Serinletici baharat, doğal serinletici baharat ve sentetik serinletici baharat olmak üzere iki kategoriye ayrılan serinletici etkiye sahip bir baharat türüdür. Doğal soğutma baharatları doğadan alınır ve baharatın orijinal bitki aroması özelliklerini korur, genellikle ezilir, damıtılır, ekstrakte edilir ve diğer fiziksel veya kimyasal işleme ve üretim yöntemleri; sentetik soğutma baharatları, monomer baharatların kimyasal sentez yöntemi ile hazırlanan kimyasal hammaddelerin kullanılmasıdır.

Mentol

Mentol, doğadaki en yaygın doğal soğutma baharatıdır, hızlı, taze aroma ve diğer özelliklerin serin salgın hissi ile son yıllarda yeşil ve doğal ürünlerle birleştiğinde giderek daha popüler hale gelmektedir, bu nedenle son üründe mentol talebi kademeli bir artış eğilimine sahiptir. Bununla birlikte, mentolün dozaj büyük olduğunda acı bir tat, güçlü uçuculuk ve kısa süreli serinlik gibi kendi uygulama kusurları da vardır.

Bu eksikliklere yanıt olarak, birçok uygulama uzmanı mentol üzerinde bazı iyileştirmeler yapmıştır. Örneğin, Alman Simules şirketi, mentolün acılığını maskelemek için eritritol, ksilitol, stevia glikozitleri ve aspartam gibi şeker alkolü hammaddeleri ve tatlandırıcıların kullanımında "mentol içeren baharat preparatlarını" icat etti. Ayrıca, mentolün ağızda yarattığı yanma hissini azaltmak için ürüne esansiyel yağlar, baharat bileşenleri de eklediler.

Sıvı tatlandırıcı maddeler, mentolün acılığını arttırmak için İsviçre şirketi Chihuahuaten tarafından icat edilen "soğutma bileşimlerinde" de kullanılmaktadır. China Tobacco Corporation da mentolün acılığını maskelemek için mentollü sigaralara tatlandırıcılar eklemiştir. Benzer acı maskeleme yöntemleri serinletici içecek ürünlerinde de yaygın olarak kullanılmaktadır. Şu anda mentol için yaygın olarak kullanılan acı maskeleme maddeleri sukraloz, neotam ve aspartamdır.

Buna ek olarak, Anhui Aidi Spice Co. Ltd. düşük acılıkta bir mentol ürününün hazırlanma sürecini "Düşük acılıkta bir levo-mentol, hazırlama yöntemi ve uygulaması" adlı patentinde belgelemiştir. Ürün mentolün iğne benzeri kristal şekline sahiptir ve sıradan mentol ile karşılaştırıldığında ağızdaki acı tat 50%~70% oranında azaltılmıştır.

Mentol cilt üzerinde iyi bir soğutma etkisi yaratabildiğinden, tıp, günlük kimyasallar ve benzeri alanlardaki ürünlerde de yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin, Suzhou Shengbai Health Co., Ltd. tarafından üretilen "Aloe Vera Cooling Cream Gel" soğutma ve ağrı kesici sağlayabilen mentol içerir; göz damlaları da antiseptik, anti-enflamatuar ve soğutma etkileri sağlayabilen az miktarda mentol içerir [2]. Şu anda, serinlik testinin sonuçları, topikal kremlerde ve merhemlerde mentol kullanımının daha hızlı bir serinlik salgını etkisi elde edebileceğini ve mentolün cilt üzerindeki serinlik etkisinin ağızdakinden önemli ölçüde daha uzun olduğunu göstermektedir.

WS serisi

Wilkinson Sword 1970 yılından bu yana sentetik soğutucular üzerine kapsamlı araştırmalar yürütmüş ve bu süre zarfında WS ürün yelpazesi olarak bilinen yaklaşık 1.200 soğuk algılama bileşiği geliştirmiştir. Bunlar daha sonra ticari olarak başarılı olan WS-23, WS-3 ve WS-5 ürünlerini içermektedir.

I. WS-23 Ürünleri

WS-23, 1980'lerin başında Wilkinson Sword tarafından geliştirilmiş ve sentezlenmiştir. Şirket hammadde olarak diizopropilpropiyonitril (DIPPN) kullanmış, önce diizopropilpropiyonik asit oluşturmak için hidrolize etmiş, ardından açil klorür oluşturmak için sülfoksit klorür eklemiş ve son olarak hedef ürünü üretmek için metilamin ile reaksiyona girmiştir [3].

2002 yılında, International Flavors and Fragrances (IFF) patentinde WS-23'ün hazırlanması için hammadde olarak diizopropilpropiyonitril kullanan, fazla gliserol triasetat ekleyen ve son olarak dimetil sülfat ekleyen ve 70%'ye kadar verimle hedef ürünü üretmek için damıtan yeni bir süreç tanıttı. Buna ek olarak Millennium, diizopropilpropiyonitrili metanol, dimetil karbonat ve diğer bileşiklerle kullanan ve ürünü üretmek için asidik bir katalizör altında 90%'ye kadar yüksek verimle reaksiyona giren yeni bir sentez yöntemi de önermiştir.

