Полезные свойства ванилина


Ваниль: свойства, польза, вред,противопоказания пряности

Ваниль − одна из самых популярных специй в мире. Эта тропическая пряность способствует выработке «гормона удовольствия» – серотонина. Поэтому ее смело добавляют в кондитерские изделия и торты, безалкогольные напитки и элитные ликеры, мороженое, горячий шоколад и бисквиты. Более того, эта изысканная тропическая пряность обладает целым спектром полезных свойств, которые признаются даже официальной медициной.

По сути своей, ваниль – это многолетняя лиана семейства орхидейных. В кулинарии и медицине используются ее плоды − недозрелые зеленые стручки длиной 20-30 см, наполненные небольшими черными семенами. Собранные плоды подвергают ферментации: их помещают на 20 секунд в горячую воду, после чего заворачивают в шерстяные одеяла и оставляют «дозревать» на 7-8 дней. Из одеял палочки ванили – уже потемневшие, ставшие мягкими и маслянистыми − досушивают в течение нескольких месяцев в тени на открытом воздухе. Именно из этих стручков делают ценный пряный порошок, экстракт и эссенцию.   

Родиной этого растения считается Центральная Америка. Сейчас ванильные лианы выращиваются в Мексике, Бразилии и Парагвае, в американском штате Флорида, а также на некоторых тропических островах, таких как Ява, Маврикий и Цейлон. В нашей стране это растение можно встретить исключительно в оранжереях.

Ваниль – невероятно дорогая пряность. В XIV веке ацтеки использовали ее плоды в качестве денег, приобретая на них продукты питания, одежду и даже ювелирные изделия. Высокая стоимость ванили объясняется тем, что из более 100 известных видов растения культивируют лишь три:

  • Vanilla planifolia Andrews с острова Мадагаскар;
  • Vanilla pompona Schiede, менее вкусная и полезная;
  • Vanilla tahitensis J.W.Moore, еще менее качественная специя с Таити.

При этом благоухающие стручки появляются лишь у половины цветков, что делает процесс производства этой пряности еще более длительным и дорогостоящим. Кстати, данную ценную приправу часто путают с ванилином – синтетическим ароматизатором, не имеющим и доли тех полезных свойств, которыми обладает ваниль.

Состав и характеристики

Пищевая ценность на 100 грамм продукта представлена в следующей таблице:

Белки
1,2 г
Жиры
0,1 г
Углеводы
12,7 г
Калорийность
288 кКал
Гликемический индекс
5

Калорийность ванили во многом зависит от того, в каком виде она попадает на стол: так, смесь изысканного пряного порошка с сахарной пудрой более калорийна, чем, скажем, простая приправа без добавок. Важно также отметить, что этот продукт используется в очень небольших количествах, поэтому его энергетическая ценность и калорийность не имеют столь большого значения.

Куда важнее состав этой уникальной приправы. Специалисты отмечают, что порошок, масло и экстракт ванили богаты невероятным количеством полезных веществ, среди которых:

  • Витамины группы В (В1, В2, В5, В6) и РР;
  • Минералы и микроэлементы − натрий, калий, железо, кальций, цинк, фосфор, медь, магний и др.
  • Дубильные вещества;
  • Эфирные масла и смолы;
  • Глюкованилин;
  • Коричный эфир.

Изысканный аромат этой специи объясняется, прежде всего, наличием в ее составе гелиотропина и других компонентов эфирных масел.

Полезные свойства ванили


Удивительная тропическая специя с приятным пряно-горьковатым вкусом и нежным сладким благоуханием обладает поистине чудодейственными свойствами:

  • Она способствует выработке серотонина, благодаря которому у человека исчезает нервное перенапряжение и улучшается настроение.
  • Эта пряность считается одним из сильнейших афродизиаков. Эфирные масла ванили способствуют пробуждению сексуальной энергии, поэтому их часто применяют при принятии ванн и в ароматических лампах.
  • Известны случаи, когда регулярное использование этой нежной приправы приводило к тому, что человек начинал испытывать отвращение к алкоголю.
  • Еще одним важным достоинством ванили является то, что она снимает тягу к сладкому, усиливает метаболизм и способствует быстрому и безболезненному похудению.
  • Кроме того, известно, что аромат этой тропической орхидеи помогает женщинам в период менструации, снимая эмоциональное напряжение и облегчая болевой синдром. Во время менопаузы регулярное употребление ванили способствует восстановлению гормонального фона.

В кулинарии


Основное применение эта дорогая тропическая пряность нашла именно в кулинарном искусстве. Ваниль используют при приготовлении элитных сладостей, шоколада, пирожных, суфле, муссов, пломбира, а также выпечки и тортов. Особенно ярко она раскрывает свой аромат и вкус в ореховых и имбирных печеньях, выпечке с какао и пудингах. Эта специя высоко ценится кофейными гурманами и любителями элитного алкоголя: даже небольшое количество этого естественного ароматизатора способно преобразить любой напиток, сделав его вкус более насыщенным, а благоухание – особенно благородным. Ванилью часто ароматизируют дорогие ликеры, вина и коктейли.

Интересен тот факт, что эту экзотическую приправу нельзя заменить каким-то другим продуктом. Так, вместо разрыхлителя для теста многие хозяйки используют обычную соду, и качество теста при этом практически не меняется. С ванилью этот «фокус» не пройдет: даже если заменить ее обычным синтетическим ванилином, у готового блюда не будет того изысканного аромата и оттенка вкуса, которые присущи лишь стручкам тропической орхидеи. Поэтому на полке каждой уважающей себя хозяйки всегда есть хотя бы небольшие запасы этой специи.

Приготовить натуральный ароматизатор на основе ванили можно следующими способами:

Название
Ингредиенты
Порядок приготовления
Ванильный экстракт 200 мл водки или спирта, пять стручков ванили
Разрежьте стручки вдоль, а потом поперек на дольки длиной 2-3 см. Поместите их в стеклянную емкость, залейте водкой и уберите в темное, прохладное место. Настаивайте экстракт в течение 1,5-2 месяцев, периодически встряхивая.
Ванильный сахар
300 г сахарного песка (лучше коричневого), 1 стручок ванили
Нарежьте стручок поперек. Оптимальная длина долек − 1 см. Измельчите сахар с ванилью в блендере, пока масса не станет однородной. Просейте полученную смесь через сито с дырочками среднего размера.

Ваниль в медицине


В медицине ванильный экстракт и эфирное масло часто используются для ароматизации лекарственных препаратов. Приятный запах этой специи эффективно успокаивает нервную систему и минимизирует возможное раздражение, делая процесс лечения куда более приятным и спокойным.

Кроме того, данная приправа нашла широкое применение в терапии следующих патологий:

  • кишечные колики;
  • нарушения пищеварения и т.д.

Специалисты отмечают, что ваниль помогает при нарушениях менструального цикла у женщин. Мужчинам эта пряность рекомендована при эректильной дисфункции. Её аромат способствует активной выработке серотонина, «гормона радости», и этот факт активно используется диетологами. Дело в том, что небольшое количество этой приправы сделает даже диетические блюда с низким содержанием жиров и углеводов, например, обезжиренный творог, невероятно аппетитным и вкусным. Поэтому ваниль часто помогает в борьбе с лишним весом.

Ваниль в косметологии


Эфирное масло ванили невероятно полезно для кожи. Оно выравнивает цвет лица, делает кожу более мягкой и бархатистой, помогает в борьбе с воспалениями и акне. Этот ценный продукт часто используется и для ухода за волосами. Насыщенное витаминами и микроэлементами, масло дарит локонам здоровый блеск, сияние и упругость. Оно подходит для всех типов волос и может быть использовано с любыми шампунями и бальзамами.

Вот несколько способов применения ванили в косметологических целях:

Питательный шампунь
Добавьте пару капель эфирного масла ванили в обычный шампунь для волос. Тщательно взболтайте и используйте в привычном режиме.
Лечебная маска для сухих и ломких волос
Объедините 4 ч. л. жидкого меда, 6 капель ванильного масла и 2 ч. л. оливкового масла. Перемешайте и нанесите полученную массу на волосы. Оставьте на час, после чего смойте теплой водой с шампунем.
Массажный бальзам для мраморного сияния кожи
Объедините 10 мл примулы вечерней, 10 мл виноградной косточки, 10 мл масла жожоба, 3 капли ванильного масла, по 1 капле масла сандала и розы, по 2 капли экстракта петрушки и лиметта. Использовать в качестве бальзама для массажа лица 2-3 раза в неделю.
Антицеллюлитный скраб для тела
Смешайте 150 г сахара, 50 г молотого кофе, 10 капель масла ванили и 10 мл миндального масла. Скраб должен получиться в меру жидким, как сметана. При необходимости его можно разбавить миндальным молочком. Используйте 1-2 раза в неделю. Храните в холодильнике.

Противопоказания и возможный вред

Ваниль – один из немногих продуктов, которые практически не имеют противопоказаний. Она не подходит людям, у которых наблюдается индивидуальная непереносимость этой специи или отдельных ее компонентов. Кроме того, экстракт и масло ванили не рекомендуется употреблять беременным и кормящим женщинам, пациентам с гипертонией, а также детям младше трех лет. Следует также помнить, что данная специя увеличивает чувствительность организма к солнечным лучам. Поэтому, побаловав себя имбирным печеньем с ванилью, не спешите принимать солнечные ванны. Лучше останьтесь на пару часов в тени.

Выбор и хранение


Стручки ванили. Они должны быть темно-коричневыми, почти черными, мягкими, гибкими, с легким маслянистым напылением. Хорошо, если на ванильных палочках есть налет из белых кристаллов. Обратите внимание на аромат продукта – он должен быть стойким и насыщенным. Хранить стручки ванили следует в емкости с герметично закрывающейся крышкой. Неоткрытую упаковку с ванильными палочками можно хранить до трех лет. Выберите для этого сухое, прохладное и темное место, в котором нет посторонних запахов. А вот уже распакованный пакет с ванилью лучше убрать в холодильник и использовать в течение трех месяцев.  

Ванильный экстракт и эссенция. При выборе таких продуктов внимательно изучите этикетку. На ней должна присутствовать надпись «natural vanilla flavor», которая означает, что в конкретном продукте есть натуральная ваниль. Если же на бутылочке указало лишь слово «vanilla», значит, вам попался товар, в котором эта экзотическая приправа присутствует только в виде синтетического ароматизатора. Хранить экстракт и эссенцию этой тропической орхидеи рекомендуется в закрытом шкафу, в котором нет других сильно пахнущих продуктов.

И помните, что это невероятно дорогая приправа, стоимость которой нередко сравнивают со стоимостью золота или бриллиантов. Поэтому, если во время шопинга вам попадется под руку подозрительно дешевый продукт с надписью «натуральная ваниль», значит, производитель маскирует под этими громким описанием дешевый ванилин, который не сможет порадовать вас ни роскошным сладким ароматом, ни полезными свойствами, которыми так богата натуральная специя.

Электрофильное ароматическое йодирование ванилина - синтез

Электрофильное ароматическое йодирование ванилина

Введение:

Способность синтезировать новые ароматические соединения из простейшего ароматического кольца, бензол, оказался принципиально полезным в промышленных условиях. Эта техника позволяет синтезировать множество производных бензола, соответствующие функциональные группы могут быть расположены вокруг кольца особенно избирательно с помощью орто- пара-направление активирующих групп, а также мета-направление деактивирующих групп.Орто / пара директора включают активирующие группы, которые могут передавать электронную плотность (например, простые эфиры, спирты, и амины) и способствуют привлечению электрофилов в орто- и пара-положениях относительно активирующая группа. Исключением являются галогениды, которые фактически деактивируют группы, которые по-прежнему способствуют замещению орто-пара через резонанс. С другой стороны, мета-директора обычно дезактивирующие группы (такие как нитро и сульфогруппы), которые потребляют электронную плотность от ароматического кольца и в конечном итоге уменьшают электрофильное притяжение к орто- и пара положениях, в результате чего к относительному мета-положению добавляются новые заместители.

