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शुद्ध वैनिलिन, जिसे वैनिलिन के नाम से भी जाना जाता है, रासायनिक नाम 3-मेथॉक्सी-4-हाइड्रॉक्सीबेंज़ाल्डिहाइड है। यह रुटेसी परिवार की वेनिला फलियों से निकाला गया एक कार्बनिक यौगिक है। यह सफेद से पीले रंग का क्रिस्टलीय या क्रिस्टलीय पाउडर, थोड़ा मीठा, गर्म पानी, ग्लिसरीन और अल्कोहल में घुलनशील और ठंडे पानी और वनस्पति तेल में अघुलनशील होता है। सुगंध स्थिर है और उच्च तापमान पर अस्थिर नहीं है। हवा में ऑक्सीकरण करना और क्षारीय पदार्थों के मामले में रंग बदलना आसान है।
इसमें वेनिला बीन्स की सुगंध और मजबूत दूध की सुगंध है, यह सुगंध को बढ़ाने और ठीक करने की भूमिका निभाता है, और सौंदर्य प्रसाधन, तंबाकू, पेस्ट्री, कैंडी, बेकिंग भोजन और अन्य उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह दुनिया की सबसे बड़ी सिंथेटिक स्वाद किस्मों में से एक है। औद्योगिक उत्पादन का इतिहास 100 वर्षों से भी अधिक पुराना है। अंतिम स्वाद वाले भोजन में अनुशंसित खुराक लगभग 0.2-20000 मिलीग्राम/किग्रा है। पीपुल्स रिपब्लिक ऑफ चाइना के स्वास्थ्य मंत्रालय के नियमों के अनुसार, वैनिलिन का उपयोग बड़े शिशुओं और छोटे बच्चों के लिए फार्मूला खाद्य पदार्थों में और शिशुओं और छोटे बच्चों के लिए अनाज के खाद्य पदार्थों में किया जा सकता है (शिशुओं और छोटे बच्चों के लिए फार्मूला अनाज पाउडर को छोड़कर), क्रमशः 5mg/mL और 7mg/100g के अधिकतम उपयोग के साथ। इसका उपयोग पौधे के विकास को बढ़ावा देने वाले, कवकनाशी, चिकनाई वाले तेल डिफॉमर आदि के रूप में भी किया जा सकता है। यह सिंथेटिक दवाओं और अन्य मसालों का एक महत्वपूर्ण मध्यवर्ती भी है। इसके अलावा, इसका उपयोग इलेक्ट्रोप्लेटिंग उद्योग में पॉलिशिंग एजेंट के रूप में, कृषि में पकने वाले एजेंट के रूप में, रबर उत्पादों में डिओडोरेंट के रूप में, प्लास्टिक उत्पादों में एंटी-हार्डनिंग एजेंट के रूप में और फार्मास्युटिकल इंटरमीडिएट के रूप में भी किया जा सकता है। इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है.
