ПРЕПАРАТЫ НАТУРАЛЬНОЙ ВАНИЛИ И СИНТЕТИЧЕСКИЕ ЗАМЕНИТЕЛИ

Многообразие областей применения ванили определяет и многообразие препаратов на основе натуральной ванили, а также ее заменителей.

Среди наиболее часто применяемых форм можно перечислить:

° Жидкие экстракты ванили (водно-спиртовые)

° Жидкие концентрированные экстракты (10-20 кратные)

° Порошок натуральной ванили

° Олеорезины ванили

° Абсолюты ванили

° Натуральный ванилин из ванили и других источников

° Синтетический ванилин и его заменители

° Жидкие и порошкообразные ванильные ароматизаторы различного статуса[10].

Экстракты ванили

Большинство форм препаратов натуральной ванили являются производными от экстрактов. Исключением является порошок натуральной ванили. При полной отгонке растворителя из экстракта получается олеорезин, при частичной – концентрированный экстракт. При извлечении ароматических веществ из олеорезина с помощью спирта получается абсолют.

Концентрированные (до трехкратных) экстракты можно получать, увеличивая загрузку ванильного компонента на стадии экстракции – т.е. загружая двух- или трехкратное количество ванильных стручков на тот же объем экстрагирующей смеси. Более концентрированные (10-20 кратные) экстракты получают только отгонкой растворителя из однократного или двукратного экстракта.

Натуральный ванилин из ванили

Стандартный стручок ванили 30% влажности содержит 1,7-2,1% ванилина. Оптимизируя условия обработки стручка можно добиться содержания ванилина 7-8%, однако, поскольку цена на сырье напрямую связана с содержанием ванилина, такой продукт не пригоден для коммерческого получения натурального ванилина по ценовым соображениям. И, тем не менее, ванилин из ванили все-таки производят, но в очень ограниченных масштабах и для очень специфических целей.
Первоначально ванилин экстрагируется из ванильных стручков водно-спиртовой смесью. После экстракции спирт отгоняют, а в оставшийся водный раствор добавляют щелочь. В щелочном растворе ванилин хорошо растворяется. Полученный щелочной раствор экстрагируют неполярным растворителем, который извлекает большинство примесей, хорошо растворимых в органическом растворителе. Слои делят, водный слой, содержащий очищенный от примесей ванилин, подкисляют, чтобы уменьшить растворимость ванилина и выделяют ванилин. Полученный ванилин подвергают сублимационной очистке и получают продукт высокой степени чистоты. Объем производства натурального ванилина из ванили составляет 0,33% от общего объема производства ванилина [11].

Натуральный ванилин из не-ванильных источников

Натуральный ванилин может быть получен биотехнологическими или физическими методами из более пригодного по ценовым соображениям натурального сырья. Биотехнологические методы получения натурального ванилина разрабатываются уже многие десятилетия, однако коммерческое применение нашли немногие. Несколькокомпаний получают ванилин микробиологическим методом.

Во всех случаях в качестве исходного сырья берутся вещества, близкие по структуре к ванилину, так что это скорее биоконверсия или биодеградация, чем синтез denovo. Ниже приведена схема микробиологического получения ванилина из эвгенола и из феруловой кислоты:

Цена такого ванилина составляет около 1000 USD/кг. Более перспективен в смысле цены конечного продукта физический метод получения натурального ванилина, например из того же эвгенола (из гвоздичного масла) или натурального куркумина. Конверсия куркумина происходит при 350°С и 110 атм:

Условия изомеризации эвгенола и последующего окисления с расщеплением двойной связи в боковой цепи изоэвгенола и образованием ванилина тоже довольно жесткие[12].

И, тем не менее, оба метода рассматриваются как softchemistryиследовательно, получаемый продукт может считаться натуральным. Оптовая цена натурального ванилина, полученного физическими методами, составляет 50-100 USD/кг. В заключение приведем мелкооптовые цены на натуральный ванилин различного происхождения на 2011 год:

Синтетический ванилин

         Большая часть ванилина, используемого пищевой промышленностью, производится химическим синтезом.Мировой объем производства синтетического ванилина составляет 12000-16000 тонн/год. Многие годы синтетический ванилин производился, главным образом, щелочным гидролизом лигнина. Сейчас большая часть ванилина производится из гваякола, и только около 12% из лигнина. Это связано с большей экологичностьюгваякольного метода:

Хотя лигнин – природный биополимер, являющийся побочным продуктом целлюлозно-бумажной промышленности, для его превращения в ванилин требуются значительные химические модификации, поэтому лигниновый ванилин, как и гваякольный, не считается натуральным.
Цена на синтетический ванилин составляет 15-20 USD/кг[13].

Этилванилин

Этилванилин пока что не был обнаружен в природе в составе пищевых продуктов, поэтому считается искусственным веществом. Он в 2-4 раза сильнее ванилина, но вкусовой профиль заметно отличается.
Разработаны разные схемы синтеза этилванилина из эвгенола/изоэвгенола, сафрола, гуэтола. Схема синтеза из гуэтола наиболее популярна, поскольку полностью аналогична гваякольному синтезу ванилина и отличается лишь исходным сырьем: вместо гваякола используется его гомолог - гуэтол[14].
: