vanilin murninama kimianya adalah 4-hidroksi-3-metoksibenzaldehida, juga dikenal sebagai metilprotocatechualdehyde dan vanilin. Ini adalah rasa high-end spektrum luas yang penting, dan merupakan salah satu rempah terbesar di dunia pada tahun 2019. Ini memiliki rasa kacang manis dan rasa bubuk, dan dapat digunakan sebagai zat pengikat, zat koordinasi dan zat penyedap. Ini banyak digunakan dalam makanan, minuman, kosmetik, bahan kimia sehari-hari, obat-obatan dan industri lainnya. Proporsi yang digunakan dalam industri hilir adalah sekitar 50 persen untuk bahan tambahan makanan, 20 persen untuk zat antara farmasi, 20 persen untuk bahan tambahan pakan, dan sekitar 10 persen untuk keperluan lainnya.
Vanillin adalah salah satu penguat rasa makanan yang paling banyak digunakan di dunia saat ini, dan memiliki reputasi sebagai "raja rasa makanan". Ini terutama digunakan sebagai penambah rasa dalam industri makanan, dan digunakan dalam kue, es krim, minuman ringan, cokelat, permen panggang, dan alkohol. Jumlah tambahan dalam kue dan biskuit adalah {{0}}.01 persen ~0.04 persen , 0,02 persen ~0,08 persen dalam permen, jumlah penggunaan maksimum makanan yang dipanggang adalah 220mg · kg-1, dan jumlah maksimum penggunaan cokelat adalah 970mg · kg-1, Ini juga dapat digunakan sebagai bahan tambahan pengawet makanan dalam berbagai makanan dan bumbu; Dalam industri kosmetik, dapat digunakan sebagai bahan penyedap dalam parfum dan krim wajah; Dalam industri kimia sehari-hari, dapat digunakan dalam produk kimia sehari-hari untuk memodifikasi wewangian; Dalam industri kimia, digunakan sebagai pencegah busa, bahan vulkanisasi dan prekursor kimia; Itu juga dapat digunakan untuk analisis dan deteksi, seperti pengujian senyawa amino dan beberapa asam; Dalam industri farmasi, digunakan sebagai agen untuk melindungi bau. Karena vanillin sendiri memiliki efek antibakteri, maka dapat digunakan sebagai perantara farmasi dalam industri farmasi, termasuk dalam pengobatan penyakit kulit. Vanillin memiliki efek antioksidan dan pencegahan kanker tertentu, dan dapat berpartisipasi dalam transmisi sinyal antar sel bakteri. Bidang aplikasi potensial ini akan mendorong pertumbuhan pesat permintaan pasar vanilin di masa mendatang. Pada 2019, konsumsi tahunan vanillin di pasar global akan menjadi sekitar 20.000 ton.
Ada tiga metode persiapan utama vanilin:
① Diekstraksi langsung dari tumbuhan alami seperti biji vanili, tetapi biaya metode ini tinggi dan hasilnya rendah.
② Itu disintesis dengan metode kimia, menggunakan cairan limbah pulp industri dan bahan kimia minyak bumi sebagai bahan baku, tetapi vanilin yang dihasilkan oleh sintesis kimia memiliki rasa tunggal dan mudah menyebabkan pencemaran lingkungan, yang tidak sesuai dengan tren konsumsi bahan baku alami di pasar aplikasi hilir.
③ Vanillin dibuat dari sumber daya terbarukan eugenol dan asam ferulat sebagai bahan baku alami.
Mekanisme antimikroba vanillin:
Penelitian tentang mekanisme antibakteri vanilin terutama mencakup tiga aspek: bekerja pada membran sel dan merusak integritas membran; Ini bekerja pada enzim untuk menonaktifkan enzim esensial; Ia bekerja pada materi genetik untuk menonaktifkan materi genetik atau menghancurkan strukturnya.
Hancurkan integritas membran sel
Gugus fenolik pada vanillin bersifat hidrofobik, semakin rendah nilai pH maka semakin kuat hidrofobiknya, yang dapat membuat membran sel tidak stabil, menghancurkan struktur membran sel, membuat dinding sel tampak cekung, membran sel menonjol ke dalam, dan sitoplasma memadat dan membentuk vakuola.
Namun, vanillin memiliki tingkat kerusakan yang berbeda pada sel yang berbeda. Dinding sel bakteri gram positif lebih tebal daripada bakteri gram negatif, dan tingkat ikatan silangnya tinggi, yang secara efektif dapat mencegah masuknya vanilin. Bakteri gram negatif memiliki struktur yang longgar dan mengandung lebih banyak lipid, dan vanillin mudah digabungkan dengannya. Oleh karena itu, efek bakteriostatik pada bakteri gram negatif secara signifikan lebih kuat daripada bakteri gram positif. Hal ini juga terkait dengan bentuk mikroorganisme. Luas permukaan basil lebih besar dari cocci. Area unitnya dapat bergabung dengan lebih banyak vanillin, sehingga vanilin memiliki efek bakteriostatik yang lebih baik pada basil daripada kokus. Selain memiliki aktivitas antibakteri yang berbeda terhadap mikroorganisme yang berbeda, konsentrasi vanilin juga mempengaruhi aktivitas antibakteri. Semakin tinggi konsentrasi dan semakin lama waktu kerja maka semakin tinggi aktivitas antibakterinya.