Для этого эксперимента ванилин должен быть преобразован в йодованилин путем преобразования йодида ион в иодиде калия (KI) к катионному электрофилу, который может атаковать ароматическое кольцо ванилина на незанятый атом углерода. Следующая схема реакции иллюстрирует основные синтетические путь, используемый для выполнения этого электрофильного ароматического замещения:

Рис. 1: реакционная схема, которой следовали для этого эксперимента, и три возможных региоизомера, полученные. Как показано на рисунке 1, есть три различных продукта, которые теоретически могут быть образуются во время этой реакции.Чтобы определить, какой региоизомер является наиболее вероятным продуктом, необходимо учитывать функциональные группы, уже присоединенные к ванилиновому кольцу. Метил эфир и гидроксильная группа на левой стороне кольца на диаграмме являются орто-пара направляя активирующие группы, что означает, что атомы углерода в верхней и нижней вершине в диаграмма привлечет электрофилов. Однако функциональная группа альдегида является мета-направляющей дезактивирующая группа, которая будет способствовать электрофильному притяжению в единственном мета-положении - нижняя вершина - и ограничить замещение на соседних с ней атомах углерода.Кроме того, альдегидная группа добавляет стерические препятствия окружающей среде. Из-за этих химических и электрические эффекты, наблюдаемые в этих типах реакций замещения, предполагается, что первая изоформа на диаграмме, с йодом, прикрепленным к нижней вершине кольца (рядом с гидроксильная группа), будет доминирующим образующимся изомером иодованилина. Следующий механизм иллюстрирует селективность этой реакции:

включает монохлорид йода (ICl) в полярном растворителе (таком как уксусная кислота).Результат этой реакции при гетеролитическом расщеплении связи йод-хлор, когда хлор становится анионом и йод превращается в катион. Как и предполагалось, обратное расщепление может произойти и нежелательные хлорированные продукты, но хлорирование гораздо менее вероятно в полярном растворителе, так как в отличие от растворителя с более низкой диэлектрической проницаемостью 1.

Анализ соединения должен быть облегчен путем определения его температуры плавления, затем анализ спектров ИК, протонного ЯМР и ЯМР углерода для подтверждения идентичности синтезированных соединение.Ожидается, что ИК-спектры покажут присутствие ароматического кольца около 1500 см-1, спирт около 3000 см-1, карбонил около 1600-1700 см-1, протон альдегида около 2700 см-1 и углерод-йодная связь в области отпечатка пальца. Спектры протонного ЯМР должен содержать кластер ароматических протонов, на каждый из которых воздействует соседний функциональные группы. Кроме того, протон альдегида должен быть легко различим на левая часть спектров около 10 ppm. Он также может выявить протон фенола где-нибудь от 4-7 м.д., а также неэкранированные метиловые протоны на другом конце эфира.Главный Фактор различения между ванилином и вновь синтезированным соединением, скорее всего, касаются нового галогена, который будет снимать защиту с соседнего ароматического протона. Углеродный ЯМР между ванилином и йодованилином должны быть очень похожие пики, если не считать расхождений вызвано галогеном, который дополнительно деэкранирует его атом углерода.

Experimental:

1 Hubig, S. M., W. Jung, and J. K. Kochi. «Катионные радикалы как промежуточные соединения в ароматическом галогенировании йодом Монохлорид: действие растворителя и соли на конкуренцию между хлорированием и йодированием."Chemistry. ACS Publications, 24 мая 1994 г. 22 марта 2016 г. ".

Эксперимент был инициирован добавлением 1,00 г ванилина в 20,0 мл этанола и затем растворение 1,30 г иодида калия (KI) в растворе. Решение было перемешивают до растворения всех твердых солей в растворителе, а затем охлаждают на ледяной бане. С постоянным при перемешивании по каплям добавляли 7,1 мл 8,25% гипохлорита натрия в течение 12 часов.минут. Затем раствору давали нагреться до комнатной температуры в течение примерно 15 минут. при постоянном помешивании.

Затем в реакционную колбу добавляли 10 мл бисульфита натрия и подкисляли 2. мл 10% -ной соляной кислоты (HCl) до тех пор, пока индикатор pH, используемый для проверки кислотности, не станет розовым. Колба затем нагревали на паровой бане в течение 15 минут, чтобы удалить избыток этанола и максимизировать чистота продукта. После этого колбу охлаждали на ледяной бане до тех пор, пока она не остыла. Для сбора конечного желаемого продукта, йодованилина, использовали метод фильтрации с отсасыванием.После мытье несколькими порциями ледяной воды, а также одной порцией ледяной этанол продукт хранили в течение одной недели до высыхания.

По возвращении в лабораторию конечный продукт с предыдущей недели был взвешен и был проведен анализ точки плавления с последующим извлечением инфракрасного спектра. После После завершения анализа конечный продукт утилизировали вместе с другими галогенированными отходами.

Результаты:

Рисунок 4: это продукт, полученный в результате реакции; это белое хлопьевидное вещество, внешне похожее на к тонким слоям пенополистирола.Предполагается, что это 4-гидрокси-3-йод-5-метоксибензальдегид.

Фиг. 5: интерпретированный протонный ЯМР синтезированного соединения.

Фигура 6: интерпретированный углеродный ЯМР синтезированного соединения. Больше электроотрицательных атомов рядом с углеродом атомы приводят к дополнительному эффекту деэкранирования (в целом более высокие ppm).

Обсуждение:

После спектрального анализа и определения точки плавления было подтверждено, что соединение, синтезированное с помощью этой процедуры, представляет собой 4-гидрокси-3-йод-5- метоксибензальдегид, как предполагалось ранее.Однако на основании полученного ИК-спектра из этого соединения ясно, что присутствовало несколько примесей. Результаты IR крайне неясно и практически невозможно точно интерпретировать. Кроме того, соединение не плавился при температурах, рекомендованных первичной литературой (приблизительно 180 ° C - 184 ° C).

минимизирует типичные суровые условия, связанные с йодированием (т. Е. Снижает вероятность сильные кислые условия при нагревании) и очень быстро довести реакцию до завершения, тогда как большинство реакций йодирования занимают пару часов 3.Однако эта процедура также наблюдается больше отходов, чем при использовании йодида калия в растворителе этаноле, содержащем гипохлорит натрия. Тем не менее, эти процедуры могут оказаться более эффективными, когда доходит до синтеза йодированных ароматических соединений.

Блокнот / Наблюдения:

3 Ахлагиния, Батул и Марзи Рахмани. «Мягкое и эффективное йодирование ароматических соединений трихлорциануровой кислотой. Кислота / I http://journals.tubitak.gov.tr/chem/issues/kim-09-33-1/kim-33-1-7-0807-13.pdf 2, SiO 2 System. »Tubitak 33 (2009): 67-72. Journals.tubitak.gov. Turk J Chem, 7 июля 2008 г. Интернет. 29 марта 2016 г.

.

Ванилин - Википедия

Strukturformel
Allgemeines
Имя Ванилин
Андере Намен
  • 4-гидрокси-3-метоксибензальдегид
  • FEMA 3107 [1]
  • ванильный альдегид
  • Ванилин
  • 4-гидрокси-3-метоксибензенкарбальдегид (ИЮПАК)
  • ВАНИЛИН (INCI) [2]
Summenformel C 8 H 8 O 3
Kurzbeschreibung

farblose, nach Vanille riechende Nadeln [3]

Externe Identifikatoren / Datenbanken
Eigenschaften
Molare Masse 152,14 г · моль −1
Агрегатзустанд

фест

Дихте

1,06 г · см −3 (20 ° C) [4]

Schmelzpunkt
Siedepunkt
Dampfdruck

0,29 Па (25 ° C) [6]

pK s -Wert

7,40 (25 ° C) [3] [7]

Löslichkeit
Sicherheitshinweise
Toxikologische Daten
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Ванилин ( 4-гидрокси-3-метоксибензальдегид , FEMA 3107 [1] ) ist der Hauptaromastoff in den Kapselfrüchten der Gewürzvanille ( ee Vanilla sidenturis nidenturis ee vanilla planifolia). Die Organische Chemische Verbindung mit der Summenformel C 8 H 8 O 3 ist ein Derivat des Benzaldehyds mit je einer zusätzlichen Hydroxy- und Methoxygruppe.

Vanillin ist der Hauptbestandteil des natürlichen Vanilleextrakts, einer Mischung aus mehreren hundert verschiedenen Verbindungen. Aus diesem eher raren Naturprodukt wurde Vanillin schon Mitte des 19. Jahrhunderts изолирт, 1874 гелевый синтетический продукт из натурального хвойного дерева. Die ersten kommerziellen Herstellungsverfahren von Vanillin gingen später von Eugenol aus. Heute wird Vanillin als naturidentisch kostengünstig aus Guajacol synthetisiert или aus Lignin gewonnen, einem Bestandteil von Holz und dem häufigsten Nebenprodukt der Industriellen Zellstoffherstellung.Das Vanillin im Lignin trägt auch zum typischen Geruch alten Papiers bei. Daneben sind inzwischen mehrere biotechnologische Verfahren etabliert, deren Produkte dürfen als «natürlich» deklariert werden.

Vanillin ist weltweit mengenmäßig der wichtigste Aromastoff, der zudem preisgünstig hergestellt werden kann. Er wird в Lebensmitteln, Getränken, Speiseeis, Backwaren und Schokolade, sowie in der Parfüm- und Pharmaindustrie verwendet.

Ваниль планифолия , Gewürzvanille

Vanille wurde als Aroma von präkolumbianischen Völkern Mittelamerikas angebaut; zum Zeitpunkt ihrer Eroberung durch Hernán Cortés benutzten die Azteken sie als Aromastoff für Schokolade.Den Europäern wurde sowohl Schokolade als auch Vanille um das Jahr 1520 bekannt. [8]

Vanillin wurde erstmals im Jahre 1858 als relativ reine Substanz von Nicolas-Théodore Gobley isoliert; dies geschah durch vollständiges Eindampfen eines Vanilleextrakts und anschließendes Umkristallisieren aus heißem Wasser. [9] Im Jahr 1874, занимающийся химическим производством Вильгельма Хаармана с Фердинандом Тиманом в Holzminden die Herstellung von Vanillin aus Coniferin, das im Rindensaft von Nadelhölzern (Coniferen) vorkommt. [10]

Der Artikel von Karl Reimer von 1876, dessen letzter Absatz über die Herstellung von Vanillin aus Guajacol berichtet.

1876 Synthetisierte Karl Reimer erstmals aus Guajacol ( 1 ) das Vanillin ( 2 ). [11] In der später als Reimer-Tiemann-Reaktion benannten Synthese wird Guajacol im Alkalischen mit Chloroform umgesetzt. [12] Dabei reagiert zuerst Chloroform mit der Base zu Dichlorcarben. Dieses lagert sich am Phenolat-Anion des Guajacols an.

Vanillin findet sich am häufigsten in den meist falsch als Schoten bezeichneten Kapselfrüchten der Gewürzvanille ( Vanilla planifolia ) (1,5–4%), ferner auch в Styrax, Gewürznelken und anderen Pflanzen. [3] Die frisch geernteten grünen Samenkapseln enthalten Ванилин в форме неводов β- D -Глюкозиды Vanillosid [3] . Die grünen Hülsen besitzen nicht den Geschmack oder Geruch von Vanille. [13] Relativ reines Vanillin kann sich als weißer Staub или Frost auf der Außenseite der Hülsen abscheiden.


β- D -Глюкозид дез ванилин

In niedrigeren Konzentrationen trägt Vanillin zum Geschmack und Aroma von Lebensmitteln in vielfältiger Weise bei: in Olivenöl, [14] Butter, [15] Himbeeren [16] und Lychee-Früchten. [17] Bei der Reifung von Weinen und Spirituosen in Eichenfässern trägt Vanillin gleichfalls zum Geschmacksprofil bei. [18] In anderen Lebensmitteln entsteht durch Wärmebehandlung Vanillin aus anderen vorhandenen Inhaltsstoffen.Auf diese Weise trägt Vanillin zum Geschmack und Aroma von geröstetem Kaffee bei, [19] [20] ferner in Ahornsirup [21] und Vollkornprodukten, einschließlich Mais-Tortillas und Haferlock [22] . [23]

Natürliche Quellen [Bearbeiten | Quelltext Bearbeiten]

Die bis zu 30 cm langen Kapselfrüchte der Gewürzvanille werden kurz vor der Reife geerntet. Diese haben noch nicht das typische Aroma und den Geschmack des fertigen Produkts.Zur Gewinnung werden die Früchte der sogenannten Schwarzbräunung unterzogen. Zuerst werden die Kapselfrüchte heißwasser- oder wasserdampfbehandelt, anschließend folgt eine Ферментация в люфтдихтене Бехельтерн. Durch die Trocknungs- und Fermentierungsprozesse wandeln sich die β- D -Глюкозид дез ванилин в ванилине и глюкозе um.

Beispiel einer Ligninstruktur: Zu erkennen sind die Substitutionsmuster des Vanillins an den aromatischen Ringen.

Ein Großteil des Vanillins wird aus den bei der Zellstoffherstellung anfallenden Sulfitabfällen gewonnen.Die hierin enthaltene Ligninsulfonsäure wird bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck mit Oxidantien und Alkalien behandelt, wobei unter anderem Vanillin entsteht, das durch Extraktion, Destillation and Kristallisation gereinigt wird. [24] [25] Die Ausbeuten betragen je nach Holzart 7–25%. [26] Dieses künstliche Vanille-Aroma auf Lignin-Basis besitzt ein reicheres Geschmacksprofil. Dies ist auf die Anwesenheit von Acetovanillon als Lignin-Folgeprodukt zurückzuführen - eine Verunreinigung, die in Vanillin aus einer Guajacolsynthese nicht auftritt. [8]

Technische Synthesen [Bearbeiten | Quelltext Bearbeiten]

Biotechnologische Methoden [Bearbeiten | Quelltext Bearbeiten]

Alternativ stehen verschiedene biotechnologische Methoden zur Verfügung. [32] [33] Ванилин канн beispielsweise durch Amycolatopsis - oder Streptomyces -Stämme aus Ferulasäure hergestellt werden. Die Ferulasäure kann ebenfalls biotechnologisch mit Hilfe von Pseudomonas -Stämmen aus Eugenol im Fed-Batch-Verfahren (Eugenol ist toxisch für die Zellen) hergestellt werden.Eugenol ist ein gut verfügbarer Rohstoff und stammt aus Nelkenöl. Ebenfalls dient Curcumin als Präkursor von Vanillin, mit Hilfe der Bakterien Rhodococcus rhodochrous wird dieses durch gewonnen биотрансформации. [34] Möglich ist auch die Gewinnung aus Gluosis durch genetisch modifizierte Escherichia coli Bakterien und nachfolgender Dehydrogenase. [31]

Es kann auch über den Shikimisäureweg aus Hefekulturen hergestellt werden. [35]

Vanillin als Produkt des Shikimisäurewegs ( 1 ).Endprodukte dieses Wegs chemischer Reaktionen sind die Aminosäuren Phenylalanin, Tyrosin und Tryptophan. Фенилаланин ( 2 ) биосинтезирует с Hilfe des Enzyms Phenylalanin-Ammoniak-Lyase (PAL) unter Freisetzung von Ammoniak (NH 3 ) zu Zimtsäure ( 3 ) umgesetzt. Dies ist der erste Schritt in der Biosynthese der Phenylpropanoide. [36] [37] [38]

Zwei wesentliche Wege sind in Diskussion, wie auf Basis von Phenylpropanoidverbindungen die Schritte zum Vanillin verlaufen: der Ferulasäureweg und der Bender.Beide gehen zunächst von einer p -Hydroxylierung der Zimtsäure zur p -Cumarsäure (4-Hydroxyzimtsäure) ( 4 ) aus. Danach folgen drei Reaktionsschritte, deren Reihenfolge unterschiedlich ist, aber letztlich zum Zielmolekül führen.

  • Im Ferulasäureweg erfolgt zunächst eine Hydroxylierung an der 3-Position im Ring zur Kaffeesäure ( 5 ) und anschließend deren Methylierung zur Ferulasßäure ( 6 ) дем Ванилин ( 7 ).
  • Im Benzoatweg erfolgt hingegen zuerst die Spaltung der Doppelbindung zum 4-Hydroxybenzaldehyd ( 8 ), anschließend die Hydroxylierung an der 3-Position Progress () Ванилин ( 7 ).

Die Hydroxylierungen von 3 nach 4 und von 8 nach 9 werden vom Enzym Diphenolase katalysiert.Дифенолаза действует как летучая мышь, как монофенолоксидаза; [39] Активный активный ингредиент, действующий без изменений EC-Nummer (EC 1.14.18.1), является важным ферментом. [40]

Im Gegensatz zur chemischen Herstellung («naturidentisch») das biotechnologisch hergestellte Vanillin als «natürlich» deklariert werden.

Biosynthetisches Vanillin ist etwa 60-mal teurer als synthetisches (2015), aber immer noch billiger als natürliches. [35]

Physikalische Eigenschaften [Bearbeiten | Quelltext Bearbeiten]

Vanillin tritt in Form farbloser, charakteristisch süßlich riechender Nadeln auf, die an feuchter Luft allmählich zu Vanillinsäure Oxidieren. [3] Es löst sich schlecht in Wasser (10 г / л при 25 ° C) [4] Поверхностная кишка в этаноле и диэтиловом эфире. [3] Die Verbindung tritt in zwei polymorphen Kristallformen auf. [5] Die Form I выдерживает температуру 82 ° C с температурой 22,4 кДж · моль -1 . [5] Sie kristallisiert im monoklinen Kristallsystem in der Raumgruppe P 2 1 (Raumgruppen-Nr. 4) Vorlage: Raumgruppe / 4 mit den Gitterparametern a = 1404,9 pm, b 4 pm, c = 1501,7 pm, β = 115,45 ° und vier Formeleinheiten pro Elementarzelle. [41] Die Form II выдерживает температуру 80 ° C с температурой 20,7 кДж · моль -1 . [5] Beide Kristallformen stehen monotrop zueinander, wobei Form I die thermodynamisch stabile Kristallform ist.Температура ванилина при температуре 285 ° C в обычной грузовой машине в помещении CO 2 -Atmosphäre [3] bzw. 154 ° C в Унтердруке (13 гПа). [4]

Chemische Eigenschaften [Bearbeiten | Quelltext Bearbeiten]

Die Substanz leitet sich Strukturell sowohl vom Benzaldehyd als auch vom Guajacol ( 2-Methoxyphenol ) ab. Infolge seines bifunktionalen Charakters ist Vanillin sehr reaktionsfreudig. Durch Veretherung, Veresterung или Aldolkondensation sind sehr viele Derivate synthetisierbar.Durch Angriff am aromatischen Ring sind weitere Reaktionen möglich. Eine katalytische Hydrierung von Vanillin führt zu Vanillylalkohol bzw. zu 2-метокси-4-метилфенол. [42] Ванилин, ферментативно для Vanillinsäureoxidiert werden. [43] Eine wässrige Lösung von Eisen (III) -хлоридный раствор с ванилином, eine blauviolette Färbung. [3]

Der pK s -Wert der phenolischen OH-Gruppe Beträgt 7,40 (25 ° C). [3] [7] Dieser Wert ist gegenüber dem Phenol mit 9,99 [7] deutlich niedriger; электронная энергия Aldehydgruppe erhöht durch ihren -M-Effekt die OH-Acidität; фенольный OH-Bindung wird zunehmend polarisiert.Der pK s -Wert des 4-Hydroxybenzaldehyds bewegt sich bei einem ähnlichen Wert und Beträgt 7,66; [7] die fehlende Methoxygruppe macht hier kaum einen Unterschied aus. Zum Vergleich besitzt auch das Guajacol ( 2-Methoxyphenol ) mit seinem pK s -Wert von 9,98 [7] praktisch keinen Unterschied zum Phenol mit 9,99.

Изованилин ( 3-гидрокси-4-метоксибензальдегид ) является изомером и не имеет аналогов из ванилина из Stellung der Methoxygruppe.Анштатт на позиции 3 - это лучше всех на четвертой позиции. Hydroxy- und Methoxygruppe tauschen im Vergleich zum Vanillin die Plätze.

орто -ванилин ( 2-гидрокси-3-метоксибензальдегид ) имеет вид Isomer und unterscheidet sich vom Vanillin durch die Stellung der Hydroxygruppe. Die Vorsilbe ortho- kennzeichnet hier die Position der Hydroxygruppe im Substitutionsmuster bezüglich der Aldehydgruppe; im Vanillin befinden sich diese beiden Gruppen in para- Stellung.

Изованилин Ванилин орто -ванилин

Этилванилин ( 3-этокси-4-гидроксибензальдегид ) представляет собой структурный агент Verwandter und Unterscheidet sich vom Vanillin, который не подлежит обработке Methylgruppe gegen eine Ethylgruppe austauscht. Es kommt nicht natürlich vor, sondern wird auf dem Syntheseweg hergestellt. Heute wird es часто künstlicher Aromastoff anstelle des teureren Vanillins verwendet, da es etwa halb soviel kostet und zudem zwei- bis viermal интенсивер в Geschmack und Aroma ist. [44]

Ацетованиллон ( 4-гидрокси-3-метоксиацетофенон , auch Apocynin ) представляет собой составной элемент Verwandter und unterscheidet sich vom Vanillin, indem man die Aldegruppecegruppe. Es entsteht in künstlichen Vanille-Aromen auf Lignin-Basis. [8]

Этилванилин Ванилин Ацетованильон

Vanillin und Ethylvanillin besitzen einen ähnlichen Geruch, der des Isovanillins ist hingegen kaum merkbar. [45] Vanillin und Ethylvanillin lassen sich mit Gemischen aus Hexan und Essigsäureethylester per Dünnschichtchromatographie gut trennen. [46]

Veratrumaldehyd ( 3,4-Dimethoxybenzaldehyd ), а также Methylvanillin ist gleichfalls ein Struktureller Verwandter mit der gleichen Summenformel.

Als Ersatzstoff wird auch Propenylguaethol (Vanitrope) verwendet, es besitzt ein typisches Vanillinaroma und dessen Geruch ist etwa 15-mal интенсив, как и фон ванилин. [47]

Die zuverlässige качественный и количественный Bestimmung von Vanillin in unterschiedlichen Untersuchungsmaterialien gelingt nach hinreichender Probenvorbereitung durch den Einsatz der Gaschromatographie или HPLC gekoppelt mit der Massenspektrometrie. [48] [49] [50] [51] [52]

Die Bestimmung von Vanillin kann auch zur Überprüfung der Güteklassen von Olivenöl als Markersubstanz herangezogen werden.Dieser analytische Einsatz zur Prüfung auf Authentizität в extrem fetthaltiger Matrix erfordert jedoch besondere Verfahren. [53]

Vanillin ist mengenmäßig der wichtigste Aromastoff weltweit, nicht zuletzt, da er technisch preisgünstig hergestellt werden kann. Man geht von einem Verbrauch von etwa 15,000 Tonnen im Jahr aus (2004). [3] Die rund 2.000 Tonnen Kapselfrüchte echter Vanille, die jährlich weltweit geerntet werden, enthalten aber nur etwa 40 Tonnen Vanillin (der Vanillingehalt einer handelsüblichen Vanille-Schote между 1,6 и нормой ISO 55%) 1: 1999).Über 99,7% des in Verkehr gebrachten Vanillins sind также nicht natürlichen Ursprungs.

Vanillezucker ist eine Zubereitung mit dem natürlichen Vanillearoma von mindestens 1 g gemahlenen Vanilleschoten oder deren Extrakten auf 16 g Zucker (Saccharose), Vanillinzucker enthält vanil aromatisie. [54] Ванилиновые вирды как Aromastoff в Verschiedenen Lebensmitteln verwendet, unter anderem в Speiseeis, Backwaren und Schokolade.Daneben ist Vanillin einer von vielen Duftstoffen bei der Parfümherstellung und zur Geschmacksverbesserung von Pharmazeutika und Vitaminpräparaten, работает в kleinen Mengen zur Abrundung und Fixierung von süßen, balsamischen Düften.

Auch in der chemischen Industrie wird Vanillin verwendet, beispielsweise als Ausgangsstoff или Zwischenprodukt bei der Synthese von verschiedenen Arzneistoffen, wie beispielsweise Levodopa, Methyldopa und Papaverin. Es ist außerdem Bestandteil von Günzburgs Reagenz - einer alkoholischen Lösung von Phloroglucin und Vanillin zum qualityn Nachweis der freien Salzsäure im Magensaft. [3]

Vanillin wird in der Histologie bei der Vanillin-HCl-Färbung zum Färben von Tanninen verwendet. Vanillin kann als Nachweisreagenz zur Derivatisierung von Verbindungen bei der Dünnschichtchromatographie verwendet werden. Dabei wird die entwickelte Platte durch Aufsprühen oder Tauchen mit einer Vanillin-Schwefelsäure-Lösung benetzt und erhitzt. Einige Verbindungen zeigen dabei charakteristische Farbreaktionen, anhand derer sie identifiziert werden können.

  • Beilstein. E IV 8, 1763.
  • Немецкая ваниль . В: Die Gartenlaube . Heft 32, 1875, S. 548 (Volltext [Wikisource]).
  • Альфонс М. Бургер: Die natürlichen und künstlichen Aromen. Hüthig-Verlag, Гейдельберг 1968.
  • Жан-Поль Видаль: Ванилин. В: Пищевая и кормовая техника. In: Kirk-Othmer Food and Feed Technology , Band 2. John Wiley & Sons, New York 2007, ISBN 978-0-470-17448-7, S. 526–538, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche, DOI: 10.1002 / 0471238961.22011401615.a01.pub2.
  • Эндрю Дж. Тейлор, Роберт Линфорт (ред.): Технология пищевых ароматизаторов. Wiley-Blackwell, Oxford 2010, ISBN 978-1-4051-8543-1, S. 170, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche.
  • Björn Bernhard Kuhse: Vanillin - Historie und Schulrelevanz. Die Geschichte einer regionalen Riechstoffindustrie und deren Verwendung in einem praxisorientierten Chemieunterricht. Диссертация дер Universität Bielefeld. Cuvillier Verlag, Göttingen 2010, ISBN 978-3-86955-459-4, Inhaltsverzeichnis.
  • Георг Шведт: Am Anfang war das Vanillin: Die Väter der Aromen-Industrie в Хольцминдене. BoD, Norderstedt 2017, ISBN 978-3-7448-9306-0, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche.
  1. a b Eintrag zu FEMA 3107 in der Datenbank der Ассоциация производителей ароматизаторов и экстрактов США .
  2. ↑ Eintrag zu VANILLIN in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 16.Февраль 2020.
  3. a b c d e f g h i j k l m Eintrag zu Vanillin. В: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 12. июня 2014 г.
  4. a b c d e f g h i j Eintrag zu Vanillin in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 22.Февраль 2014 г. (JavaScript erforderlich) .
  5. a b c d e Braga, D .; Grepioni, F .; Maini, L .; Mazzeo, P.P .; Rubini, K .: Получение без растворителей сокристаллов феназина и акридина с ванилином в Thermochim. Acta 507–508 (2010) 1–8, DOI: 10.1016 / j.tca.2010.04.021
  6. ↑ Datenblatt Vanillin (PDF) от Карла Рота, abgerufen 5 августа 2016 г.
  7. a b c d e Справочник CRC по таблицам для идентификации органических соединений , третье издание, 1984, ISBN 0-8493-0303-6.
  8. a b c d Лоуренс Дж. Эспозито, К. Форманек, Г. Кинц, Ф. Маугер, В. Маюро, Г. Роберт, Ф. Труше: Ванилин. In: Кирк-Отмер Энциклопедия химической технологии. 4. Auflage. Vol. 24, John Wiley & Sons, New York 1997, S. 812–825.
  9. ↑ Н.-Т. Gobley: Recherches sur le principe odorant de la vanille. In: Journal de Pharmacie et de Chimie. 34, 1858, S. 401–405 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  10. ↑ Ferd. Тиманн, Виль. Haarmann: Ueber das Coniferin und seine Umwandlung in das aromatische Princip der Vanille. In: Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 7 (1), 1874, S. 608–623 (DOI: 10.1002 / cber.187400701193).
  11. ↑ K. Reimer: Ueber eine neue Bildungsweise aromatischer Aldehyde. , In: Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 9 (1), 1876, S. 423–424 (DOI: 10.1002 / cber.1876004).
  12. ↑ W.Брандт, А. Браун, Р. Бригер, Х. Дитерле, Р. Дитцель, В. Мозер, П. Н. Шюрхофф, Ф. Штадлмайр, О. Виганд: Kommentar zum Deutschen Arzneibuch. 6. Ausgabe. 1926, S. 661. (Перепечатка: Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642--3)
  13. ↑ Николас Дж. Уолтон, Мелинда Дж. Майер, Арджан Нарбад: Ванилин. В: Фитохимия. 63 (5), 2003, S. 505–515 (DOI: 10.1016 / S0031-9422 (03) 00149-3).
  14. ↑ Мануэль Бренес, Арансасу Гарсия, Педро Гарсия, Хосе Х.Риос, Антонио Гарридо: Фенольные соединения в испанских оливковых маслах. В: Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 47 (9), 1999, S. 3535–3540 (DOI: 10.1021 / jf9o).
  15. ↑ Mohamed Adahchour, René J. J. Vreuls, Arnold van der Heijden, Udo A. Th. Brinkman: Определение следовых количеств полярных ароматических соединений в масле твердофазной экстракцией и газовой хроматографией-масс-спектрометрией. In: Journal of Chromatography A. 844 (1-2), 1999, S.295–305 (DOI: 10.1016 / S0021-9673 (99) 00351-9).
  16. ↑ Дебора Д. Робертс, Терри Э. Акри: Влияние нагрева и добавления сливок на аромат свежей малины с использованием ретроназального имитатора аромата и газовой хроматографии. В: Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 44 (12), 1996, S. 3919–3925 (DOI: 10.1021 / jf950701t).
  17. ↑ Питер К. С. Онг, Терри Э. Акри: Газовая хроматография / Обонятельный анализ личи (Litchi chinesis Sonn.). В: Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 46 (6), 1998, S. 2282–2286 (DOI: 10.1021 / jf9801318).
  18. ↑ Кэрол Вирио, Огюстен Скальберт, Катрин Лапьер, Мишель Мутунэ: Эллагитаннины и лигнины в старении спиртных напитков в дубовых бочках. В: Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 41 (11), 1993, S. 1872–1879 (DOI: 10.1021 / jf00035a013).
  19. ↑ Имре Бланк, Алина Сен, Вернер Грош: Сильные запахи жареного порошка и отвар кофе арабика. In: Zeitschrift für Lebensmittel-Untersuchung und -Forschung. 195 (3), 1992, S. 239–245 (DOI: 10.1007 / BF01202802).
  20. ↑ П. Семмельрох, Г. Ласкави, И. Бланк, В. Грош: Определение сильнодействующих ароматизаторов в жареном кофе с помощью анализов разведения стабильных изотопов. В: Журнал ароматов и ароматов. 10 (1), 1994, S. 1–7 (DOI: 10.1002 / ffj.2730100102).
  21. ↑ С. Кермаша, М. Гётгебёр, Дж. Дюмон: Определение профилей фенольных соединений в продуктах из клена с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии. В: Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 43 (3), 1995, S. 708–716 (DOI: 10.1021 / jf00051a028).
  22. ↑ Рон Г. Баттери, Луиза К. Линг: Летучие ароматизирующие компоненты кукурузных лепешек и сопутствующих продуктов. В: Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 43 (7), 1995, S. 1878–1882 (DOI: 10.1021 / jf00055a023).
  23. ↑ Гельмут Гут, Вернер Грош: Одоранты экструзионных продуктов из овсяной муки. Изменения при хранении. In: Zeitschrift für Lebensmittel-Untersuchung und -Forschung. 196 (1), 1995, S. 22–28 (DOI: 10.1007 / BF01192979).
  24. ↑ Мартин Б. Хокинг: Ванилин: синтетический ароматизатор из отработанного сульфитного ликера. В: Журнал химического образования. 74 (9), 1997, S. 1055–1059 (DOI: 10.1021 / ed074p1055).
  25. a b Гэри М. Лэмпман, Дженнифер Эндрюс, Уэйн Братц, Отто Ханссен, Кеннет Келли, Дана Перри, Энтони Риджуэй: Приготовление ванилина из эвгенола и опилок. В: Журнал химического образования. 54 (12), 1977, S. 776–778 (DOI: 10.1021 / ed054p776).
  26. a b c Beyer / Walter: Lehrbuch der Organischen Chemie. 19. Auflage. С. Хирцель Верлаг, Штутгарт 1981, ISBN 3-7776-0356-2, S. 504.
  27. ↑ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu 3-Бром-4-гидроксибензальдегид: Номер CAS: 2973-78-6, Номер EG: 608-409-1, ECHA-InfoCard: 100.107.158, PubChem: 76308, Викиданные: Q63395282.
  28. ↑ Дуглас Ф. Табер, Светлана Патель, Трэвис М.Hambleton, Emma E. Winkel: Синтез ванилина из 4-гидроксибензальдегида. В: Журнал химического образования. 84 (7), 2007, с. 1158 (DOI: 10.1021 / ed084p1158).
  29. N-Methylformanilide im Eintrag zu Vanillin bei ChemicalBook , abgerufen am 5. августа 2016.
  30. Vanillin (PDF; 1,97 МБ), abgerufen am 31. Juli 2016.
  31. a b Бернд Шефер: Натуральные продукты в химической промышленности. Springer, 2014, ISBN 978-3-642-54460-6, S. 116.
  32. ↑ H. Priefert, J. Rabenhorst, A. Steinbüchel: Биотехнологическое производство ванилина. В: Прикладная микробиология и биотехнология. 56, 2001, S. 296–314 (DOI: 10.1007 / s002530100687).
  33. Biotechnologische Produktion von Vanillin .
  34. ↑ Сувенду Бхаттачарья: Традиционные и передовые технологии пищевой промышленности. John Wiley & Sons, 2014, ISBN 978-1-118-40632-8, S.399.
  35. a b Оливер Кайзер, Нильс Авереш: Technische Biochemie. Springer, 2015, ISBN 978-3-658-05547-9, с. 86.
  36. ↑ Дафна Хавкин-Френкель, Анджей Подстолки, Ева Витковска, Петр Молецки, Моника Миколайчик: Пути биосинтеза ванилина: обзор. В: Тонг-Джен Фу, Гурмит Сингх, Уэйн Р. Кертис: Культура растительных клеток и тканей для производства пищевых ингредиентов. Американское химическое общество 1999. Отделение сельскохозяйственной и пищевой химии, С.35–43. (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche)
  37. ↑ Патент WO03071861: Фермент биосинтетического пути ванилина из Vanilla planifolia. Veröffentlicht am 4 сентября 2003 г., Эрфиндер: Дафна Хавкин-Френкель, Анджей Подстольски, Ричард А. Диксон.
  38. ↑ Осаму Негиси, Кэндзи Сагиура, Юкико Негиси: Биосинтез ванилина через феруловую кислоту в ванили планифолистной. В: Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 57 (21), 2009, с.9956–9961 (DOI: 10.1021 / jf4m. PMID 19817415).
  39. ↑ Питер Шопфер: Experimentelle Pflanzenphysiologie. Band 2, Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-61336-4, S. 55.
  40. ↑ Р. Дебовска, А. Подстольски: Свойства дифенолазы из Vanilla planifolia (Andr.) Shoot Primordia, культивированного in vitro. В: Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 49 (7), 2001, S. 3432–3437 (DOI: 10.1021 / jf001180z. PMID 11453787).
  41. ↑ Р. Велаван, П.Сурешкумар, К. Сивакумар, С. Натараджан: Ванилин-I. In: Acta Cryst. C51, 1995, S. 1131–1133 (DOI: 10.1107 / S0108270194011923).
  42. ↑ Riechstofflexikon: Ванилин .
  43. ↑ Георгиос И. Панаутсопулос, Кристин Бидхэм: Ферментативное окисление ванилина, изованилина и протокатехового альдегида свежеприготовленными ломтиками печени морской свинки. In: Cell Physiol Biochem. 15 (1–4), 2005, S. 89–98 (PMID 15665519; (PDF)
  44. ↑ Eintrag zu Ethylvanillin.В: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 20. июня 2014 г.
  45. ↑ Тору Эгава, Акиё Камеяма, Хироши Такеучи: Структурное определение ванилина, изованилина и этилванилина с помощью дифракции электронов в газе и теоретических расчетов. В: Журнал молекулярной структуры. 794 (1–3), 2006, S. 92–102 (DOI: 10.1016 / j.molstruc.2006.01.042; hokudai.ac.jp (PDF)
  46. ↑ А. В. Герасимов, Н. В. Горнова, Н. В. Рудометова: Определение ванилина и этилванилина в ароматизаторах ванили с помощью планарной (тонкослойной) хроматографии. В: Журнал аналитической химии. 58 (7), 2003, S. 677–684 (DOI: 10.1023 / A: 1024764205281).
  47. ↑ Лист П. Х., Л. Хёрхаммер: Hagers Handbuch der Pharmazeutischen Praxis. 7. Группа: Arzneiformen und Hilfsstoffe. Teil B, 4. Auflage. Springer, 1977, ISBN 3-642-65823-7, S. 37.
  48. ↑ Y. Shen, B. Hu, X. Chen, Q. Miao, C. Wang, Z. Zhu, C. Han: Определение четырех ароматизаторов в детской смеси твердофазной экстракцией и тандемной масс-спектрометрией с газовой хроматографией. . In: J. Agric Food Chem. 62 (45), 2014, С. 10881–10888. PMID 25338226.
  49. ↑ Дж. Герлофф, И. К. Сундар, Р. Фретер, Э. Р. Секера, А. Э. Фридман, Р. Робинсон, Т. Пагано, И. Рахман: Воспалительная реакция и дисфункция барьера с помощью различных ароматизаторов электронных сигарет, идентифицированных методом газовой хроматографии Спектрометрия электронных жидкостей и электронных паров на эпителиальных клетках легких и фибробластах человека. В: Прил. In vitro Toxicol. 3 (1), 2017, С. 28–40.PMID 28337465.
  50. ↑ Л. Франица, М. Гранвогль, П. Шиберле: Влияние производственного процесса на ключевые ароматические соединения рома: от мелассы до спирта. In: J. Agric Food Chem. 64 (47), 2016, С. 9041–9053. PMID 27788585.
  51. ↑ D. Q. Li, Z. Q. Zhang, X. L. Yang, C. H. Zhou, J. L. Qi: Онлайн-материал с ограниченным доступом в сочетании с высокоэффективной жидкостной хроматографией и тандемной масс-спектрометрией для одновременного определения ванилина и его метаболита ванилиновой кислоты в плазме человека. In: J. Sep. Sci. 39 (17), 2016, С. 3318–3326. PMID 27384745.
  52. ↑ М. Бонони, Дж. Квалья, Ф. Татео: Простой метод экстракции для оценки δ13C ванилина жидкостью: масс-спектрометрия отношения хроматография-изотоп в шоколадных батончиках и шоколадных закусках. In: J. Agric Food Chem. 63 (19), 2015, С. 4777–4781. PMID 25965784.
  53. ↑ Н. П. Калогиури, Н. А. Алигизакис, Р. Аализаде, Н. С. Томаидис: Исследования подлинности оливкового масла с помощью целевого и нецелевого LC-QTOF-MS в сочетании с передовыми хемометрическими методами. В: Анал. Биоанал. Chem. 408 (28), 2016, С. 7955–7970. PMID 27585916.
  54. ↑ Richtlinien für Vanille-Zucker und Vanillin-Zucker (veröffentlicht vom Bund für Lebensmittelrecht und Lebensmittelkunde e. V. 1962), in denen die Verkehrsauffassung der Lebensmittelwirtschaft niedergelegt ist; Neuauflage 2007.
.

