Охлаждающие специи - это разновидность специй с охлаждающим эффектом, включающая натуральные охлаждающие специи и синтетические охлаждающие специи двух категорий. Натуральные охлаждающие специи берутся из природы и сохраняют оригинальные растительные ароматические характеристики специи, обычно измельчаются, дистиллируются, экстрагируются и другие физические или химические методы обработки и производства; синтетические охлаждающие специи - это использование химического сырья, приготовленного методом химического синтеза мономера специи.

Ментол

Ментол является самой распространенной натуральной охлаждающей специей в природе, с прохладным чувством вспышки быстрого, свежего аромата и другими характеристиками, в сочетании с зелеными и натуральными продуктами в последние годы становится все более популярным, поэтому спрос на ментол в конечном продукте имеет постепенную тенденцию к росту. Однако у ментола есть и свои недостатки применения, такие как горький вкус при большой дозировке, сильная летучесть и короткая продолжительность прохлады.

В ответ на эти недостатки многие специалисты по применению внесли определенные усовершенствования в ментол. Например, немецкая компания Simules изобрела "препараты специй, содержащие ментол" при использовании сырья сахарного спирта и подсластителей для маскировки горечи ментола, включая эритрит, ксилит, гликозиды стевии и аспартама и т. д.. Кроме того, в продукт добавляют эфирные масла, пряные ингредиенты, чтобы уменьшить ощущение жжения, возникающее при попадании ментола в рот.

Жидкие ароматизаторы также используются в "охлаждающих композициях", изобретенных швейцарской компанией Chihuahuaten для улучшения горечи ментола. Китайская табачная корпорация также добавляет подсластители в ментоловые сигареты, чтобы замаскировать горечь ментола. Подобные методы маскировки горечи также широко используются в освежающих напитках. В настоящее время в качестве маскирующих горечь ментола агентов обычно используются сукралоза, неотам и аспартам.

Кроме того, компания Anhui Aidi Spice Co., Ltd. задокументировала процесс приготовления ментолового продукта с низкой горечью в своем патенте "Левоментол с низкой горечью, способ приготовления и применение". Продукт имеет форму игольчатых кристаллов ментола, и по сравнению с обычным ментолом, горький вкус во рту уменьшается на 50%~70%.

Поскольку ментол способен оказывать хорошее охлаждающее действие на кожу, он также широко используется в продуктах в области медицины, повседневной химии и так далее. Например, "Охлаждающий крем-гель Алоэ Вера" производства Suzhou Shengbai Health Co., Ltd. содержит ментол, который может обеспечить охлаждение и обезболивание; глазные капли также содержат небольшое количество ментола, который может обеспечить антисептический, противовоспалительный и охлаждающий эффекты [2]. В настоящее время результаты теста на прохладу показывают, что использование ментола в кремах и мазях местного применения позволяет быстрее добиться эффекта вспышки прохлады, а прохладный эффект ментола на коже значительно дольше, чем во рту.

Ассортимент WS

С 1970 года компания Wilkinson Sword проводит обширные исследования в области синтетических охлаждающих жидкостей. За это время было разработано около 1200 охлаждающих составов, известных как линейка продуктов WS. В их число входят ставшие впоследствии коммерчески успешными продукты WS-23, WS-3 и WS-5.

I. Продукция WS-23

WS-23 был разработан и синтезирован компанией Wilkinson Sword в начале 1980-х годов. Компания использовала диизопропилпропионитрил (DIPPN) в качестве сырья, сначала гидролизовала его для получения диизопропилпропионовой кислоты, затем добавила хлористый сульфоксид для получения ацилхлорида, и, наконец, прореагировала с метиламином для получения целевого продукта [3].

В 2002 году компания International Flavors and Fragrances (IFF) представила в своем патенте новый способ получения WS-23, в котором в качестве сырья также использовался диизопропилпропионитрил, добавлялся избыток триацетата глицерина, в конце добавлялся диметилсульфат, и дистилляцией получался целевой продукт, с выходом до 70%. Кроме того, компания Millennium предложила новый метод синтеза, в котором диизопропилпропионитрил используется с метанолом, диметилкарбонатом и другими соединениями, и вступает в реакцию под действием кислотного катализатора для получения продукта с выходом до 90%.

Наиболее значимые преимущества WS-23 перед ментолом - длительное ощущение охлаждения и отсутствие горечи во рту. Однако WS-23 не обладает взрывной прохладой ментола и его особым мятным ароматом, но, несмотря на это, WS-23 широко используется в кондитерских изделиях, напитках и других продуктах. В некоторых освежающих конфетах, требующих высокой степени прохлады, количество добавляемого WS-23 может достигать от 0,3% до 0,5%, в то время как ментол вызывает горечь после того, как количество добавляемого ментола превышает 0,08%. Кроме того, WS-23 может разрушать кристаллическую форму после дробления, образуя более мелкие частицы, похожие на порошок, что облегчает их добавление в прессованные конфеты, и большинство продуктов, таких как прессованные конфеты и кольцевые конфеты, продаваемые в настоящее время на рынке, используют WS-23 в качестве охлаждающего агента.

Кроме того, WS-23 обладает хорошей растворимостью в горячей воде, в то время как большинство других коммерчески доступных продуктов серии WS нерастворимы в воде. WS-23 может быть непосредственно растворен в воде комнатной температуры после растворения с пропиленгликолем, поэтому WS-23 также является одним из широко используемых охлаждающих агентов для полоскания рта и напитков.

Во-вторых, продукты WS-3

Традиционный процесс синтеза охладителя WS-3 заключается в использовании хлорида п-фумаровой кислоты и этиламина для его получения по прямой реакции, в то время как компания Millennium предложила новый маршрут синтеза, который осуществляется с помощью одностадийной реакции между хлоридом п-фумаровой кислоты и триэтилфосфатом, катализируемой полифосфорной кислотой. При этом чем ниже себестоимость производства п-фурацил-3-карбонитрила, тем выгоднее цена продукта [4].

WS-3 является охлаждающим средством длительного действия, и интенсивность охлаждения WS-3, протестированная компанией Millennium, в 1,5 раза превышает интенсивность охлаждения ментолом, а продолжительность охлаждения составляет 20~30 минут, и место действия охлаждения находится в основном в горле, а также наблюдается охлаждение во рту, поэтому WS-3 часто используется в смазывании сахарных продуктов. Однако следует отметить, что WS-3 имеет такой же горький вкус, как и ментол, поэтому необходимо оптимизировать дозировку при конкретном использовании, и небольшое количество подсластителя может быть добавлено для покрытия горького вкуса при большой дозировке. Кроме того, WS-3 трудно растворяется в воде, поэтому при использовании в напитках, ополаскивателях для рта и других продуктах необходимо растворить WS-3 в пропиленгликоле, а затем добавить солюбилизатор Tween или Span перед использованием.

Продукты WS-5 и WS-12

WS-5 также называется N(-этоксикарбонилметил)-p-алкан-3-карбоксамид, его внешний вид представляет собой белый твердый порошок, ощущение охлаждения в основном сосредоточено во рту и горле, интенсивность охлаждения примерно в 3~4 раза больше, чем у ментола, который является сортом с самой высокой интенсивностью охлаждения в серии WS. WS-5 в основном используется в твердых конфетах, смазывающих конфетах, зубных пастах и т.д., и WS-5 содержится в черных зубных пастах, доступных на рынке в настоящее время. Кроме того, когда WS-5 используется в сочетании с ментоловым маслом или ментолом, охлаждающий эффект значительно усиливается.

WS-12 также известен как N(- 4-метоксифенил)-p-ментил-3-карбоксамид. Результаты испытаний Millennium показали, что WS-12 не имеет горечи, жжения и резкости ментола, но создает освежающее и длительное ощущение холода, которое воздействует, освежает и охлаждает всю слизистую оболочку полости рта и горла.

Кроме того, WS-12 обладает свойством устойчивости к высоким температурам, устойчивая высокая температура в 200℃ не влияет на охлаждающую способность продукта. Тем не менее, в процессе применения WS-12 не возникает ощущения охлаждения при непосредственной дегустации, но есть патентный отчет о том, что ощущение охлаждения возникает во рту после измельчения WS-12 в порошок с очень маленьким размером частиц с помощью шаровой мельницы.