Nonaktifkan enzim esensial
Organisme tersusun atas sel-sel. Setiap sel menampilkan berbagai aktivitas kehidupan karena adanya enzim, dan metabolisme dalam tubuh dapat dilakukan. Protein, RNA atau kompleksnya yang mengkatalisasi reaksi kimia tertentu adalah biokatalis. Sifat kimia sebagian besar enzim adalah protein, dan aktivitasnya dipengaruhi oleh beberapa kondisi eksternal, seperti pH, konsentrasi ion garam, suhu, dll. Vanillin merusak membran sel dan menyebabkan perubahan lingkungan intraseluler, secara tidak langsung menghambat aktivitas enzim. dan mempengaruhi metabolisme sel. Misalnya, Vanillin akan menghambat aktivitas DNA polimerase.
Nonaktifkan materi genetik atau hancurkan struktur
Materi genetik sebagian besar organisme (organisme dengan struktur sel dan virus DNA) adalah DNA, yang dapat memandu sintesis protein, sehingga mengendalikan metabolisme dan karakteristik biologis. Vanillin dapat menghambat sintesis dan ekspresi bahan genetik selama periode penundaan mikroba, yang mungkin disebabkan oleh kerusakan membran sel, secara tidak langsung menghambat enzim yang terlibat dalam sintesis dan ekspresi bahan genetik; Studi lain menunjukkan bahwa vanillin dapat mempengaruhi ekspresi mRNA transporter di hati tikus.
Keamanan vanilin dan masalah dalam aplikasi:
Vanillin adalah bahan tumbuhan alami dan dikenal sebagai bahan tambahan makanan yang lebih aman. Karena jumlah vanilin yang ditambahkan dalam makanan sedikit, tidak ada laporan yang relevan tentang bahaya vanilin bagi tubuh manusia yang ditemukan pada tahun 2015. Di Cina, tidak ada batasan penambahan vanilin pada produk lain, kecuali vanilin tidak dapat dibuat. terdeteksi pada makanan bayi usia 0-6 bulan.
Keamanan vanillin terkait erat dengan karakteristik penggunaannya. Vanillin adalah aditif makanan alami dengan banyak fungsi dan dapat memainkan banyak peran pada dosis rendah. Vanillin dapat secara efektif menurunkan kadar serum trigliserida dan trigliserida yang dikombinasikan dengan berbagai lipoprotein pada tikus percobaan setelah dicerna dengan makanan sehari-hari, dan penggunaan vanilin yang efektif dalam mengurangi lipid darah konsisten dengan penggunaan vanilin sebagai tambahan makanan dalam jumlah kecil. dalam makanan. Beberapa sarjana telah mengusulkan bahwa ketika tikus mengambil vanillin secara oral, tingkat zat aktif antioksidan dalam darah meningkat dengan peningkatan konsentrasi vanilin, menunjukkan bahwa aktivitas antioksidan vanilin dapat memainkan peran yang lebih besar dalam perawatan kesehatan sehari-hari. Oleh karena itu, vanillin dapat memainkan peran ganda pada dosis rendah dan bermanfaat bagi kesehatan, yang menjadi dasar keamanan penggunaannya.
Namun, penambahan vanilin juga dapat berdampak buruk pada pengawetan buah dan sayuran, yang merupakan masalah utama dalam penerapan vanilin. Dilaporkan bahwa ketika nanas yang dilapisi dengan film vanillin disimpan pada suhu 10 derajat , kandungan VC menurun dengan cepat dan lebih rendah daripada kelompok kontrol. Meskipun perlakuan vanillin dapat meningkatkan warna kuning nanas, hal itu meningkatkan daya tarik penampilan buah dan mengakibatkan hilangnya nutrisi. Selain itu, karena vanilin sendiri memiliki rasa susu yang kuat dan tidak stabil jika terkena panas, juga akan mempengaruhi aroma yang melekat pada bahan baku makanan. Dalam produksi, jumlah vanillin yang ditambahkan harus dikontrol secara ketat sesuai dengan situasi aktual, dan teknologi serta operasi produksi dan pemrosesan harus distandarisasi secara ketat untuk menghindari efek buruk pada kualitas sensorik makanan. Untuk cara efektif menghindari masalah yang disebabkan oleh karakteristik vanilin itu sendiri, perlu juga dilakukan penelitian mendalam tentang mekanismenya, teknologi pemrosesan, dan aspek lainnya.