Vanilinin özellikleri, kullanım alanları ve üretim süreçleri nelerdir?

Vaniline Genel Bakış
Vanilin, insanlık tarafından sentezlenen ilk aromadır ve 1874 yılında Almanya'dan Dr. M. Hallman ve Dr. G. Thiemann tarafından başarıyla sentezlenmiştir. Genellikle metil vanilin ve etil vanilin olarak ikiye ayrılır.
(1) Metil vanilin: beyaz veya sarımsı kristaller, vanilya aroması ve zengin sütlü aroması, baharat endüstrisindeki en büyük çeşitlilik, popüler kremsi vanilya aromasının ana bileşenidir. Gıda, kozmetik, tütün endüstrisinde tütsü hammaddesi, düzeltici ajan veya sabit aroma ajanı olarak, içecek, şekerleme, hamur işleri, kurabiye, ekmek ve kızarmış yiyecekler ve dozajın çoğunluğuna sahip diğer gıda ürünleri gibi kullanımı çok geniştir. Vanilinin insan vücuduna zararlı olduğuna dair herhangi bir rapor bulunmamaktadır.
(2) Etil vanilin: beyaz ila hafif sarı iğne benzeri kristaller veya kristal toz, vanilya fasulyesinin aromasına benzer, aroma metil vanilinden daha güçlüdür. Geniş spektrumlu bir baharattır, bugün dünyanın en önemli sentetik baharatlarından biridir ve gıda katkı maddeleri endüstrisinde önemli ve vazgeçilmez bir hammaddedir. Aroması vanilinin 3-4 katıdır ve güçlü bir vanilya fasulyesi aromasına sahiptir ve kokusu uzun süre kalıcıdır. Gıda, çikolata, dondurma, içecek ve günlük kullanım kozmetiklerinde lezzet rolünü geliştirmek ve düzeltmek için yaygın olarak kullanılır. Ayrıca etil vanilin, yem katkı maddesi, elektrokaplama endüstrisinde parlatıcı madde ve ilaç endüstrisinde ara ürün olarak da kullanılabilir.
Önemli tatlandırıcılar
Vanilin yaygın olarak vanilya tozu, vanilin, vanilya tozu, vanilya özü, vanilin olarak bilinir, Brassicaceae bitkisinden vanilya çekirdeklerinin çıkarılmasında önemli bir baharattır, sentetik baharatların en büyük üretimlerinden biridir, çikolata, dondurma, sakız, hamur işleri ve tütün aromasının önemli hammaddelerinin dağıtımıdır. Vanilya kabuklarının yanı sıra karanfil yağı, meşe yosunu yağı, Peru balsamı, lale balsamı ve benzoin balsamında doğal olarak bulunur.
Vanilinin güçlü ve eşsiz bir vanilya fasulyesi aroması vardır, aroması sabittir, yüksek sıcaklıklarda uçucu değildir. Işıktan etkilenmesi kolaydır, havada yavaş yavaş oksitlenir ve alkali veya alkali maddelerle karşılaştığında renk değiştirmesi kolaydır. Sulu çözeltisi ferrik klorür ile reaksiyona girerek mavi-mor bir çözelti oluşturur. Birçok günlük kimyasal aroma formülünde kullanılabilir, ancak esas olarak yenilebilir aromalarda kullanılır. Özellikle şekerleme, çikolata, içecek, dondurma, alkolde yaygın olarak kullanılır ve ayrıca sigara aromalarında çok faydalıdır.IFRA'nın herhangi bir kısıtlama düzenlemesi yoktur. Bununla birlikte, renk bozulmasına neden olabileceğinden beyaz aromalı ürünlerde kullanılırken dikkatli olunmalıdır.
Vanilin aynı zamanda önemli bir yenilebilir baharattır, temel baharat olarak, hemen hemen tüm kokularda, çok sayıda gıda endüstrisinde, ekmek, krema, dondurma, brendi şarap vb. ürünlerde yaygın olarak kullanılan bir gıda aroması olarak, hamur işlerinde, kurabiyelerde, 0.01 ~ 0.04% katkı maddesi miktarı, 0.02 ~ 0.08% için şeker. Unlu mamullerde en çok kullanılan baharatlardan biridir ve çikolata, kurabiye, kek, puding ve dondurmada kullanılabilir. Daha iyi sonuç almak için kullanmadan önce ılık suda çözünüz. Maksimum kullanım seviyesi unlu mamuller için 220mg/kg ve çikolata için 970mg/kg'dır.
Kozmetik aromalarda fiksatif, harmonizer ve modifiye edici olarak yaygın bir şekilde kullanılır. Aynı zamanda içecek ve yiyecekler için önemli bir lezzet arttırıcıdır. Ayrıca farmasötik L-dopa ve metildopa üretiminde de kullanılır. Nikel, krom metal kaplama parlatıcı olarak da kullanılabilir.
Aroma ve kokuda kullanılan vanilinin referans kalite standardı