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रासायनिक सूत्र |
C8H8O3 |
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सटीक द्रव्यमान |
152.05 |
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आणविक वजन |
152.15 |
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m/z |
152.05 (100.0%), 153.05 (8.7%) |
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मूल विश्लेषण |
C, 63.15; H, 5.30; O, 31.55 |
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खाद्य परिरक्षकों को प्राकृतिक परिरक्षकों और रासायनिक परिरक्षकों में विभाजित किया जाता है, जिनका उपयोग खाद्य उत्पादन, परिसंचरण, भंडारण और अन्य प्रक्रियाओं में खाद्य संवेदी गुणों को बनाए रखने, खाद्य मूल्य में सुधार करने और भंडारण समय बढ़ाने के लिए किया जाता है। रासायनिक परिरक्षकों की तुलना में, प्राकृतिक परिरक्षकों में पर्यावरण के लिए हानिरहित, कम उत्पादन लागत, अच्छी जैव-अनुकूलता और अच्छे संरक्षण प्रभाव के फायदे हैं।शुद्ध वैनिलिनदृश्यमान स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री, क्रोमैटोग्राफी, इलेक्ट्रोफोरेसिस और अन्य पारंपरिक तरीकों से भोजन में यूवी का सटीक पता लगाया जा सकता है। यह एक सुरक्षित खाद्य परिरक्षक है. खाद्य भंडारण और संरक्षण में अनुप्रयोग को बैक्टीरियोस्टेसिस, एंटीऑक्सीडेशन, भोजन में अन्य अवयवों के स्थिरीकरण और श्वसन दर के अवरोध में विभाजित किया जा सकता है।
यह एक प्राकृतिक बैक्टीरियोस्टेटिक एजेंट है, जो अक्सर भोजन के क्षेत्र में अन्य बैक्टीरियोस्टेटिक तरीकों के साथ मिलकर कार्य करता है, और विभिन्न उपभेदों पर अलग-अलग बैक्टीरियोस्टेटिक प्रभाव डालता है। बैक्टीरियोस्टेटिक प्रभाव इसकी सांद्रता और पीएच मान से संबंधित है। बैक्टीरियोस्टेटिक प्रभाव को बेहतर बनाने के लिए उच्च सांद्रता और कम पीएच मान फायदेमंद होते हैं। विभिन्न उपभेदों पर बैक्टीरियोस्टेटिक प्रभाव अलग-अलग होता है। अन्य उपभेदों की तुलना में एस्चेरिचिया कोली पर बैक्टीरियोस्टेटिक प्रभाव बेहतर है। यह विभिन्न प्रकार के यीस्ट पर निरोधात्मक प्रभाव डालता है। उच्च सांद्रता इसके जीवाणुरोधी प्रभाव में सुधार कर सकती है, लेकिन उच्च सांद्रता खमीर को तुरंत नहीं मार सकती है। मिश्रित ताज़ा-ताजा रखने से ताजा रखने वाले एजेंटों (या ताजा रखने के तरीकों) के बीच तालमेल का एहसास होता है, जो फलों और सब्जियों को संरक्षित करने के लिए आम तौर पर स्वीकृत तरीका है। मसालों के जीवाणुरोधी प्रभाव में अक्सर तालमेल होता है और खुराक एकल उपयोग की तुलना में कम होती है। उदाहरण के लिए, एस्परगिलस नाइजर प्रदूषण को रोकने के लिए, अकेले प्रभावी जीवाणुनाशक खुराक 0.5% है, जबकि 0.05% वैनिलिन और 0.0025% सिनामाल्डिहाइड का मिश्रण जीवाणुनाशक भूमिका निभा सकता है।
यह सहायक बैक्टीरियोस्टेसिस और नसबंदी में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। वर्तमान उत्पादन प्रक्रिया में, थर्मल नसबंदी अभी भी फलों के रस प्रसंस्करण में सबसे आम नसबंदी विधि है, और इसके उपचार के तरीके आम तौर पर पास्चुरीकरण और उच्च तापमान तात्कालिक नसबंदी हैं। पारंपरिक नसबंदी विधियों से अक्सर फलों के रस में पोषक तत्व नष्ट हो जाते हैं और उत्पाद भूरे हो जाते हैं।