WS-23'ün mentole göre en önemli avantajları soğutma hissinin uzun sürmesi ve ağızda acılık hissi yaratmamasıdır. Bununla birlikte, WS-23 mentolün patlayıcı serinliğinden ve özel nane tadından yoksundur, ancak yine de WS-23 şekerleme, içecek ve diğer ürünlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüksek derecede serinlik gerektiren bazı ferahlatıcı şekerleme ürünlerinde, eklenen WS-23 miktarı 0,3% ila 0,5% kadar yüksek olabilirken, eklenen mentol miktarı 0,08%'den fazla olduğunda mentol acılık üretecektir. Buna ek olarak, WS-23 ezildikten sonra kristal formunu yok edebilir, toza benzer daha ince partiküller oluşturarak preslenmiş şeker ürünlerine eklenmesini kolaylaştırır ve şu anda piyasada satılan preslenmiş şeker ve halka şeker gibi ürünlerin çoğu WS-23'ü soğutma maddesi olarak kullanır.

Ayrıca, WS-23 sıcak suda iyi çözünürlüğe sahipken, piyasada bulunan diğer WS serisi ürünlerin çoğu suda çözünmez. WS-23, propilen glikol ile çözüldükten sonra oda sıcaklığında doğrudan suda çözülebilir, bu nedenle WS-23 aynı zamanda gargara ve içecekler için yaygın olarak kullanılan soğutma ajanlarından biridir.

İkinci olarak, WS-3 ürünleri

Soğutucu WS-3'ün geleneksel sentez süreci, doğrudan reaksiyonla yapmak için p-fumarik asit klorür ve etilamin kullanmaktır, Millennium ise p-fumarik asit klorür ve polifosforik asit tarafından katalize edilen trietil fosfat arasında tek aşamalı bir reaksiyonla yapılan yeni bir sentez yolu önermiştir. Bunlar arasında, p-fuckyl-3-carbonitrile'in üretim maliyeti ne kadar düşükse, ürün fiyatı o kadar avantajlıdır [4].

WS-3 uzun ömürlü bir soğutucudur ve Millennium Company tarafından test edilen WS-3'ün serinlik yoğunluğu mentolün 1,5 katıdır ve serinlik süresi 20 ~ 30 dakikadır ve serinlik etki bölgesi esas olarak boğazdadır ve ağızda da serinlik vardır, bu nedenle WS-3 genellikle yağlayıcı şeker ürünlerinde kullanılır. Bununla birlikte, WS-3'ün mentol ile aynı acı tada sahip olduğu unutulmamalıdır, bu nedenle özel kullanımda dozajı optimize etmek gerekir ve dozaj büyük olduğunda acı tadı örtmek için az miktarda tatlandırıcı eklenebilir. Ayrıca, WS-3'ün suda çözünmesi zordur, bu nedenle içeceklerde, gargaralarda ve diğer ürünlerde kullanılacaksa, WS-3'ü propilen glikol içinde çözmek ve kullanmadan önce Tween veya Span çözündürücü eklemek gerekir.

WS-5 ve WS-12 ürünleri

WS-5 aynı zamanda N (- etoksikarbonilmetil) -p-alkan-3-karboksamid olarak da adlandırılır, görünümü beyaz bir toz katıdır, soğutma hissi esas olarak ağız ve boğazda yoğunlaşır, soğutma yoğunluğu mentolün yaklaşık 3 ~ 4 katıdır, WS serisindeki en yüksek soğutma yoğunluğuna sahip çeşittir.WS-5 esas olarak sert şekerlerde, yağlayıcı şekerlerde, diş macunlarında vb. kullanılır ve WS-5 şu anda piyasada bulunan siyah diş macunlarında bulunur. Ek olarak, WS-5 mentol yağı veya mentol ile birlikte kullanıldığında, soğutma etkisi önemli ölçüde artacaktır.

WS-12 aynı zamanda N(- 4-metoksifenil)-p-mentil-3-karboksamid olarak da bilinir. Millennium'un test sonuçları, WS-12'nin mentolün acılığına, yakıcılığına ve keskinliğine sahip olmadığını, ancak etkili, ferahlatıcı ve ağız boşluğunun ve boğazın tüm mukoza zarlarını serinleten ferahlatıcı ve uzun süreli bir soğutma hissi ürettiğini göstermektedir.

Buna ek olarak, WS-12 yüksek sıcaklık direnci özelliğine sahiptir, 200°C'lik sürekli yüksek sıcaklık ürünün soğutma gücünü etkilemeyecektir. Bununla birlikte, uygulama işlemi sırasında, WS-12 doğrudan tadıldığında temelde hiçbir soğutma hissi yoktur ve WS-12'nin bir bilyalı değirmen kullanılarak çok küçük bir parçacık boyutuna sahip bir toz haline getirilmesinden sonra ağızda bir soğutma hissi üretileceğine dair bir patent raporu vardır.