Fiziksel ve Kimyasal Özellikler
Vanilin güçlü ve eşsiz bir vanilya fasulyesi aromasına sahiptir, doğal olarak vanilya kabuklarında, ayrıca karanfil yağı, meşe yosunu yağı, Peru balsamı, Tulu balsamı ve benzoinde bulunur. Alkali koşullarda sülfit iğne yapraklı odun hamuru kırmızı sıvı veya lignin sülfonat ile, beyaz ila açık sarı kristal toz veya iğne benzeri kristallerin çökeltilmesinin yüksek basınçlı oksidasyon hidrolizi ile.
Petrol eterinden çökeltilenler ayrıca tetragonal kristal sistem kristalleri, aromatik gaz, hafif tatlı, havada yavaş yavaş oksitlenmiş, hafif ayrışma, alkali renk değişikliği, 152.15 bağıl moleküler kütle, 1.056 bağıl yoğunluk üretebilir. Erime noktası kristal tipine göre değişir, 81-83 ℃ için tetragonal kristal sistemi, 77-79 ℃ için iğne kristalleri, kaynama noktası 285 ℃ (karbondioksit gazında), 170 ℃ (2.00 × 10e3Pa), kaynama noktası 2.00 × 10e3Pa. 10e3Pa), 162℃(1.33×10e3Pa), 146℃(0.533×10e3Pa), ayrışmadan süblimleşme, parlama noktası 162℃, soğuk suda az çözünür, sıcak suda çözünür, etanol, eter, aseton, benzen, kloroform, karbon disülfür, buzlu asetik asit, piridin ve uçucu yağda çözünür. Sulu çözeltisi ferrik klorür ile reaksiyona girerek mavi-mor bir çözelti oluşturur. Sıçan oral LD(50) 1580mg/kg, sıçan perkütan LD(50) 1500mg/kg.
Endüstriyel üretim yöntemi, öjenolün potasyum hidroksit varlığında izoeugenol oluşturması ve daha sonra oksidasyon ve hidroliz yoluyla üretilen izoeugenol asetat oluşturmak için asetik anhidrit ile reaksiyona girmesidir. Çikolata, dondurma, sakız, pasta ve tütün aroması için önemli bir hammaddedir. Ayrıca kozmetik kokular için bir uyumlaştırıcı ve parfüm sabitleyici olarak da kullanılabilir. Ayrıca ilaç endüstrisinin hammaddesidir.
Son yıllarda vanilin emtiasında yeni bir moda ortaya çıktı. Karanfil yağı veya karanfil fesleğen yağı, elde edilen vanilinin izomerizasyonu ve oksidasyonu ile hammadde olarak öjenol çıkarılır, çünkü doğal bir eşdeğer olarak kabul edilebilir, bu nedenle doğal vanilin seviyesi olarak bilinir ve baharat pazarına girer, fiyat sentetik ürünlerin yaklaşık 5 katıdır. İşlevleri ve Kullanım Alanları