समान संरचना वाले एंटीऑक्सीडेंट की क्रिया का तंत्र अलग-अलग होता है। यह मुख्य रूप से ऑक्सीकरण उत्पाद वैनिलिक एसिड के माध्यम से मुक्त कणों को हटाने में तेजी लाता है। इसका एंटीऑक्सीडेंट प्रभाव तैलीय भोजन के शेल्फ जीवन को काफी हद तक बढ़ा सकता है और इसकी बासीपन को छिपा सकता है। यह सिद्ध हो चुका है कि आइसोमर, ओ-वैनिलिन (3-मेथॉक्सी-2-हाइड्रॉक्सीबेंज़ाल्डिहाइड) में पेरोक्सीनाइट्राइट आयन को साफ करने का कार्य होता है, लेकिन यह एक अच्छा मुक्त रेडिकल सफाईकर्ता नहीं है।
यह सिद्ध हो चुका है कि प्रतिक्रिया उत्पादशुद्ध वैनिलिनभोजन में अन्य अवयवों को स्थिर करने में मदद कर सकता है: रेस्वेराट्रोल एक प्राकृतिक कार्यात्मक घटक है। इसकी स्थिरता में सुधार करने और इसकी कार्यात्मक भूमिका को पूरा करने के लिए, प्रतिक्रिया और चिटोसन के बाद गठित जालीदार चिटोसन माइक्रोस्फीयर का उपयोग रेसवेराट्रोल को कोट करने के लिए किया जाता है, जो रेस्वेराट्रोल की रिहाई को नियंत्रित करने में सहायक होता है; संक्षेपण उत्पाद और अमीनो समूह में धातु आयनों के साथ जटिल होने की अच्छी क्षमता होती है, और इसके समावेशन सामग्री की स्थिरता में प्रभावी ढंग से सुधार हो सकता है।
संश्लेषण के तरीके
वैनिलिन, जिसे वैनिलिल एल्डिहाइड या 3-मेथॉक्सी-4-हाइड्रॉक्सीबेंज़ाल्डिहाइड के रूप में भी जाना जाता है, एक विशिष्ट वेनिला जैसी गंध के साथ एक सिंथेटिक सुगंध है। इसकी सुखद सुगंध के कारण इसका उपयोग भोजन, इत्र और दवा उद्योगों में व्यापक रूप से किया जाता है। संश्लेषण में कई विधियाँ शामिल होती हैं, जिन्हें मोटे तौर पर रासायनिक संश्लेषण और एंजाइमेटिक संश्लेषण में वर्गीकृत किया जा सकता है। नीचे कुछ सामान्य रासायनिक संश्लेषण विधियों का विस्तृत परिचय दिया गया है:
रासायनिक संश्लेषण विधियाँ
- प्रारंभिक चरण: N,N{0}}डाइमिथाइलएनिलिन को नमक बनाने के लिए हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ अम्लीकृत किया जाता है, जिसे फिर p{1}}नाइट्रोसोडिमिथाइलनिलिन हाइड्रोक्लोराइड प्राप्त करने के लिए सोडियम नाइट्राइट के साथ नाइट्रेट किया जाता है।
- वाष्पीकरण: इस मध्यवर्ती को 41-43 डिग्री के तापमान रेंज पर गुआयाकोल और फॉर्मेल्डिहाइड के साथ संघनित किया जाता है।
- निष्कर्षण और शुद्धिकरण: बेंजीन का उपयोग निष्कर्षण के लिए किया जाता है, इसके बाद क्रमशः बेंजीन और पानी के साथ आसवन और पुन: क्रिस्टलीकरण किया जाता है। 50 डिग्री पर सुखाने से अंतिम उत्पाद प्राप्त होता है।
- स्रोत सामग्री: सल्फाइट लुगदी अपशिष्ट शराब से प्राप्त हाइड्रॉक्सीबेंज़िल अल्कोहल संरचनात्मक इकाइयों वाले लिग्निन सल्फोनेट्स का उपयोग किया जाता है।
- ऑक्सीकरण और हाइड्रोलिसिस: क्षारीय परिस्थितियों में, लिग्निन सल्फोनेट्स को ऑक्सीकरण किया जाता है और बाद में वैनिलिन का उत्पादन करने के लिए हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है।