Mentol Esterleri ve Karbonil İndirgeme Serisi Ürünler

I. Mentol Glutarat

Glutarik asit monomentil ester, doğal mentolün karşılık gelen dikarboksilik asit veya dikarboksilik anhidrit ile doğrudan esterleştirilmesiyle üretilen bir soğutma maddesidir ve literatürde mentol ile glutarik anhidrit arasındaki reaksiyonun yüksek verim elde etmek için kullanılabileceği bildirilmiştir. Mono-mentil glutaratın serinliği daha yumuşaktır ve daha uzun sürer ve Amerika Gıda Aroması ve Özü Üreticileri Birliği (FEMA) (FEMA 4006) tarafından güvenli bir soğutucu olarak kabul edilmektedir. 2002 yılında IFF, mono-mentil glutaratın di-mentil glutarat ile 70:30 oranında karıştırılmasının daha iyi bir serinlik sağlayabileceğini açıklayan bir patente sahipti [5].

Resim kaynağı: Creative Post

Mentil Laktat

Mentil laktat esas olarak ana hammadde olarak fermente laktik asit ve doğal mentolün esterleştirilmesiyle sentezlenir ve dönüşüm oranı 75.5%'ye ulaşabilir [6]. Mentil laktat esas olarak vücut yıkama, ıslak mendil ve talk pudrası gibi kişisel bakım ürünlerinde kullanılır. Mentol ile karşılaştırıldığında, mentil laktat soğutma etkisi ve hissi açısından daha hafiftir ve soğutma hissi daha uzun sürer.

Mentol laktat tütün aromalarında da yaygın olarak kullanılmaktadır. Tatlı ve serinletici aroması nedeniyle mentil laktat, tütünün tatlılığını artırmak ve sigaranın tadını önemli ölçüde iyileştirmek için tütün aromalarına eklenebilir. Özellikle, mentil laktatın hammaddeleri doğal bileşenlerdir, yüksek sıcaklıklarda uçucudur, insanlar için güvenli ve zararsızdır, aynı zamanda aromalı ürünleri daha stabil hale getirecektir.

Üçüncü olarak, mentol keton gliserol asetonid

Mentol keton gliserol asetonid, asit katalizörlerinin kullanımı, soğutucuyu oluşturmak için mentol keton ve gliserol yoğunlaşmasının dehidrasyonu olacaktır. Mentil laktat ile karşılaştırıldığında, mentil keton gliserol keton serin hissi daha naziktir ve cildi tahriş etmez, bu nedenle genellikle şampuan, vücut yıkama ve tıraş ürünlerinde ve diğer kişisel bakım ürünlerinde kullanılır. Ayrıca menton gliserol keton, mentol aromaları için bir soğutma stabilizatörü olarak günlük kimyasalların, tütün ve soğutma aromalarının formülasyonunda da kullanılabilir [7].

Çeşitli soğuk tatların soğukluklarının karşılaştırılması

Millennium, eşiklerini ölçerek çeşitli serin tatların serinlik yoğunluğu hakkında veriler vermiştir [8]. Mentolün [(-)-Menthol] serinlik şiddeti 100, WS-23'ün 75, WS-3 ve WS-12'nin her ikisinin 150 ve WS-5'in 400 olarak tanımlanmıştır. Mentol esteri ve karbon yoğunlaştırılmış ürün serisinde, mentil keton gliserol yoğunlaştırılmış ketonun (Frescolat MGA) serinlik şiddeti yaklaşık 40, mentil laktat esterinin (Frescolat ML) serinlik şiddeti 43'tür, bkz. Şekil 1.

Buna ek olarak, mentolün birkaç izomeri düşük serinlik yoğunluklarına sahipti, örneğin D-neomenthol [(-)-Neomenthol], D-isomenthol [(-)-Isomenthol], L-neoisomenthol [(+)-Neoisomenthol] 3 serinlik yoğunluğuna sahipti ve L-isomenthol [(+)-Neoisomenthol] da sadece 11 serinlik yoğunluğuna sahipti ve D-neoisomenthol [(-)-Neoisomenthol] yaklaşık 13 serinlik yoğunluğuna sahipti.

Soğuk lezzet baharatlarının gelişim trendi

Soğuk aroma baharatlarının gelişim trendi için, monomer ürünlerin araştırılması ve geliştirilmesi ile bileşik ürünlerin iki açıdan uygulanmasını içerdiğine inanıyorum. Her şeyden önce, şu anda binden fazla çeşit monomer sentetik soğuk aroma baharatı geliştirilmiştir, bunlardan sadece birkaç düzinesi başarıyla ticarileştirilmiştir ve sadece 20 ~ 30 çeşit gıda, kozmetik ve aromada yaygın olarak kullanılmaktadır [7], bu nedenle gelecekte yeni gıda sınıfı ve kozmetik sınıfı monomer soğuk baharatlar ticarileştirilmeye ve yaygın olarak kullanılmaya devam edecektir. Buna ek olarak, serinletici kokuların uygulama araştırması da yeni bir gelişme yönü haline gelecektir, artık bazı serinletici kokuların sinerjik etki elde etmek için kombinasyon halinde kullanılacağı bilinirken, suda çözünür serinletici kokular, anti düşük ötektik serinletici kokular ve benzerleri de uygulama mühendislerinin araştırma ve geliştirme yönü haline gelecektir.