وانیلین خالصنام شیمیایی 4-هیدروکسی-3-متوکسی بنزآلدئید است که با نامهای متیل پروتوکاتچوالدئید و وانیلین نیز شناخته میشود. این یک طعم دهنده مهم با طیف وسیع بالا است و یکی از بزرگترین ادویه ها در جهان تا سال 2019 است. دارای طعم شیرین لوبیا و طعم پودر است و می تواند به عنوان تثبیت کننده، عامل هماهنگ کننده و عامل طعم دهنده استفاده شود. این به طور گسترده ای در مواد غذایی، نوشیدنی، آرایشی و بهداشتی، مواد شیمیایی روزانه، پزشکی و سایر صنایع استفاده می شود. نسبت مورد استفاده در صنایع پایین دستی حدود 50 درصد برای افزودنی های غذایی، 20 درصد برای واسطه های دارویی، 20 درصد برای افزودنی های خوراک و حدود 10 درصد برای سایر مقاصد است.
وانیلین یکی از پرمصرفترین طعمدهندههای طعم غذا در حال حاضر در جهان است و به "سلطان طعم غذا" شهرت دارد. عمدتاً به عنوان تقویت کننده طعم در صنایع غذایی استفاده می شود و در کیک، بستنی، نوشابه، شکلات، آب نبات پخته شده و الکل استفاده می شود. مقدار اضافه شده در کیک و کلوچه {{0}} است.01 درصد ~0.04 درصد، 0.02 درصد ~ 0.08 درصد در آب نبات، حداکثر میزان استفاده از غذای پخته شده 220mg · kg-1 است و حداکثر مقدار مصرف شکلات 970mg · kg-1 است، همچنین میتواند به عنوان افزودنی نگهدارنده مواد غذایی در غذاها و چاشنیهای مختلف استفاده شود. در صنعت آرایشی و بهداشتی می توان از آن به عنوان طعم دهنده در عطر و کرم صورت استفاده کرد. در صنایع شیمیایی روزانه، می توان از آن در محصولات شیمیایی روزانه برای اصلاح عطر استفاده کرد. در صنایع شیمیایی، از آن به عنوان کف زدا، عامل ولکانیزاسیون و پیش ساز شیمیایی استفاده می شود. همچنین می تواند برای تجزیه و تحلیل و تشخیص، مانند آزمایش ترکیبات آمینه و برخی اسیدها استفاده شود. در صنعت داروسازی به عنوان عاملی برای محافظت از بو استفاده می شود. از آنجایی که وانیلین خود دارای اثر ضد باکتریایی است، می توان از آن به عنوان یک واسطه دارویی در صنعت داروسازی از جمله در درمان بیماری های پوستی استفاده کرد. وانیلین اثرات آنتی اکسیدانی و پیشگیری از سرطان خاصی دارد و می تواند در انتقال سیگنال بین سلول های باکتریایی شرکت کند. این زمینه های کاربردی بالقوه باعث رشد سریع تقاضای بازار وانیلین در آینده خواهد شد. تا سال 2019 مصرف سالانه وانیلین در بازار جهانی حدود 20000 تن خواهد بود.
سه روش اصلی تهیه وانیلین وجود دارد:
① مستقیماً از گیاهان طبیعی مانند لوبیا وانیل استخراج می شود، اما هزینه این روش بالا و عملکرد پایین است.
② با روش های شیمیایی، با استفاده از مایع زباله های صنعتی خمیر کاغذ و مواد شیمیایی نفتی به عنوان مواد اولیه سنتز می شود، اما وانیلین تولید شده توسط سنتز شیمیایی دارای طعم واحد است و به راحتی باعث آلودگی محیط زیست می شود که با روند مصرف مواد اولیه طبیعی مغایرت دارد. در بازار اپلیکیشن های پایین دستی
③ وانیلین از منابع تجدیدپذیر اوژنول و اسید فرولیک به عنوان مواد خام طبیعی تهیه شد.
مکانیسم ضد میکروبی وانیلین:
تحقیقات در مورد مکانیسم ضد باکتریایی وانیلین عمدتاً شامل سه جنبه است: تأثیر بر غشای سلولی و از بین بردن یکپارچگی غشاء. روی آنزیم ها عمل می کند تا آنزیم های ضروری را غیرفعال کند. روی ماده ژنتیکی عمل می کند تا ماده ژنتیکی را غیرفعال کند یا ساختار آن را از بین ببرد.
از بین بردن یکپارچگی غشای سلولی
گروه فنولیک موجود در وانیلین آبگریزی دارد و هرچه مقدار pH کمتر باشد، آبگریزی قوی تر می شود که می تواند غشای سلولی را ناپایدار کند، ساختار غشای سلولی را از بین ببرد، دیواره سلولی مقعر به نظر برسد، غشای سلولی به سمت داخل بیرون بزند و سیتوپلاسم متراکم می شود و واکوئل تشکیل می شود.
با این حال، وانیلین درجات مختلفی از آسیب به سلول های مختلف را دارد. دیواره سلولی باکتری های گرم مثبت ضخیم تر از باکتری های گرم منفی است و درجه اتصال متقابل بالاست که می تواند به طور موثری از ورود وانیلین جلوگیری کند. باکتری های گرم منفی ساختار شل و حاوی چربی بیشتری دارند و وانیلین به راحتی با آن ترکیب می شود. بنابراین، اثر باکتریواستاتیک روی باکتری های گرم منفی به طور قابل توجهی قوی تر از باکتری های گرم مثبت است. این به شکل میکروارگانیسم ها نیز مربوط می شود. مساحت سطح باسیل ها از کوکسی ها بزرگتر است. واحد سطح آن می تواند با وانیلین بیشتری ترکیب شود، بنابراین وانیلین نسبت به کوکسی ها، اثر باکتریواستاتیک بهتری بر روی باسیل ها دارد. غلظت وانیلین علاوه بر داشتن فعالیت ضد باکتریایی متفاوت نسبت به میکروارگانیسم های مختلف، بر فعالیت ضد باکتریایی نیز تأثیر می گذارد. هر چه غلظت بالاتر و زمان عمل بیشتر باشد، فعالیت ضد باکتریایی بالاتری دارد.