Новый способ получения растительных полифенолов из экскрементов домашнего скота с использованием субкритической реакции воды

Растительные полифенолы, включая ванилин, часто используются в качестве промежуточных материалов в лекарственных средствах и ванильных ароматизаторах. В сельском хозяйстве ванилин обычно получают из растений ванили, а в промышленности - из лигнина утилизированной древесной массы. Недавно мы разработали метод производства растительных полифенолов из экскрементов в качестве природного ресурса лигнина травоядных животных с использованием воды в субкритическом состоянии.Метод использования воды в субкритическом состоянии превосходит метод использования воды в сверхкритическом состоянии, поскольку в последней происходит полное разложение. Мы успешно производим в продуктах ванилин, протокатехиновую кислоту, ванилиновую кислоту и сиреневую кислоту. Наш метод проще и эффективнее не только потому, что он требует более короткого времени обработки, но и потому, что он выбрасывает меньше углекислого газа в атмосферу.

1. Введение

Экскременты домашнего скота в Японии только достигнуто до 40 000 тонн в год, который в последнее время был одним из основных национальных экскрементов проблемы управления.Практически все фермы расположены недалеко от жилых районов Японии, что увеличивает опасность загрязнение воды и почвы из-за неприятного запаха и возникновения потенциальных инфекционных заболеваний. Следовательно, мы должны разработать метод эффективного и безопасного удаления экскрементов. Для регулирования загрязнения японское правительство приняло закон «Закон о надлежащей обработке и поощрении использования навоза домашнего скота» (универсально применяемый 1 ноября 2004 г.) [1].Закон требует стандартизация метода управления. Для утилизации твердых экскрементов требуется строительство закрытых и огороженных конструкций с бетонными полами или другими непроницаемыми материалами. Что касается утилизации жидкости экскрементов и навозной жижи, требуется строительство резервуаров из бетона или непроницаемого материала. По закону экскременты домашнего скота нельзя складировать на открытом воздухе. воздух, что обычно приводит к долгое время готовил компосты.

Был еще один метод развития электростанции с реактор со сверхкритической водой для обработки экскрементов домашнего скота на предприятии Рециклинг биомассы Миядзаки (Миядзаки, Япония), Университет Сидзуока (Сидзуока, Япония), и Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) [2–4], первое - с куриными экскрементами и последние два - с экскрементами крупного рогатого скота. Однако в этом случае поголовье экскременты как природный ресурс разлагаются на углекислый газ () и вода ().

Известно, что экскременты скота содержат большое количество количество неперевариваемых пищевые волокна лигнина. Лигнин - это биополимер, в котором гидроксифенилпропан единицы, такие как транс- p -кумарил спирт, конифериловый спирт и синапиловый спирт связаны с эфиром и углерод-углеродные связи в спиральной структуре [5–10]. Накахара сообщил об извлечении растительных полифенолов из древесной массы с использованием сверхкритической воды [11]. Adschiri и его коллеги также сообщили об экстракции растительных полифенолов с помощью сольвотермическая реакция [12–15].Растительные полифенолы, включая ванилин, очень полезны в качестве промежуточного материала для лекарств и пищевых ароматизаторов. Ванилин в настоящее время добывают из растения ваниль. условно. Япония импортировала 260 тонн и 340 тонн ванилина в год в 2004 и 2005 годах. соответственно [16]. А также также Фройденберг [17] сообщил, что ванилин получали из лигнина щелочно-нитробензольным методом.

Здесь мы сообщаем об извлечении ванилина с целью получения превращение экскрементов домашнего скота в полезные полифенолы растений для широкого разнообразие отраслей.

2. Материалы и методы

Экскременты травоядных животных, в том числе крупного рогатого скота, козы и лошади (Университет Миядзаки) и хищное животное тигры (Зоологический сад Уэно, Токио, Япония), был использован в нашем исследовании. Один грамм экскрементов и 4 мл В реактор помещали нержавеющую трубку (SUS316) емкостью 5 мл. Затем реактор нагревали до температуры (и давления) C, C (0,6 МПа), C ​​(1,5 МПа), C ​​(3,9 МПа), и C (8.3 МПа) каждый в партии система. После обработки в течение 60 минут реактор охлаждали.

Мы проанализировали продукты в водном растворе с высокой высокопроизводительная жидкостная хроматография. (ВЭЖХ) с системным контроллером 600E, 996 Детектор на фотодиодной матрице и датчик температуры 10190 HTR-B (Waters Co., MA, США). Обращенно-фазовая колонка (Shimadzu Пакет прокладок CLC-ODS; мм; длина колонны 150 мм; Киото, Япония) использовали при температуре C. Водный раствор 2902.95 мл, 31,5 мл метанола и 5,55 мл пропан-2-ола, 60 мл уксусной кислоты, 8,17 г натрия ацетат использовали в качестве подвижной фазы. Скорость потока подвижная фаза составляла 0,7 мл / мин, и УФ-детектор показал поглощение при 280 нм. Мы провели количественный анализ растительных полифенолов. концентрации с использованием ВЭЖХ образцов с площадью каждого пика. Мы также использовали жидкость система хроматографии / масс-спектрометра (ЖХ / МС) для подтверждения каждого пика, полученного при анализе ВЭЖХ.Колонка (Tosoh TSK-GEL ODS-80; = 4,6 мм; длина колонки 150 мм; Токио, Япония) был применен для LC / MS. Температура колонки составляла C и другие условия. были такими же, как описано в исследовании ВЭЖХ, за исключением того, что ацетат аммония использовали в качестве летучей соли вместо ацетата натрия для подвижной фазы.

3. Результаты и обсуждение

На сегодняшний день существует два способа производства ванили. Обычный способ - извлечь его прямо из растения ваниль. Растения ванили произрастают в Мексике, но жители Мадагаскара были первыми, кто производил продукцию для коммерческого использования.Ароматизатор поступает из стручок и фасоль ванили. Процесс превращения ванили в приправы - это очень долгий и сложный метод. Следовательно, они не могли дать большого количества ванили. В Другой метод - получение ванили из лигнина древесной массы, находящегося в промышленность. Адсчири и его коллеги не только экстрагировали лигнин в сверхкритической воде, но и преуспели в этом. производство полифенолов растений, но они также идентифицировали много других веществ, кроме ванилина.Однако требуется много времени и энергии, чтобы очистить полифенол растений.

Чтобы превратить отходы в полезные продукты, у нас есть разработал простой метод производства ванилина с лигнином из фекалий скота.

Здесь мы показали на рисунке 1 (b) профиль ВЭЖХ продуктов в растворе, который пахнет кофе и какао-порошком, полученным из экскрементов крупного рогатого скота при реакции C. Следуя профилю ВЭЖХ стандарта соединения (рисунок 1 (а)), мы можем идентифицировать следующие пики: пик протокатеховой кислоты на 10 минут, ванилиновая кислота через 32 минуты, сиринговая кислота через 55 минут и ванилин в 56 минут.Мы можем найти пики ЖК с 1 по 4 при том же времени удерживания, что и таковые из стандартных соединений. Для подтверждения каждого вещества у нас есть провели жидкостную хроматографию / масс-спектрометр для дальнейшего исследования. На рисунке 2 показана масса спектры, полученные из пиков 1-4 ЖК, показанных на рисунке 1 (b).

Мы можем идентифицировать единственный главный пик отношения массы к заряд ( m / z ) протокатеховой кислотой на рисунке 2 (а). Это также показано на рисунках 2 (c) и 2 (d) с сиреневой кислотой и ванилином.С другой стороны, мы можем выделить два основных пика m / z , который был показан на рисунке 2 (б); один - это ванилиновая кислота, а другой остается неопознанный.

Эксперимент проводился с различными докритическими реакция воды температура с целью зависимости выхода продуктов. На рисунке 3 показан результаты количественного анализа полифенолов каждого растения. Желаемый растительный полифенол не встречается в условие C, которое предполагает, что существует температурная зависимость от выхода продукта.Протокатеховая кислота была получен на С. Ванилиновую кислоту выделяли из экскрементов в основном на C, и ее выход уменьшился при C. Свиринговая кислота была получена в диапазоне от C до C. Хотя мы идентифицировали ванилин в C, в C он давал больше, но не было обнаружено ванилина, когда проводили реакцию при температуре C. Выход ванилина при C было максимумом. Общее количество ванилиновой кислоты и ванилина достигало почти постоянного значения 50 мкм г на 1 г фекалий между температурами в диапазоне от C до C.Считается, что ванилиновая кислота превращалась в ванилин в результате окислительно-восстановительной реакции в субкритических условиях. вода. Чтобы прояснить этот момент, необходимы дальнейшие исследования.


(а) Протокатеховая кислота .

Ванилин - Википедия

Ванилин ( 4-гидрокси-3-метоксибензальдегид , FEMA 3107 [1] ) ist der Hauptaromastoff in den Kapselfrüchten der Gewürzvanilla Vanillinis nifidentis . Die Organische Chemische Verbindung mit der Summenformel C 8 H 8 O 3 ist ein Derivat des Benzaldehyds mit je einer zusätzlichen Hydroxy- und Methoxygruppe.

Strukturformel
Allgemeines
Имя Ванилин
Андере Намен
  • 4-гидрокси-3-метоксибензальдегид
  • FEMA 3107 [1]
  • Ванильный альдегид
  • Ванилин
  • 4-гидрокси-3-метоксибензенкарбальдегид (IUPAC)
  • ВАНИЛИН (INCI) [2]
Summenformel C 8 H 8 O 3
Kurzbeschreibung

farblose, nach Vanille riechende Nadeln [3]

Externe Identifikatoren / Datenbanken
Eigenschaften
Molare Masse 152,14 г · моль −1
Агрегатзустанд

фест

Дихте

1,06 г · см −3 (20 ° C) [4]

Schmelzpunkt
Siedepunkt
Dampfdruck

0,29 Па (25 ° C) [6]

pK s -Wert

7,40 (25 ° C) [3] [7]

Löslichkeit
Sicherheitshinweise
Toxikologische Daten
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Vanillin ist der Hauptbestandteil des natürlichen Vanilleextrakts, einer Mischung aus mehreren hundert verschiedenen Verbindungen. Aus diesem eher raren Naturprodukt wurde Vanillin schon Mitte des 19. Jahrhunderts изолирт, 1874 гелевый синтетический продукт из натурального хвойного дерева. Die ersten kommerziellen Herstellungsverfahren von Vanillin gingen später von Eugenol aus. Heute wird Vanillin als naturidentisch kostengünstig aus Guajacol synthetisiert или aus Lignin gewonnen, einem Bestandteil von Holz und dem häufigsten Nebenprodukt der Industriellen Zellstoffherstellung.Das Vanillin im Lignin trägt auch zum typischen Geruch alten Papiers bei. Daneben sind inzwischen mehrere biotechnologische Verfahren etabliert, deren Produkte dürfen als «natürlich» deklariert werden.

Vanillin ist weltweit mengenmäßig der wichtigste Aromastoff, der zudem preisgünstig hergestellt werden kann. Er wird в Lebensmitteln, Getränken, Speiseeis, Backwaren und Schokolade, sowie in der Parfüm- und Pharmaindustrie verwendet.

Ваниль планифолия , Gewürzvanille

Vanille wurde als Aroma von präkolumbianischen Völkern Mittelamerikas angebaut; zum Zeitpunkt ihrer Eroberung durch Hernán Cortés benutzten die Azteken sie als Aromastoff für Schokolade.Den Europäern wurde sowohl Schokolade als auch Vanille um das Jahr 1520 bekannt. [8]

Vanillin wurde erstmals im Jahre 1858 als relativ reine Substanz von Nicolas-Théodore Gobley isoliert; dies geschah durch vollständiges Eindampfen eines Vanilleextrakts und anschließendes Umkristallisieren aus heißem Wasser. [9] Im Jahr 1874, занимающийся химическим производством Вильгельма Хаарманна с Фердинандом Тиманом в Holzminden die Herstellung von Vanillin aus Coniferin, das im Rindensaft von Nadelhölzern (Coniferen) vorkommt. [10]

Der Artikel von Karl Reimer von 1876, dessen letzter Absatz über die Herstellung von Vanillin aus Guajacol berichtet.

1876 синтетический Karl Reimer erstmals aus Guajacol ( 1 ) das Vanillin ( 2 ). [11] In der später als Reimer-Tiemann-Reaktion benannten Synthese wird Guajacol im Alkalischen mit Chloroform umgesetzt. [12] Dabei reagiert zuerst Chloroform mit der Base zu Dichlorcarben. Dieses lagert sich am Phenolat-Anion des Guajacols an.

Vanillin findet sich am häufigsten in den meist falsch als Schoten bezeichneten Kapselfrüchten der Gewürzvanille ( Vanilla planifolia ) (1,5–4%), ferner auch в Стираксе, Gewürznelken und anderen Pflanzen. [3] Die frisch geernteten grünen Samenkapseln enthalten Ванилин в форме неводов β- D -Глюкозиды Vanillosid [3] . Die grünen Hülsen besitzen nicht den Geschmack oder Geruch von Vanille. [13] Relativ reines Vanillin kann sich als weißer Staub oder «Frost» auf der Außenseite der Hülsen abscheiden.


β- D -Глюкозид дез ванилин

In niedrigeren Konzentrationen trägt Vanillin zum Geschmack und Aroma von Lebensmitteln in vielfältiger Weise bei: in Olivenöl, [14] Butter, [15] Himbeeren [16] und Lycheten. [17] Bei der Reifung von Weinen und Spirituosen in Eichenfässern trägt Vanillin gleichfalls zum Geschmacksprofil bei. [18] In anderen Lebensmitteln entsteht durch Wärmebehandlung Vanillin aus anderen vorhandenen Inhaltsstoffen.Auf diese Weise trägt Vanillin zum Geschmack und Aroma von geröstetem Kaffee bei, [19] [20] ferner in Ahornsirup [21] und Vollkornprodukten, einschließlich Mais-Tortillas . [23]

Gewinnung und DarstellungBearbeiten

Natürliche QuellenBearbeiten

Die bis zu 30 cm langen Kapselfrüchte der Gewürzvanille werden kurz vor der Reife geerntet. Diese haben noch nicht das typische Aroma und den Geschmack des fertigen Produkts.Zur Gewinnung werden die Früchte der sogenannten Schwarzbräunung unterzogen. Zuerst werden die Kapselfrüchte heißwasser- oder wasserdampfbehandelt, anschließend folgt eine Ферментация в люфтдихтене Бехельтерн. Durch die Trocknungs- und Fermentierungsprozesse wandeln sich die β- D -Глюкозид дез ванилин в ванилине и глюкозе um.

Beispiel einer Ligninstruktur: Zu erkennen sind die Substitutionsmuster des Vanillins an den aromatischen Ringen.

Ein Großteil des Vanillins wird aus den bei der Zellstoffherstellung anfallenden Sulfitabfällen gewonnen.Die hierin enthaltene Ligninsulfonsäure wird bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck mit Oxidantien und Alkalien behandelt, wobei unter anderem Vanillin entsteht, das durch Extraktion, Destillation and Kristallisation gereinigt wird. [24] [25] Die Ausbeuten betragen je nach Holzart 7–25%. [26] Dieses künstliche Vanille-Aroma auf Lignin-Basis besitzt ein reicheres Geschmacksprofil. Dies ist auf die Anwesenheit von Acetovanillon als Lignin-Folgeprodukt zurückzuführen - eine Verunreinigung, die in Vanillin aus einer Guajacolsynthese nicht auftritt. [8]

Technische SynthesenBearbeiten

Biotechnologische MethodenBearbeiten

Alternativ stehen verschiedene biotechnologische Methoden zur Verfügung. [32] [33] Ванилин канн beispielsweise durch Amycolatopsis - или Streptomyces -Stämme aus Ferulasäure hergestellt werden. Die Ferulasäure kann ebenfalls biotechnologisch mit Hilfe von Pseudomonas -Stämmen aus Eugenol im Fed-Batch-Verfahren (Eugenol ist toxisch für die Zellen) hergestellt werden.Eugenol ist ein gut verfügbarer Rohstoff und stammt aus Nelkenöl. Ebenfalls dient Curcumin als Präkursor von Vanillin, mit Hilfe der Bakterien Rhodococcus rhodochrous wird dieses durch gewonnen биотрансформации. [34] Möglich ist auch die Gewinnung aus Gluosis durch genetisch modifizierte Escherichia coli Bakterien und nachfolgender Dehydrogenase. [31]

Es kann auch über den Shikimisäureweg aus Hefekulturen hergestellt werden. [35]

Vanillin als Produkt des Shikimisäurewegs ( 1 ).Endprodukte dieses Wegs chemischer Reaktionen sind die Aminosäuren Phenylalanin, Tyrosin und Tryptophan. Фенилаланин ( 2 ), биосинтетический вирус с Hilfe des Enzyms Phenylalanin-Ammoniak-Lyase (PAL) unter Freisetzung von Ammoniak (NH 3 ) zu Zimtsäure ( 3 ) umgesetzt. Dies ist der erste Schritt in der Biosynthese der Phenylpropanoide. [36] [37] [38]

Zwei wesentliche Wege sind in Diskussion, wie auf Basis von Phenylpropanoidverbindungen die Schritte zum Vanillin verlaufen: der 000 Ferulasäureweg. Beide gehen zunächst von einer p -Hydroxylierung der Zimtsäure zur p -Cumarsäure (4-Hydroxyzimtsäure) ( 4 ) aus. Danach folgen drei Reaktionsschritte, deren Reihenfolge unterschiedlich ist, aber letztlich zum Zielmolekül führen.

  • Im Ferulasäureweg erfolgt zunächst eine Hydroxylierung an der 3-Position im Ring zur Kaffeesäure ( 5 ) und anschließend deren Methylierung zur Ferulasßäure ( 6 ) дем Ванилин ( 7 ).
  • Im Benzoatweg erfolgt hingegen zuerst die Spaltung der Doppelbindung zum 4-Hydroxybenzaldehyd ( 8 ), anschließend die Hydroxylierung an der 3-Position -Position -Position -Position -Position -Position 0003 Ванилин ( 7 ).

Die Hydroxylierungen von 3 nach 4 und von 8 nach 9 werden vom Enzym Diphenolase katalysiert.Дифенолаза действует как летучая мышь, как монофенолоксидаза; [39] это активный продукт, который действует без ограничений EC-Nummer (EC 1.14.18.1), имеет значение sich aber um dasselbe Enzym. [40]

Im Gegensatz zur chemischen Herstellung («naturidentisch») das biotechnologisch hergestellte Vanillin als «natürlich» deklariert werden.

Biosynthetisches Vanillin ist etwa 60-mal teurer als synthetisches (2015), aber immer noch billiger als natürliches. [35]

Physikalische EigenschaftenBearbeiten

Vanillin tritt in Form farbloser, charakteristisch süßlich riechender Nadeln auf, die an feuchter Luft allmählich zu Vanillinsäure Oxidieren. [3] Es löst sich schlecht in Wasser (10 г / л при 25 ° C) [4] Поворотный кишечник в этаноле и диэтиловом эфире. [3] Die Verbindung tritt in zwei polymorphen Kristallformen auf. [5] Die Form I выдерживает температуру 82 ° C с температурой 22,4 кДж · моль -1 . [5] Sie kristallisiert im monoklinen Kristallsystem in der Raumgruppe P 2 1 (Raumgruppen-Nr. 4) Vorlage: Raumgruppe / 4 mit den Gitterparametern a = 1404,9 0006 = 78 16:00, c = 1501,7 pm, β = 115,45 ° и выше Formeleinheiten pro Elementarzelle. [41] Die Form II выдерживает температуру 80 ° C при температуре 20,7 кДж · моль −1 . [5] Beide Kristallformen stehen monotrop zueinander, wobei Form I die thermodynamisch stabile Kristallform ist.Температура ванилина при температуре 285 ° C в обычной грузовой машине в помещении CO 2 -Atmosphäre [3] bzw. 154 ° C в Унтердруке (13 гПа). [4]

Chemische EigenschaftenBearbeiten

Die Substanz leitet sich Strukturell sowohl vom Benzaldehyd als auch vom Guajacol ( 2-Methoxyphenol ) ab. Infolge seines bifunktionalen Charakters ist Vanillin sehr reaktionsfreudig. Durch Veretherung, Veresterung или Aldolkondensation sind sehr viele Derivate synthetisierbar.Durch Angriff am aromatischen Ring sind weitere Reaktionen möglich. Eine katalytische Hydrierung von Vanillin führt zu Vanillylalkohol bzw. zu 2-метокси-4-метилфенол. [42] Ванилин, ферментативно, ванилин, оксидный, верден. [43] Eine wässrige Lösung von Eisen (III) -хлорид bildet mit Vanillin eine blauviolette Färbung. [3]

Der pK s -Wert der phenolischen OH-Gruppe beträgt 7,40 (25 ° C). [3] [7] Dieser Wert ist gegenüber dem Phenol mit 9,99 [7] deutlich niedriger; электронная энергия Aldehydgruppe erhöht durch ihren -M-Effekt die OH-Acidität; фенольный OH-Bindung wird zunehmend polarisiert.Der pK s -Wert des 4-Hydroxybenzaldehyds bewegt sich bei einem ähnlichen Wert und Beträgt 7,66; [7] die fehlende Methoxygruppe macht hier kaum einen Unterschied aus. Zum Vergleich besitzt auch das Guajacol ( 2-Methoxyphenol ) mit seinem pK s -Wert von 9,98 [7] praktisch keinen Unterschied zum Phenol mit 9,99.

Isomere und Strukturelle VerwandteBearbeiten

Изованилин ( 3-гидрокси-4-метоксибензальдегид ) является изомером и не подвергается воздействию ванилина для Stellung der Methoxygruppe.Анштатт на позиции 3 - это лучше всех на четвертой позиции. Hydroxy- und Methoxygruppe tauschen im Vergleich zum Vanillin die Plätze.

орто -Ванилин ( 2-гидрокси-3-метоксибензальдегид ) является изомером и не подвергается сомнению ванилин для Stellung der Hydroxygruppe. Die Vorsilbe ortho- kennzeichnet hier die Position der Hydroxygruppe im Substitutionsmuster bezüglich der Aldehydgruppe; im Vanillin befinden sich diese beiden Gruppen in para- Stellung.

Изованилин Ванилин орто -ванилин

Этилванилин ( 3-этокси-4-гидроксибензальдегид ) представляет собой структурный агент Verwandter und unterscheidet sich vom Vanillin, который не может быть использован в Methylgruppe gegen eine Ethylgruppe austauscht. Es kommt nicht natürlich vor, sondern wird auf dem Syntheseweg hergestellt. Heute wird es часто künstlicher Aromastoff anstelle des teureren Vanillins verwendet, da es etwa halb soviel kostet und zudem zwei- bis viermal интенсивер в Geschmack und Aroma ist. [44]

Ацетованиллон ( 4-гидрокси-3-метоксиацетофенон , а также апоцинин ) является одним из структурных агентов Verwandter und unterscheidet sichpe ​​vom Vanillin, без ущерба для окружающей среды. Es entsteht in künstlichen Vanille-Aromen auf Lignin-Basis. [8]

Этилванилин Ванилин Ацетованильон

Vanillin und Ethylvanillin besitzen einen ähnlichen Geruch, der des Isovanillins ist hingegen kaum merkbar. [45] Vanillin und Ethylvanillin lassen sich mit Gemischen aus Hexan und Essigsäureethylester per Dünnschichtchromatographie gut trennen. [46]

Вератрумальдегид ( 3,4-Диметоксибензальдегид ), а также Метильванилин ist gleichfalls ein структуреллер Verwandter mit der gleichen Summenformel.

Als Ersatzstoff wird auch Propenylguaethol (Vanitrope) verwendet, es besitzt ein typisches Vanillinaroma und dessen Geruch ist etwa 15-mal усилитель, как и фон ванилин. [47]

Die zuverlässige качественный и количественный Bestimmung von Vanillin in unterschiedlichen Untersuchungsmaterialien gelingt nach hinreichender Probenvorbereitung durch den Einsatz der Gaschromatography order HPLC gekoppelt mit der Massenspektrometrie. [48] [49] [50] [51] [52]

Die Bestimmung von Vanillin kann auch zur Überprüfung der Güteklassen von Olivenstanz herange als Markersub.Dieser analytische Einsatz zur Prüfung auf Authentizität в extrem fetthaltiger Matrix erfordert jedoch besondere Verfahren. [53]

Vanillin ist mengenmäßig der wichtigste Aromastoff weltweit, nicht zuletzt, da er technisch preisgünstig hergestellt werden kann. Man geht von einem Verbrauch von etwa 15,000 Tonnen im Jahr aus (2004). [3] Die rund 2.000 Tonnen Kapselfrüchte echter Vanille, die jährlich weltweit geerntet werden, enthalten aber nur etwa 40 Tonnen Vanillin (der Vanillingehalt einer handelsüblichen Vanille-Schote Beträgt 2,4%) 1: 1999).Über 99,7% des in Verkehr gebrachten Vanillins sind также nicht natürlichen Ursprungs.

Vanillezucker ist eine Zubereitung mit dem natürlichen Vanillearoma von mindestens 1 g gemahlenen Vanilleschoten oder deren Extrakten auf 16 g Zucker (Saccharose), Vanillinzucker enthält vonde aromatis. [54] Ванилиновые вирды как Aromastoff в Verschiedenen Lebensmitteln verwendet, unter anderem в Speiseeis, Backwaren und Schokolade.Daneben ist Vanillin einer von vielen Duftstoffen bei der Parfümherstellung und zur Geschmacksverbesserung von Pharmazeutika und Vitaminpräparaten, работает в kleinen Mengen zur Abrundung und Fixierung von süßen, balsamischen Düften.

Auch in der chemischen Industrie wird Vanillin verwendet, beispielsweise als Ausgangsstoff или Zwischenprodukt bei der Synthese von verschiedenen Arzneistoffen, wie beispielsweise Levodopa, Methyldopa und Papaverin. Es ist außerdem Bestandteil von Günzburgs Reagenz - einer alkoholischen Lösung von Phloroglucin und Vanillin zum qualityn Nachweis der freien Salzsäure im Magensaft. [3]

Vanillin wird in der Histologie bei der Vanillin-HCl-Färbung zum Färben von Tanninen verwendet. Vanillin kann als Nachweisreagenz zur Derivatisierung von Verbindungen bei der Dünnschichtchromatographie verwendet werden. Dabei wird die entwickelte Platte durch Aufsprühen oder Tauchen mit einer Vanillin-Schwefelsäure-Lösung benetzt und erhitzt. Einige Verbindungen zeigen dabei charakteristische Farbreaktionen, anhand derer sie identifiziert werden können.

Weitere Reaktionen und EnzymeBearbeiten

  • Beilstein. E IV 8, 1763.
  • Deutsche Vanille . В: Die Gartenlaube . Heft 32, 1875, S. 548 (Volltext [Wikisource]).
  • Альфонс М. Бургер: Die natürlichen und künstlichen Aromen. Hüthig-Verlag, Гейдельберг 1968.
  • Жан-Поль Видаль: Ванилин. В: Пищевая и кормовая техника. In: Kirk-Othmer Food and Feed Technology , Band 2. John Wiley & Sons, New York 2007, ISBN 978-0-470-17448-7, S. 526–538, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche, DOI: 10.1002 / 0471238961.22011401615.a01.pub2.
  • Эндрю Дж. Тейлор, Роберт Линфорт (ред.): Технология пищевых ароматизаторов. Wiley-Blackwell, Oxford 2010, ISBN 978-1-4051-8543-1, S. 170, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche.
  • Björn Bernhard Kuhse: Vanillin - Historie und Schulrelevanz. Die Geschichte einer regionalen Riechstoffindustrie und deren Verwendung in einem praxisorientierten Chemieunterricht. Диссертация дер Universität Bielefeld. Cuvillier Verlag, Göttingen 2010, ISBN 978-3-86955-459-4, Inhaltsverzeichnis.
  • Георг Шведт: Am Anfang war das Vanillin: Die Väter der Aromen-Industrie в Хольцминдене. BoD, Norderstedt 2017, ISBN 978-3-7448-9306-0, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche.
  1. a b Eintrag zu FEMA 3107 in der Datenbank der Ассоциация производителей ароматизаторов и экстрактов США .
  2. ↑ Eintrag zu VANILLIN in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 16.Февраль 2020.
  3. a b c d e f g h i j k l m Einill В: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 12. июня 2014 г.
  4. a b c d e f g h i j Eintrag zu Vanillin in der GESTIS-Stoffdatenbank des.Февраль 2014 г. (JavaScript erforderlich) .
  5. a b c d e Брага, Д .; Grepioni, F .; Maini, L .; Mazzeo, P.P .; Rubini, K .: Получение без растворителей сокристаллов феназина и акридина с ванилином в Thermochim. Acta 507–508 (2010) 1–8, DOI: 10.1016 / j.tca.2010.04.021
  6. ↑ Datenblatt Vanillin (PDF) от Карла Рота, abgerufen 5 августа 2016 г.
  7. a b c d e Справочник CRC таблиц для идентификации органических соединений , третье издание, 1984, ISBN 0-8493-0303-6.
  8. a b c d Лоуренс Дж. Эспозито, К. Форманек, Г. Кинц, Ф. Маугер, В. Морюро, Г. Роберт, Ф. Труше: Ванилин. In: Энциклопедия химической технологии Кирк-Отмера. 4. Auflage. Vol. 24, John Wiley & Sons, New York 1997, S. 812–825.
  9. ↑ Н.-Т. Gobley: Recherches sur le principe odorant de la vanille. In: Journal de Pharmacie et de Chimie. 34, 1858, S. 401–405 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  10. ↑ Ferd. Тиманн, Виль. Haarmann: Ueber das Coniferin und seine Umwandlung in das aromatische Princip der Vanille. In: Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 7 (1), 1874, S. 608–623 (DOI: 10.1002 / cber.187400701193).
  11. ↑ K. Reimer: Ueber eine neue Bildungsweise aromatischer Aldehyde. , In: Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 9 (1), 1876, S. 423–424 (DOI: 10.1002 / cber.1876004).
  12. ↑ W.Брандт, А. Браун, Р. Бригер, Х. Дитерле, Р. Дитцель, В. Мозер, П. Н. Шюрхофф, Ф. Штадлмайр, О. Виганд: Kommentar zum Deutschen Arzneibuch. 6. Ausgabe. 1926, S. 661. (Перепечатка: Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642--3)
  13. ↑ Николас Дж. Уолтон, Мелинда Дж. Майер, Арджан Нарбад: Ванилин. В: Фитохимия. 63 (5), 2003, S. 505–515 (DOI: 10.1016 / S0031-9422 (03) 00149-3).
  14. ↑ Мануэль Бренес, Арансасу Гарсия, Педро Гарсия, Хосе Х.Риос, Антонио Гарридо: Фенольных соединений в испанских оливковых маслах. В: Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 47 (9), 1999, S. 3535–3540 (DOI: 10.1021 / jf9o).
  15. ↑ Mohamed Adahchour, René J. J. Vreuls, Arnold van der Heijden, Udo A. Th. Бринкман: ​​ Определение следов полярных ароматических соединений в масле твердофазной экстракцией и газовой хроматографией-масс-спектрометрией. В: Journal of Chromatography A. 844 (1-2), 1999, S.295–305 (DOI: 10.1016 / S0021-9673 (99) 00351-9).
  16. ↑ Дебора Д. Робертс, Терри Э. Акри: Влияние нагревания и добавления сливок на аромат свежей малины с использованием ретроназального имитатора аромата и газовой хроматографии. В: Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 44 (12), 1996, S. 3919–3925 (DOI: 10.1021 / jf950701t).
  17. ↑ Питер К. С. Онг, Терри Э. Акри: Газовая хроматография / Обонятельный анализ личи (Litchi chinesis Sonn.). В: Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 46 (6), 1998, S. 2282–2286 (DOI: 10.1021 / jf9801318).
  18. ↑ Кэрол Вирио, Огюстен Скальберт, Катрин Лапьер, Мишель Мутунэ: Эллагитаннины и лигнины в выдержке спиртных напитков в дубовых бочках. В: Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 41 (11), 1993, S. 1872–1879 (DOI: 10.1021 / jf00035a013).
  19. ↑ Имре Бланк, Алина Сен, Вернер Грош: Сильные запахи жареного порошка и отвар кофе арабика. In: Zeitschrift für Lebensmittel-Untersuchung und -Forschung. 195 (3), 1992, S. 239–245 (DOI: 10.1007 / BF01202802).
  20. ↑ П. Семмельрох, Г. Ласкави, И. Бланк, В. Грош: Определение сильнодействующих запахов в обжаренном кофе с помощью анализов разведения стабильных изотопов. В: Журнал ароматов и ароматов. 10 (1), 1994, S. 1–7 (DOI: 10.1002 / ffj.2730100102).
  21. ↑ С. Кермаша, М. Гетгебёр, Дж. Дюмон: Определение профилей фенольных соединений в продуктах из клена с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии. В: Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 43 (3), 1995, S. 708–716 (DOI: 10.1021 / jf00051a028).
  22. ↑ Рон Г. Баттери, Луиза К. Линг: Летучие ароматизирующие компоненты кукурузных лепешек и сопутствующих продуктов. В: Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 43 (7), 1995, S. 1878–1882 (DOI: 10.1021 / jf00055a023).
  23. ↑ Гельмут Гут, Вернер Грош: Одоранты экструзионных продуктов из овсяной муки. Изменения при хранении. In: Zeitschrift für Lebensmittel-Untersuchung und -Forschung. 196 (1), 1995, S. 22–28 (DOI: 10.1007 / BF01192979).
  24. ↑ Мартин Б. Хокинг: Ванилин: синтетический ароматизатор из отработанного сульфитного ликера. В: Журнал химического образования. 74 (9), 1997, S. 1055–1059 (DOI: 10.1021 / ed074p1055).
  25. a b Гэри М. Лэмпман, Дженнифер Эндрюс, Уэйн Братц, Отто Ханссен, Кеннет Келли, Дана Перри, Энтони Риджуэй: Приготовление ванилина из эвгенола и древесных опилок. В: Журнал химического образования. 54 (12), 1977, S. 776–778 (DOI: 10.1021 / ed054p776).
  26. a b c Beyer / Walter: Lehrbuch der Organischen Chemie. 19. Auflage. С. Хирцель Верлаг, Штутгарт 1981, ISBN 3-7776-0356-2, S. 504.
  27. ↑ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu 3-Бром-4-гидроксибензальдегид: Номер CAS: 2973-78-6, Номер EG: 608-409-1, ECHA-InfoCard: 100.107.158, PubChem: 76308, Викиданные: Q63395282.
  28. ↑ Дуглас Ф. Табер, Светлана Патель, Трэвис М.Hambleton, Emma E. Winkel: Синтез ванилина из 4-гидроксибензальдегида. В: Журнал химического образования. 84 (7), 2007, с. 1158 (DOI: 10.1021 / ed084p1158).
  29. N-Methylformanilide im Eintrag zu Vanillin bei ChemicalBook , abgerufen am 5. августа 2016.
  30. Vanillin (PDF; 1,97 МБ), abgerufen am 31. Juli 2016.
  31. a b Бернд Шефер: Натуральные продукты в химической промышленности. Springer, 2014, ISBN 978-3-642-54460-6, S. 116.
  32. ↑ H. Priefert, J. Rabenhorst, A. Steinbüchel: Биотехнологическое производство ванилина. В: Прикладная микробиология и биотехнология. 56, 2001, S. 296–314 (DOI: 10.1007 / s002530100687).
  33. Biotechnologische Produktion von Vanillin .
  34. ↑ Сувенду Бхаттачарья: Традиционные и передовые технологии пищевой промышленности. John Wiley & Sons, 2014, ISBN 978-1-118-40632-8, S.399.
  35. a b Оливер Кайзер, Нильс Авереш: Technische Biochemie. Springer, 2015, ISBN 978-3-658-05547-9, с. 86.
  36. ↑ Дафна Хавкин-Френкель, Анджей Подстолки, Ева Витковска, Петр Молецки, Моника Миколайчик: Пути биосинтеза ванилина: обзор. В: Тонг-Джен Фу, Гурмит Сингх, Уэйн Р. Кертис: Культура растительных клеток и тканей для производства пищевых ингредиентов. Американское химическое общество, 1999 г., Отделение сельскохозяйственной и пищевой химии, С.35–43. (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche)
  37. ↑ Патент WO03071861: Фермент биосинтетического пути ванилина из Vanilla planifolia. Veröffentlicht am 4 сентября 2003 г., Эрфиндер: Дафна Хавкин-Френкель, Анджей Подстольски, Ричард А. Диксон.
  38. ↑ Осаму Негиси, Кэндзи Сагиура, Юкико Негиси: Биосинтез ванилина через феруловую кислоту в ванили планифолистной. В: Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 57 (21), 2009, с.9956–9961 (DOI: 10.1021 / jf4m. PMID 19817415).
  39. ↑ Питер Шопфер: Experimentelle Pflanzenphysiologie. Band 2, Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-61336-4, S. 55.
  40. ↑ Р. Дебовска, А. Подстольски: Свойства дифенолазы из Vanilla planifolia (Andr.) Shoot Primordia, культивированного in vitro. В: Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 49 (7), 2001, S. 3432–3437 (DOI: 10.1021 / jf001180z. PMID 11453787).
  41. ↑ Р. Велаван, П.Сурешкумар, К. Сивакумар, С. Натараджан: Ванилин-I. In: Acta Cryst. C51, 1995, S. 1131–1133 (DOI: 10.1107 / S0108270194011923).
  42. ↑ Riechstofflexikon: Ванилин .
  43. ↑ Георгиос И. Панутсопулос, Кристин Бидхэм: Ферментативное окисление ванилина, изованилина и протокатехового альдегида с помощью свежеприготовленных ломтиков печени морской свинки. В: Cell Physiol Biochem. 15 (1–4), 2005, S. 89–98 (PMID 15665519; (PDF)
  44. ↑ Eintrag zu Ethylvanillin.В: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 20. июня 2014 г.
  45. ↑ Тору Эгава, Акиё Камеяма, Хироши Такеучи: Структурное определение ванилина, изованилина и этилванилина с помощью газовой электронографии и теоретических расчетов. В: Журнал молекулярной структуры. 794 (1–3), 2006, S. 92–102 (DOI: 10.1016 / j.molstruc.2006.01.042; hokudai.ac.jp (PDF)
  46. ↑ А. В. Герасимов, Н. В. Горнова, Н. В. Рудометова: Определение ванилина и этилванилина в ароматизаторах ванили с помощью планарной (тонкослойной) хроматографии. В: Журнал аналитической химии. 58 (7), 2003, S. 677–684 (DOI: 10.1023 / A: 1024764205281).
  47. ↑ Лист П. Х., Л. Хёрхаммер: Hagers Handbuch der Pharmazeutischen Praxis. 7. Группа: Arzneiformen und Hilfsstoffe. Teil B, 4. Auflage. Springer, 1977, ISBN 3-642-65823-7
.

Смотрите также