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香蘭素

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香蘭素俗稱香草粉, 香草醛,雲尼拿粉、香草精、香莢蘭素。 從芸香科植物香莢蘭豆中提取。白色至微黃色結晶或結晶狀粉末,微甜。溶於熱水甘油酒精,在冷水及植物油中不易溶解。香氣穩定,在較高溫度下不易揮發。在空氣中易氧化,遇性物質易變色。 [1]

化學名稱為3-甲氧基-4-羥基苯甲醛,具有香莢蘭豆香氣及濃郁的奶香,起增香和定香作用,廣泛用於化妝品煙草糕點糖果以及烘烤食品等行業,是全球產量最大的合成香料品種之一,工業化生產香蘭素已有 100多年的歷史。香蘭素在最終加香食品中的建議用量約為0.2——20000mg/kg。根據我國衛生部的規定,香蘭素可用於較大嬰兒、幼兒配方食品和嬰幼兒穀類食品(嬰幼兒配方谷粉除外)中,最大使用量分別為 5mg/ml和7mg/100g。香蘭素也可用作植物生長促進劑、殺菌劑潤滑油消泡劑等,還是合成藥物和其他香料的重要中間體。除此之外,它還可在電鍍工業中用作上光劑,農業中用作催熟劑,橡膠製品中用作除臭劑,塑料製品中用作抗硬化劑和作為醫藥中間體使用等,應用十分廣泛。


中文名香蘭素

外文名Vanillin

溶解性溶於熱水甘油和酒精在冷水及植物油中不易溶解

性 狀白色至微黃色結晶或結晶狀粉末

分子量152.15

別 稱香草粉雲尼拿粉香草精香莢蘭素等


作用

香蘭素是重要的食用香料之一,是食用調香劑,具有香莢蘭豆香氣及濃郁的奶香,是食品添加劑行業中不可缺少的重要原料,廣泛運用在各種需要增加奶香氣息的調香食品中, 如蛋糕冷飲巧克力糖果餅乾方便麵麵包以及煙草、調香酒類、牙膏肥皂、香水、化妝品、冰淇淋、飲料以及日用化妝品中起增香和定香作用。還可用於香皂、牙膏、橡膠、塑料、醫藥品。符合FCCⅣ標準。


香蘭素在國外的應用領域很廣,大量用於生產醫藥中間體,也用於植物生長促進劑、殺菌劑、潤滑油消泡劑、電鍍光亮劑、印製線路板生產導電劑等。


香蘭素的主要來源

香蘭素的製備方法主要有3種 :


  1. 直接從天然的植物如香莢蘭豆中提取,但此法成本高昂,產量也較低。
  2. 用化學方法合成,以工業紙漿廢液和石油化學品作為原材料,但化學合成的香蘭素香型單一、容易引發環境污染,不符下游應用市場對天然原料的消費趨勢。[2]
  3. 以可再生資源丁香酚、阿魏酸作為天然原料製備香蘭素。


香蘭素天然存在於香莢蘭豆等植物中。可從熱帶香草蘭花的豆莢中提取香蘭素,熱帶香草蘭花主要生長在馬達加斯加、印度尼西亞和中國等國,由於香草蘭花莢植物對土壤及氣候因素的要求非常高,而且天然加工的發酵處理工藝複雜,所以香蘭素的天然來源非常有限。從天然植物中提取的香蘭素產品在全球產量中的占比不到1%;而且香莢蘭豆等天然香草植物的種植、採收、提取和製備過程需要大量的勞工,使得其成本是化學合成產品的 100多倍,天然香蘭素產品價格也是合成產品的50~200倍。

香蘭素是全球最早合成的香料品種之一。為滿足市場的需求,19世紀出現了以鄰甲氧基苯酚等作為原料合成的、與天然結構完全相同的香蘭素。隨着科技的進步,香蘭素的生產方式不斷完善,化學合成方法有近10種之多,原料來源供應充足,生產技術穩定,市場價格也較低,是市場上主要的香蘭素生產方法,其市場份額超過 90%。合成香蘭素的生產過程穩定,原料充足,反應機理較明確,主要雜質檢測可控制;但不足是產品香型較為單一,缺乏天然香蘭素的複合香氣。同時,其生產過程中也容易引發環境污染問題。


丁香酚阿魏酸等可再生物質為原料生產的香蘭素約占世界產量的5%,由於其可再生性,且質量接近天然產品而受到重視。丁香酚存在於多種天然精油中,其中丁香油、月桂葉油丁香羅勒油丁香酚含量最高,樟腦油紫羅蘭油依蘭油金合歡油中均有存在。由於以丁香酚作為原材料製得的天然級香蘭素香氣誘人、食用安全且實用價值高,因此受到高端食品飲料市場的青睞。阿魏酸是目前全球最為豐富的酚類化合物之一,廣泛存在於木質纖維素、植物細胞壁、玉米小麥等農作物的細胞壁上,且對微生物的毒性作用小,對於轉化生產香蘭素是一種較好的底物。以阿魏酸作為底物酶轉化生產的香蘭素產品工藝簡便,具有收效高、低能耗、污染小及食用安全等優點。在世界石油資源日益消耗和枯竭的背景下,以丁香酚、阿魏酸等可再生物質為天然原料生產香蘭素的技術的普及對全球香精香料市場具有重要意義。


以丁香酚、阿魏酸等天然原料製備的香蘭素越來越受到高端市場的青睞,全球市場需求量持續增長,截止2019年年需求量為500~600t,其需求主要來自於全球知名的香料香精企業。


安全性以及在應用中的問題

香蘭素是天然的植物成分,是公認的較安全的食品添加劑。由於其在食品中的添加量較小,截止2015年還沒有發現香蘭素對人體有害的相關報道。在我國,除在0~6個月嬰幼兒食品中不得檢出香蘭素外,在其他產品中均沒有香蘭素添加的限制。 [3]


有學者提出,小鼠口服香蘭素,血液中的抗氧化活性物質水平隨着香蘭素濃度的增加而升高,表明香蘭素的抗氧化性在日常保健方面可能會發揮更大的作用。因此,香蘭素所具有的低劑量即可發揮多重作用以及有益健康的特性,是其使用安全性的基礎。


使遺傳物質失活或結構遭到破壞

絕大多數生物(具有細胞結構的生物和 DNA 病毒) 的遺傳物質是DNA,能指導蛋白質的合成,從而控制新陳代謝和生物的性狀。香蘭素能阻礙微生物延滯期中遺傳物質的合成、表達,原因可能是細胞膜遭到破壞,間接的 抑制了參與遺傳物質的合成和表達的酶;也有研究表明,香蘭素會影響大鼠肝臟中轉運蛋白mRNA 的表達。 [4]

視頻

參考文獻

  1. 移至 [張守文 主編.中華烘焙食品大辭典·原輔料及食品添加劑分冊.北京:中國輕工業出版社.2007.第278-279頁.]
  2. 移至 [呂曉婕. 香蘭素行業發展狀況[J]. 糧食流通技術, 2019(7).]
  3. 移至 [呂佳煜, 宋莎莎, 馮敘橋, et al. 香蘭素在食品貯藏保鮮中的應用研究進展[J]. 食品科學, 36(17).]
  4. 移至 [陳朋, 李素岳, 嚴曉娟, et al. 香蘭素抗菌機制研究進展[J]. 微生物學免疫學進展, 2014(2):50-53.]