Ментоловые эфиры и продукты серии карбонильных восстановителей

I. Ментол глутарат

Мономентиловый эфир глутаровой кислоты - это охлаждающий агент, получаемый прямой этерификацией натурального ментола с соответствующей дикарбоновой кислотой или дикарбоновым ангидридом, и в литературе сообщается, что реакция между ментолом и глутаровым ангидридом может быть использована для получения высокого выхода. Охлаждение мономентолового глутарата более мягкое и длительное, и он признан безопасным охладителем Американской ассоциацией производителей пищевых ароматизаторов и экстрактов (FEMA) (FEMA 4006). В 2002 году IFF получила патент, описывающий, что мономентоловый глутарат, смешанный с диментоловым глутаратом в соотношении 70:30, может обеспечить лучшее охлаждение [5].

Источник изображения: Creative Post

Ментил лактат

Ментил лактат в основном синтезируется путем этерификации ферментированной молочной кислоты и натурального ментола в качестве основного сырья, а коэффициент конверсии может достигать 75,5% [6]. Ментил лактат в основном используется в средствах личной гигиены, таких как средства для мытья тела, влажные салфетки и тальк. По сравнению с ментолом, ментил лактат обладает более мягким охлаждающим эффектом и ощущениями, а ощущение охлаждения длится дольше.

Лактат ментола также широко используется в табачных ароматизаторах. Благодаря своему сладкому и охлаждающему аромату, ментил лактат может быть добавлен в табачные ароматизаторы, чтобы увеличить сладость табака и значительно улучшить вкус сигарет. В частности, сырьем для ментил-лактата служат натуральные ингредиенты, летучие при высоких температурах, безопасные и безвредные для человека, в то же время они сделают ароматизированные продукты более стабильными.

В-третьих, ментоловый кетон глицерил ацетонид

Ментол кетон глицерин ацетонид является использование кислотных катализаторов будет дегидратации ментол кетон и глицерин конденсации для формирования охлаждающей жидкости. По сравнению с ментил лактатом, ментол кетон глицерин кетон прохладное чувство более нежное, и не раздражает кожу, поэтому он часто используется в шампуне, мытье тела и бритвенных продуктов и других продуктов личной гигиены. Кроме того, ментон глицерилкетон также может быть использован в рецептуре ежедневных химических средств, табачных и охлаждающих ароматизаторов в качестве охлаждающего стабилизатора для ментоловых ароматизаторов [7].

Сравнение прохлады различных прохладных ароматов

Компания Millennium привела данные об интенсивности прохлады различных прохладных ароматов, измерив их пороговые значения [8]. Интенсивность охлаждения ментола [(-)-ментол] была определена как 100, WS-23 - как 75, WS-3 и WS-12 - как 150, а WS-5 - как 400. В серии продуктов с ментоловым эфиром и углеродной конденсацией интенсивность охлаждения ментилкетона глицеринового конденсированного кетона (Frescolat MGA) составляет около 40, интенсивность охлаждения ментил-лактатного эфира (Frescolat ML ) - 43, см. рис. 1.

Кроме того, некоторые изомеры ментола имели низкую интенсивность охлаждения, например, D-неоментол [(-)-Неоментол], D-изоментол [(-)-Изоментол], L-неоизоментол [(+)-Неоизоментол] имели интенсивность охлаждения 3, а L-изоментол [(+)-Неоизоментол] также имел интенсивность охлаждения всего 11, а D-неоизоментол [(-)-Неоизоментол] имел интенсивность охлаждения около 13.

Тенденция развития холодных вкусовых специй

Что касается тенденции развития холодных ароматических специй, то я считаю, что она включает в себя исследование и разработку мономерных продуктов и применение комбинированных продуктов в двух аспектах. Во-первых, в настоящее время разработано более тысячи видов мономерных синтетических холодных ароматических специй, из которых только несколько десятков были успешно коммерциализированы, и только 20~30 видов широко используются в пищевой, косметической и ароматической промышленности [7], поэтому в будущем новые мономерные холодные специи пищевого и косметического класса будут продолжать коммерциализироваться и широко использоваться. Кроме того, исследование применения охлаждающих ароматов также станет новым направлением развития, теперь известно, что некоторые из охлаждающих ароматов будут использоваться в комбинации для достижения синергетического эффекта, а водорастворимые охлаждающие ароматы, анти-низкоэвтектические охлаждающие ароматы и так далее также станут направлением исследований и разработок инженеров по применению.