- अभिकारक: पानी में 2-मेथॉक्सीफेनॉल, सोडियम ग्लाइऑक्साइलेट और सोडियम हाइड्रॉक्साइड मिलाया जाता है।
- प्रतिक्रिया की शर्तें: मिश्रण को एक विशिष्ट द्रव्यमान अनुपात (2-मेथॉक्सीफेनोल: सोडियम ग्लाइऑक्साइलेट: सोडियम हाइड्रॉक्साइड: पानी=40:24:13:950) के साथ 24 घंटे के लिए 25 डिग्री पर हिलाया और बनाए रखा जाता है।
एंजाइमैटिक संश्लेषण विधि
हाल के वर्षों में, एंजाइमैटिक संश्लेषण अपनी पर्यावरण मित्रता और हल्की प्रतिक्रिया स्थितियों के कारण एक आशाजनक विकल्प के रूप में उभरा है।
एंजाइम की भागीदारी
यह सिंथेज़ एक एंजाइम है जो विशिष्ट सब्सट्रेट्स से संश्लेषण को उत्प्रेरित करता है।
तैयारी
एंजाइम को उचित परिस्थितियों में शुद्ध और निकाला जाता है। इसके बाद यह सहकारकों की उपस्थिति में विशिष्ट सब्सट्रेट्स को वैनिलिन में परिवर्तित करने को उत्प्रेरित करता है।
शुद्ध वैनिलिन, जिसे 4-हाइड्रॉक्सी-3-मेथॉक्सीबेंज़ाल्डिहाइड के रूप में भी जाना जाता है, एक प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला कार्बनिक यौगिक है जो मुख्य रूप से वेनिला बीन, वेनिला ऑर्किड के फल में पाया जाता है। यह वेनिला से जुड़ी विशिष्ट, मीठी और मलाईदार सुगंध और स्वाद के लिए जिम्मेदार है। व्यावसायिक रूप से, इसका व्यापक रूप से खाद्य पदार्थों, पेय पदार्थों, फार्मास्यूटिकल्स और सौंदर्य प्रसाधनों में स्वाद बढ़ाने वाले एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है। इसकी मनमोहक खुशबू के कारण इसका उपयोग सुगंध उद्योग में भी किया जाता है। जबकि प्राकृतिक रूप से प्राप्त वैनिलिन को वेनिला बीन्स से निकाला जाता है, जो महंगा और श्रम-गहन हो सकता है, सिंथेटिक वैनिलिन को रासायनिक संश्लेषण के माध्यम से औद्योगिक रूप से भी उत्पादित किया जाता है, जो इसे विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए अधिक किफायती और सुलभ बनाता है। प्राकृतिक और सिंथेटिक दोनों प्रकार कई उत्पादों के स्वाद और सुगंध को बढ़ाने की उनकी क्षमता के लिए पहचाने जाते हैं।
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आणविक संरचना और संरचना
का रासायनिक नामशुद्ध वैनिलिन3-मेथॉक्सी-4-हाइड्रॉक्सीबेन्ज़ेल्डिहाइड (या 4-हाइड्रॉक्सी-3-मेथॉक्सीबेन्ज़ेल्डिहाइड) है, जिसका आणविक सूत्र C₈H₈O₃ और सापेक्ष आणविक द्रव्यमान 152.15 है। इसकी आणविक संरचना में तीन प्रमुख कार्यात्मक समूह शामिल हैं:
एल्डिहाइड समूह (-CHO)
वैनिलिन एल्डिहाइड यौगिकों की विशिष्ट प्रतिक्रियाशीलता देता है, जैसे कार्बोक्जिलिक एसिड बनाने के लिए ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं से गुजरना, या अधिक जटिल अणुओं को बनाने के लिए संघनन प्रतिक्रियाओं में भाग लेना।
फेनोलिक हाइड्रॉक्सिल समूह (-OH)
कमजोर अम्लता है और एस्टरीफिकेशन, ईथरीफिकेशन आदि प्रतिक्रियाओं में भाग ले सकता है। यह प्रकाश के प्रति भी संवेदनशील है और फोटोरिएक्शन के प्रति संवेदनशील है।
मेथॉक्सी समूह (-OCH₃)
एक इलेक्ट्रॉन दान समूह के रूप में, यह बेंजीन रिंग के इलेक्ट्रॉन वितरण को प्रभावित करता है, जिससे अणु की प्रतिक्रियाशीलता नियंत्रित होती है।
