorok használata a mentol-keton és a glicerin kondenzációjának dehidratálása lesz a hűtőközeg kialakításához. Összehasonlítva a mentil-laktáttal, a mentil-keton glicerol-keton hűvös érzés gyengédebb, és nem irritálja a bőrt, ezért gyakran használják samponokban, testmosó és borotválkozási termékekben és más testápolási termékekben. Ezen túlmenően a menton-glicerol-keton a napi vegyi anyagok, a dohány és a hűtő ízek megfogalmazásában is használható a mentol ízek hűtő stabilizátoraként [7].

A különböző hűvös ízek hűvösségének összehasonlítása

A Millennium a különböző hűvös ízek küszöbértékének mérésével adatokat szolgáltatott a hűvösség intenzitásáról [8]. A mentol [(-)-Mentol] hűvös erősségét 100-ban, a WS-23-ét 75-ben, a WS-3 és WS-12-ét egyaránt 150-ben, a WS-5-ét pedig 400-ban határozták meg, a mentolészter és a szénkondenzált termékek sorozatában a mentilketon glicerin kondenzált keton (Frescolat MGA) hűvös erőssége 40 körül van, a mentil-laktátészter (Frescolat ML ) hűvös erőssége 43, lásd az 1. ábrát.

Ezenkívül a mentol több izomerje alacsony hűvösségi intenzitással rendelkezett, például a D-neoizomentol [(-)-Neoizomentol], D-izomentol [(-)-Izomentol], L-neoizomentol [(+)-Neoizomentol] hűvösségi intenzitása 3 volt, és az L-izomentol [(+)-Neoizomentol ] hűvösségi intenzitása is csak 11, a D-neoizomentol [(-)-Neoizomentol] hűvösségi intenzitása pedig körülbelül 13 volt.

A hideg ízű fűszerek fejlődési trendje

A hideg ízű fűszerek fejlesztési trendje szerintem két szempontból magában foglalja a monomer termékek kutatását és fejlesztését, valamint az összetett termékek alkalmazását. Először is, jelenleg több mint ezerféle monomer szintetikus hűvös ízű fűszert fejlesztettek ki, amelyek közül csak néhány tucatnyit hoztak sikeresen forgalomba, és csak 20 ~ 30 fajtát használnak általánosan az élelmiszerekben, kozmetikumokban és ízekben [7], ezért a jövőben az új élelmiszer-minőségű és kozmetikai minőségű monomer hűvös fűszerek továbbra is kereskedelmi forgalomba kerülnek és széles körben használatosak lesznek. Ezenkívül a hűtő illatanyagok alkalmazási kutatása is új fejlesztési irány lesz, most már ismert, hogy a hűtő illatanyagok egy részét kombinációban fogják használni a szinergikus hatás elérése érdekében, míg a vízoldható hűtő illatanyagok, az anti alacsony eutektikus hűtő illatanyagok és így tovább az alkalmazási mérnökök kutatásának és fejlesztésének iránya is lesz.