(1) Yenilebilir tatlandırıcı: Vanilin, vanilya fasulyesi aroması ve güçlü sütlü aroması ile yenilebilir bir aroma maddesidir, gıda katkı endüstrisinde vazgeçilmez ve önemli bir hammaddedir ve sütlü aromayı arttırması gereken çeşitli tatlandırıcı gıdalarda yaygın olarak kullanılmaktadır, Kekler, soğuk içecekler, çikolata, şekerlemeler, kurabiyeler, hazır erişteler, ekmekler ve tütün, aromalı likörler, diş macunu, sabunlar, parfümler ve kozmetikler, dondurmalar, içecekler gibi günlük kullanım kozmetiklerinin yanı sıra lezzeti artırmak ve aromayı sabitlemek için. Kozmetiklerde kokuyu arttırmak ve sabitlemek için kullanılabilir. Sabun, diş macunu, parfüm, kauçuk, plastik ve ilaçlarda da kullanılabilir. FCCIV standardını karşılar.
(2) Yerli vanilin esas olarak gıda katkı maddelerinde kullanılmaktadır. Son yıllarda, tıp alanındaki uygulama genişlemekte ve vanilin uygulamasının en potansiyel alanı haline gelmiştir. Şu anda, vanilin iç tüketimi: gıda endüstrisi 55%, farmasötik ara ürünler 30%, yem aroma maddesi 10%, kozmetik ve benzeri 5%'dir.
Vanilinin yabancı ülkelerdeki uygulama alanları çok geniştir, bunların büyük bir kısmı farmasötik ara ürünlerin üretiminde kullanılır, ayrıca bitki büyüme destekleyicisi, mantar ilacı, yağlama yağı köpük giderici, elektrokaplama parlatıcı ajan, baskılı kablo panolarının üretimi için iletken ajan ve benzeri alanlarda kullanılır.
Vanilin hazırlama süreci
(1) Konsantre Vanilin Konsantre Vanilin güçlü ve kalıcı karanfil ve vanilya aromasına sahiptir ve aroma yoğunluğu vanilinin 16-25 katıdır. Konsantre vanilin 1920'li yılların başlarında başarıyla geliştirilmiştir. İlk sentetik yol, safrolü hammadde olarak kullanmak, halkayı açmak için sıcak basınç reaksiyonu için potasyum hidroksit ile alkol çözeltisi ve daha sonra hidroksil etillenmiş halka yapmak için sodyum etil sülfat ve son olarak sülfürik asit hidrolizi ile etanol çözeltisinde güçlü kokulu vanilin elde edilecektir. Bununla birlikte, bu yöntemin ürünlerinin aromasının saf olmaması nedeniyle, pratikte nadiren kullanılır.
1950'lerde, öjenolden vanilin üretmek için sentetik bir yol geliştirildi (ABD Patenti 2663741) ve bu da vanilinin endüstriyel üretimini mümkün kıldı. 1960'larda, Sovyetler Birliği'nin aroma kimyagerleri, hammadde olarak daha ucuz ve daha kolay bulunabilen kateşolü kullanarak başarılı bir sentetik yol geliştirdiler. İlk olarak, alil klorür ile katekol monoalkilasyonu, 75% verir; ardından yeniden düzenleme reaksiyonu, 35% ila 38% verir; ve sonra sodyum etil sülfat ile monoetilasyon, 82% verir; ve son olarak potasyum hidroksit ile izomerizasyon, 85.5 ~ 86 ℃ yeniden kristalleştirmeden sonra ham ürün erime noktası olan 84% verir, kalın Fu Fu vanilin elde edilecektir.

