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            2022/1/16 15:27:00

             凉味剂,是所有能产生清凉效果且药性不强的化学物质的总称。(冰片等物质也有清凉感,但由于其有较强的药性,不属于凉味剂。)

                最常见的凉味剂是薄荷醇(尤其是左旋薄荷醇),但由于其浓烈的气味以及对皮肤、黏膜组织和眼的强烈刺激性,故不宜大量使用。因此,不少科学家都合成、提取了新一代的凉味剂。 

            不用薄荷醇也能致凉

                最近三十年以来,有许多种凉味剂被合成出来,并能使人体生理上产凉意。

                  1970年在Roy Randolph的领导下,Wilkinson Sword Ltd对这个课题展开了广泛的研究。在这个期间Hugh R. Watson和他的合作者合成出了近1200种有凉味活性的化合物。这类化合物最有趣的地方是它能使人产生凉的的感觉,便不会象含薄荷醇的剃须泡那样由于其薄荷和挥发的副作用而对眼睛产生刺激。

                在他们合成的这些分子中,有二个被成功的商业化了,WS-3(N-乙基-对薄荷基-3-甲酰胺)和WS-23(2-异丙基-N,2,3-三甲基丁酰胺)。 

            就WS-3而言,供应商(如奇华顿和芬美意等)没有指明分子的各异构组份的纯度(如薄荷醇,它有四种异构体和八种光学异构体)。Watson指出,最好选取那些有平衡结构的分子,如在WS-3中1R,3R,4S-WS-3异构体在凉感方面是最好的,但我们对其各光学异构体及相对映的凉味感物质了解不多。而WS-23(芬美意生产)由于没有手性中心,所以只有一种结构。

            芬美意把WS-23描述为几近无色的粉末,具感极高的凉味活性,而没有灼烧、麻木和刺激等副作用。主要用于如医药、口腔护理、糖果中的制凉剂。

            芬美意把WS-3描述为几近无色的白色晶体,主要用于如医药、口腔护理、糖果中的制凉剂。而奇华顿指出,与薄荷油混合使用效果会更好。它能产生更具冲击的、清新的,持久的香气,它的口感阀值为200ppb(用树脂浸渍纸条放入口中测得)。Mosciano形容当香气达到10%时“几近无味,有轻微的酒精味及凉味”。当以浓度10-100ppb品尝时,“对三叉神经有强烈而长时间的刺激。凉味感觉慢慢得稳定得增强,最后直到满嘴都是清凉的感觉,并伴有轻微的樟脑和薄荷的味道?!?/span>

            除此之外,其它还有SYMRISE的薄荷酮甘油缩醛,它的商品名叫FRESCOLAT MGA,存在消旋和左旋二种规格,都列在FEMA GRAS中。不过市售的产品以左旋为主。该公司另一款产品叫FRESCOLAT ML,即(-)-乳酸薄荷酯,有轻微的薄荷香气,尝起来几乎没有味道,但伴有持久的,令人愉快的清凉效果。 

            (-)-薄荷氧基-1,2丙二醇,高砂的商品名为凉味剂10(coolant agent 10),是另外一种市售的凉味剂。高砂报道它的阀值是1ppm,是薄荷醇20%-100%,100ppm的溶液能在口中维护约20-25分钟,是薄荷醇的二倍,普遍接受薄荷醇的强度是凉味剂的20-25%,也有人说在凡士林药膏中,凉味剂的凉气强度是薄荷醇的2-2.5倍。就其异构体而言,2S的强度比2R大2-3倍,比消旋的异构体强1.5-2倍。

            还有一个相关产品,3-(1-甲氧基)-2-甲基-1,2-丙二醇,也列于FEMA GRAS名单中,虽然在文献中也载有关于异胡椒薄荷醇(isopulegol)的制凉效果,它还伴有薄荷、药草、苦甜滋味。高砂的Takeshi Yamamoto最近发现高光学异构纯度的(-)-异胡椒薄荷醇99.7%具有清新的、愉快的、清凉的橘桔类的香气。现在异胡椒薄荷醇、甲氧基丙二醇、乳酸薄荷酯的混合物作为专利产品出售给化妆品产业。异胡椒薄荷醇在高砂的商品名是IsopulegolCoolact P,其化学名称为顺式及反式对-薄荷基-3,8-二醇。最近,高砂把顺式及反式对-薄荷基-3,8-二醇作为凉味剂申请了专利。 

            虽然还有很多其它化合物(2,3-二羟基孟烷,3,3,5-三甲基环己酮甘油缩酮)在文献中也有报道具有制凉效果。但这儿不得不提的是一些市售的本身没有凉味或香气的产品,如QUESTICE(吡咯烷酮羧酸甲酯),这个产品经过酶水解后会变成薄荷醇。