भौतिक गुण
रूप और रूप:सफेद से थोड़ा पीला क्रिस्टलीय पाउडर या सुई जैसे क्रिस्टल, वेनिला बीन्स के समान सुगंध और थोड़ा मीठा स्वाद के साथ।
घुलनशीलता:
उच्च तापमान पर इथेनॉल, ईथर, क्लोरोफॉर्म, एसिटिक एसिड और वाष्पशील तेलों में घुलना आसान है।
पानी में घुलनशील (10 ग्राम/लीटर, 25 डिग्री) और ग्लिसरॉल।
ठंडे पानी और वनस्पति तेलों में आसानी से घुलनशील नहीं।
गलनांक और क्वथनांक:
गलनांक: 81-83 डिग्री।
क्वथनांक: 284-285 डिग्री (मानक दबाव)।
घनत्व और अपवर्तक सूचकांक:
घनत्व: लगभग 1.056-1.06 ग्राम/सेमी³।
अपवर्तक सूचकांक: 1.555-1.588 (माप स्थितियों के आधार पर भिन्न होता है)।
स्थिरता:
प्रकाश के प्रति स्थिर नहीं, हवा में धीरे-धीरे ऑक्सीकरण होता है और रंग गहरा हो सकता है।
क्षार का सामना करने पर इसका रंग बदलने की संभावना होती है, जो संभवतः फेनोलिक हाइड्रॉक्सिल समूहों के साथ प्रतिक्रिया से संबंधित है।
अत्यधिक हीड्रोस्कोपिक, नमी रहित भंडारण की आवश्यकता होती है।
रासायनिक स्थिरता और प्रतिक्रियाशीलता
तापीय स्थिरता:कमरे के तापमान पर अपेक्षाकृत स्थिर, लेकिन गर्म करने पर विघटित होने की संभावना। पर्यावरणीय परिस्थितियों के आधार पर, अपघटन तापमान सीमा 64-110 डिग्री है। उच्च तापमान पर अपघटन से नाइट्रोजन, कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बनिक साइनाइड जैसी जहरीली गैसें निकल सकती हैं।
प्रकाश स्थिरता:प्रकाश के प्रति संवेदनशील, प्रकाश के संपर्क में आने पर रंग बदल सकता है या विघटित हो सकता है। इसलिए भण्डारण को प्रकाश से बचाना चाहिए।
रेडॉक्स प्रतिक्रिया:
एल्डिहाइड समूह आसानी से कार्बोक्सिल समूहों में ऑक्सीकृत हो जाता है, जिससे वैनिलिन एसिड उत्पन्न होता है।
मजबूत कम करने वाले एजेंटों की कार्रवाई के तहत, एल्डिहाइड समूह को अल्कोहल हाइड्रॉक्सिल समूहों में कम किया जा सकता है।
अम्ल -क्षार प्रतिक्रिया:
फेनोलिक हाइड्रॉक्सिल समूह में कमजोर अम्लता होती है और यह मजबूत आधारों के साथ प्रतिक्रिया करके फेनोलेट लवण बना सकता है।
क्षारीय स्थितियों में, वैनिलिन आइसोमेराइजेशन या अपघटन प्रतिक्रियाओं से गुजर सकता है।
संघनन प्रतिक्रिया:एल्डिहाइड समूह सक्रिय हाइड्रोजन युक्त अन्य यौगिकों (जैसे अल्कोहल, एमाइन, आदि) के साथ प्रतिक्रिया करके एसिटल, शिफ बेस आदि जैसे डेरिवेटिव बना सकता है।
सुरक्षा और विषाक्तता
तीव्र विषाक्तता
मौखिक विषाक्तता अपेक्षाकृत कम है, लेकिन इससे त्वचा और श्लेष्म झिल्ली में जलन होती है। चूहों के लिए LD₅₀ 1580 mg/kg है, और चूहों के लिए यह 4333 mg/kg है।
त्वचा और आंखों में जलन
त्वचा या आंखों पर लालिमा, दर्द या जलन के लक्षण हो सकते हैं। ऑपरेशन के दौरान सुरक्षात्मक दस्ताने और आंखों की सुरक्षा के लिए मास्क पहनना चाहिए।
साँस लेना विषाक्तता
वैनिलिन धूल या वाष्प के साँस लेने से श्वसन संबंधी जलन के लक्षण, जैसे खांसी, अस्थमा, आदि हो सकते हैं।
पर्यावरणीय विषाक्तता
जलीय जीवों के लिए हानिकारक, और इसे पर्यावरण में छोड़े जाने से बचना चाहिए।
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