Konsantre vanilin, şekerleme, içecek, dondurma vb. gıda aroma formülasyonlarında kullanılabilir. FEMA No. 2922, sabun gibi kozmetik ve günlük aroma formülasyonlarında da kullanılabilir. Sadece aroma olarak değil, aynı zamanda sinerjist ve antioksidan olarak da kullanılabilir. Eski Sovyetler Birliği'ndeki aroma uzmanları, güçlü parfümlü vanilinin aromatik özellikleri konusunda farklı bir görüşe sahipti. Çikolata ve diğer gıda aromalarına eklediler ve ürünün vanilin aromasına sahip olmadığını gördüler, bu nedenle gıda aromalarında vanilin yerine kullanılamayacağını düşündüler. Bununla birlikte, sabun kokulandırma testinde kullanıldığında, güçlü karanfil ve vanilya aromalı sabun örnekleri ile bulundu, aynı zamanda vanilin ve izoeugenol ile alkali, ışık, oksidasyon üzerindeki güçlü forte vanilinden farklıdır çok kararlıdır, sabun örneklerinin depolanması ile renk değişmez. Vanilinin günlük kimyasal aroma formülasyonlarında, özellikle fantezi tipi aromalar için kullanılmaya uygun olduğuna inanılmaktadır.
(2) Vanilinin endüstriyel üretim yöntemi 100 yıldan fazla bir geçmişe sahiptir, insanlar bir dizi sentetik yol ve üretim yöntemi üzerinde çalışmışlardır, ancak aşağıdaki üç yöntemin büyük ölçekli endüstriyel üretimine uygulanmıştır.
A. Lignin yolu. Kağıt yapım endüstrisinin sülfit hamuru atık sıvısında bulunan lignin sülfonatı hammadde olarak alın, alkali yüksek sıcaklık ve yüksek basınçla hidrolize edin, ardından dehidre edin ve ardından oksitleyin. Kanada ve Amerika Birleşik Devletleri vanilin üretmek için çoğunlukla bu yöntemi kullanmaktadır.

B. Guaiacol-formaldehit yolu. Guaiacol vanilin sentezi için en önemli hammaddedir ve hammadde olarak guaiacol, formaldehit ve p-nitrosodimetilanilin içeren sentetik yol nitrozil yöntemi olarak da bilinir. Bu yöntem çoğunlukla eski Sovyetler Birliği ve Çin gibi ülkelerde kullanılmaktadır.

C.Guaiacol-glyoxalate yolu. Guaiacol ve glioksalik asit hammadde olarak kullanılır ve vanilin yoğunlaştırma, oksidasyon ve dekarboksilasyon yoluyla yapılır.

Bu yöntem esas olarak Fransız Rhone-Poulenc şirketi tarafından başarılı bir şekilde araştırılmış ve geliştirilmiştir ve büyük ölçekte üretilmektedir. Kullanılan glioksalik asit, dimetil maleatın ozonolizi ile üretilebilir (Alman Patenti 3224795). Bu sentetik yol, uygun hammadde kaynağı, daha az reaksiyon adımı, daha düşük maliyet ve üç atığın daha az kirliliği nedeniyle şu anda en uygun yöntem olarak kabul edilmektedir.
İçerik analizi
Yöntem 1: Ultraviyole absorpsiyon spektrofotometresi ile analiz edilir (bkz. GT-29). Standart çözeltinin hazırlanması Farmasötik referans standardı vanilinden yaklaşık 100 mg doğru bir şekilde tartın, 250 ml'lik volümetrik bir şişeye koyun ve metanol ile karıştırın. Bu çözeltiden 2,0 ml alın ve 100 ml'lik bir hacimsel şişeye koyun ve metanol ile karıştırın. Numune çözeltisinin hazırlanması Numuneyi yaklaşık 100 mg doğru şekilde tartın, hazırlama yöntemi yukarıdaki standart çözeltinin hazırlanmasıyla aynıdır. Yukarıdaki çözeltiler, absorbansı belirlemek için yaklaşık 308 nm'lik maksimum absorpsiyon dalga boyunda 1 cm'lik bir kuvars hücresine konmuştur. Aşağıdaki formüle göre numunedeki (mg) vanilin (C8H8O3) içeriğini (X) hesaplayın: X=12,5c(Au/As) burada c-standart çözeltideki vanilin konsantrasyonu, μg/ml; Au-örnek çözeltisinin absorbansı; As -Au-örnek çözeltisinin absorbansı; As-standart çözeltinin absorbansı. Yöntem 2: Polar olmayan kolon yöntemiyle gaz kromatografisi (GT-10-4) ile tayin.
Toksisite ve Kullanım Sınırları
LD(50)oral olarak sıçanlarda, kobaylarda:1580,1400mg/kg(Jenner)Kullanım Limiti FEMA(mg/kg):Alkolsüz İçecekler63;Soğuk İçecekler95;Şekerlemeler200;Unlu Mamüller220;PudinglerKimya Kitabı120;Sakızlı Şeker270;Çikolatalar970;Laminasyon Katmanları 150; margarin 0.20; şurup 330～20000. FAO/WHO'ya göre: hazır gıdalarda kullanılan konserve bebek mamaları ve tahıllar için izin verilen maksimum seviye 70mg/kg'dır (1992).
Gıda Katkı Maddeleri İzin Verilen Maksimum Kullanım Seviyesi İzin Verilen Maksimum Kalıntı Seviyesi Standart

Sektörel Gelişim Durumu
Lignite Consulting tarafından yayınlanan "China Vanillin Market Development Research and Investment Value Report (2019 Edition) "a göre, küresel pazarda yıllık vanilin tüketimi 16.000-20.000 ton, Çin'de ise yıllık vanilin tüketimi 2.000-2.500 tondur. Başlıca yerli işletmeler Jiaxing Zhonghua Chemical, Liaoning Shixing Pharmaceutical and Chemical, Ningbo Wanglong, vb. Arz ve talep temelde dengelidir.
Yerli işletmeler için iki ana sorun vardır. İlk olarak, yerli işletmeler nispeten tek ürünlere, yukarı ve aşağı sanayi zincirinin yetersiz entegrasyonuna ve teknolojide bazı eksikliklere sahiptir. İkinci olarak, Jiaxing Zhonghua gibi işletmeler parkta yer almamaktadır ve guaiacol'ün atık su deşarjı büyüktür, bu nedenle iş beklentisinde bazı belirsizlikler vardır.

 

Ayrıca Kunshan Yaxiang Natural Flavors'ın ana ürünleri öjenol vanilin ve ferulik asit vanilin, yani öjenol ve ferulik asit gibi yenilenebilir maddelerden üretilen vanilindir ve Şirket bu tür ürünlerin dünyadaki en büyük üreticilerinden biri haline gelmiştir. Şirket 2019 yılında söz konusu ürünlerden toplamda yaklaşık 200 ton satarak benzer ürünlerin küresel pazar payının yaklaşık 30%'sini oluşturacak ve ana müşterileri Chihuateng, ABD'li ABT ve diğerleri olacaktır.
Brother Technology, Isan Endüstri Parkı'nda iki aşamada gerçekleştirilecek olan 20.000 ton fenilendiol ve 31.100 ton fenilendiol türevleri üretim projesi için 1,26 milyar RMB yatırım yapmayı planlıyor. Projenin ilk aşamasında 10.000 ton hidrokinon (6.000 ton katekol ve 4.000 ton hidrokinon dahil), 3.430 ton guaiacol, 2.625 ton etil guaiacol, 3.000 ton vanilin, 2.500 ton etil vanilin, 500 ton resveratrol eter, 500 ton p-fenilen di-anisol ve 2.000 ton p-hidroksianisol vb. üretilecek. Proje iki aşamada hayata geçirilecektir.