آنزیم های ضروری را غیرفعال کنید
ارگانیسم ها از سلول ها تشکیل شده اند. هر سلول به دلیل وجود آنزیم ها فعالیت های مختلف زندگی را نشان می دهد و متابولیسم در بدن انجام می شود. پروتئینها، RNA یا کمپلکسهای آنها که واکنشهای شیمیایی خاص را کاتالیز میکنند، بیوکاتالیست هستند. ماهیت شیمیایی اکثر آنزیم ها پروتئینی است و فعالیت آنها تحت تاثیر برخی شرایط خارجی مانند pH، غلظت یون نمک، دما و غیره است. وانیلین با تخریب غشای سلولی و ایجاد تغییراتی در محیط داخل سلولی، به طور غیرمستقیم از فعالیت آنزیم ها جلوگیری می کند. و بر متابولیسم سلول ها تاثیر می گذارد. به عنوان مثال، وانیلین از فعالیت DNA پلیمراز جلوگیری می کند.
مواد ژنتیکی را غیرفعال کنید یا ساختار را از بین ببرید
ماده ژنتیکی اکثر موجودات (جاندارانی با ساختار سلولی و ویروس های DNA) DNA است که می تواند سنتز پروتئین ها را هدایت کند و در نتیجه متابولیسم و ویژگی های بیولوژیکی را کنترل کند. وانیلین می تواند سنتز و بیان مواد ژنتیکی را در طول دوره تاخیر میکروبی مهار کند که ممکن است به دلیل تخریب غشای سلولی باشد و به طور غیرمستقیم آنزیم های دخیل در سنتز و بیان مواد ژنتیکی را مهار کند. مطالعات دیگر نشان داده اند که وانیلین می تواند بر بیان mRNA ناقل در کبد موش تاثیر بگذارد.
ایمنی وانیلین و مشکلات در کاربرد:
وانیلین یک ماده طبیعی گیاهی است و به عنوان یک افزودنی غذایی مطمئن تر شناخته می شود. با توجه به مقدار کمی وانیلین اضافه شده در مواد غذایی، تا سال 2015 هیچ گزارش مرتبطی در مورد مضرات وانیلین برای بدن انسان یافت نشد. در چین محدودیتی برای افزودن وانیلین در سایر محصولات وجود ندارد، به جز این که هیچ وانیلین نمی تواند وجود داشته باشد. در غذاهای نوزادان 0-6 ماهه شناسایی شده است.
ایمنی وانیلین ارتباط نزدیکی با ویژگی های استفاده از آن دارد. وانیلین یک افزودنی غذایی طبیعی با عملکردهای متعدد است و می تواند نقش های متعددی را در دوزهای پایین ایفا کند. وانیلین می تواند به طور موثر سطح تری گلیسیرید و تری گلیسیرید سرم ترکیب شده با لیپوپروتئین های مختلف را در موش های آزمایشگاهی پس از مصرف در رژیم غذایی روزانه کاهش دهد و استفاده موثر از وانیلین در کاهش چربی خون با استفاده از وانیلین به عنوان مقدار کمی افزودنی غذایی مطابقت دارد. در غذا برخی از محققان پیشنهاد کردهاند که وقتی موشها وانیلین را به صورت خوراکی مصرف میکنند، سطح مواد فعال آنتیاکسیدانی در خون با افزایش غلظت وانیلین افزایش مییابد، که نشان میدهد فعالیت آنتیاکسیدانی وانیلین ممکن است نقش بیشتری در مراقبتهای بهداشتی روزانه داشته باشد. بنابراین، وانیلین می تواند نقش های متعددی را در دوزهای پایین ایفا کند و برای سلامتی مفید است، که اساس ایمنی استفاده از آن است.
با این حال، افزودن وانیلین نیز ممکن است تأثیر بدی در حفظ میوه ها و سبزیجات داشته باشد که مشکل اصلی در کاربرد وانیلین است. گزارش شده است که وقتی آناناس پوشش داده شده با فیلم وانیلین در دمای 10 درجه نگهداری می شود، محتوای VC به سرعت کاهش می یابد و کمتر از گروه کنترل است. اگرچه درمان با وانیل می تواند رنگ زرد آناناس را تقویت کند، اما جذابیت ظاهری میوه را افزایش می دهد و باعث از بین رفتن مواد مغذی می شود. علاوه بر این، از آنجایی که وانیلین خود طعم شیر قوی دارد و هنگام قرار گرفتن در معرض گرما ناپایدار است، بر عطر ذاتی مواد اولیه غذایی نیز تأثیر می گذارد. در تولید، مقدار وانیلین افزوده شده باید به شدت با توجه به وضعیت واقعی کنترل شود و تکنولوژی تولید و فرآوری و عملیات باید کاملاً استاندارد باشد تا از اثرات نامطلوب بر کیفیت حسی غذا جلوگیری شود. برای اینکه چگونه می توان به طور موثر از مشکلات ناشی از ویژگی های خود وانیلین جلوگیری کرد، همچنین لازم است تحقیقات عمیقی در مکانیسم، فناوری پردازش و سایر جنبه های آن انجام شود.