            2002年3月,芬美意申请并发布了一系列凉味剂的专利如3,6-恶烷庚酸(1R,3R,4S)-3-薄荷酯,甲氧基乙酸(1R,2S,5R)薄荷酯,3,6,9-三氧杂癸酸-(1R,2S,5R)-3-薄荷酯,(2-羟基乙氧基)乙酸-(1R,2S,5R)-3-薄荷酯及11-羟基-3,6,9-三氧杂十一烷酸-(1R,2S, 5R)-薄荷酯。

            2001年芬美意把Cubebol申请专利作为凉味及清新剂。一些专利产品经?;旌鲜褂?,用于食用香精、香水、化妆品及口腔护理用品中。

            凉味剂用作驱虫

            最近有报道说,一些凉味剂具有驱虫的效果。奇华顿的Gautschi & Blondeau发现WS-3及其N-位的替代化合物的驱虫效果比DEET(二乙基-m-甲苯酰胺)要好。

            同样,最近发现对薄荷基-3,8-二醇也有驱虫效果。Quwenling一个非常有名的以桉叶素为基础制作的驱虫产品,其中包含了对薄荷基-3,8-二醇(PMD)、异胡椒薄荷醇、香草醇。在中国Quwenling很大程度上替代了邻苯二甲酸二乙酯在驱虫剂中的用途。最近有家叫Chemian Technology ltd的公司出产一款叫Citrepel的天然PMD驱虫水。 

            Questice(Watkins,美国专利号 6,451,844, 2002-9-17)也被专利注册为驱虫新产品,Kalbe and Nentwig在专利(德国专利号19840321)中描述了薄荷酮甘油缩酮和乳酸薄荷酯的驱虫效果。Watkins还对比了Questic和其它一些产品的驱虫效果。 

            比薄荷醇更凉?

            2001年11月,德国的Hoffmann及其合作者发表他们在天然麦芽中找到比薄荷强很多倍的化合物。他们说其中活性最大的4-甲基-3-(1-吡咯烷基)-2[5H]-呋喃酮,属于环甲位烯胺酮类家族,它的薄荷味在口中的强度是薄荷醇的35倍,在皮肤上的强度是薄荷醇的512倍。而且持续时间是薄荷醇的二倍。其中活性最大的几个化合物如下所示:

              

            (无味 轻微的薄荷样气味 无味阀值 1.5-3.0 ppm 阀值2.0-4.0 ppm 阀值0.02-0.06 ppm)

            其他,还有,5-甲基-4-(1-吡咯烷基)-3-[2H]-呋喃酮, 4,5-二甲基-3-(1-吡咯烷基)-2[5H]-呋喃酮,4-甲基-3-(1-吡咯烷基)-2[5H]-呋喃酮。此项研究受到了很大关注。有些人评论说“我们发现了世界上没有薄荷味的最强烈的凉味剂,”然而在2003年12月4日的食用香精化学品协会的会议上有人说4-甲基-3-(1-吡咯烷基)-2[5H]-呋喃酮在实际使用中的效果远没有期望的怎么好,从此大家对它的兴趣就减弱了。不过,从理论阀值来衡量实际使用中的效果往往有偏差。同一会上,芬美意的Mark Erman 给出了关于大量合成凉味剂的强度数据。

            一些凉味剂的名称: 

            (+)-Neoisomenthol (+)-新异薄荷醇 

            (-)-Neomenthol (-)-新薄荷醇       

            (-)-Isomenthol (-)-异薄荷醇

            p-Menthane-3,8-diol 对-薄荷基-3,8-二醇 

            (+)-Isomenthol (+)-异薄荷醇

            (-)-Neoisomenthol (-)-新异薄荷醇

            (2R)-3-(1-menthoxy)propane-1,2-diol(2R)-3-(1-甲氧基)丙-1,2-二醇

            (2RS)-3-(1-menthoxy)propane-1,2-diol(2RS)-3-(1-甲氧基)丙-1,2-二醇

            WS-30 对-薄荷基-3-羟酸-1-甘油酯

            WS-4 对-薄荷基-3-羟酸-1-乙烯基甘油酯

            Coolact P (-)-isopulegol (-)-异胡椒薄荷醇

            (+)-Menthol (+)-薄荷醇

            (+)-Neomenthol (+)-新薄荷醇

            (2S)-3-(1-menthoxy)propane-1,2-diol(2S)-3-(1-薄荷氧基)丙-1,2-二醇

            Frescolat MGA 薄荷酮甘油缩酮

            Frescolat ML 乳酸薄荷酯

            WS-14 N-叔丁基-对薄荷基-3-羧酰胺

            WS-23 2-异丙基-N,2,3-三甲基丁酰胺

            (-)-Menthol (-)-薄荷醇

            WS-12 N-(4-甲氧基苯基)-对薄荷基-3-羧酰胺

            WS-3 N-乙基-对薄荷基-3-羧酰胺

            WS-5 乙酸(N-乙基-对薄荷基-3-羧酰胺)乙酯

            来自薄荷醇等物质的生理凉味感觉

            薄荷醇及相关的凉味化合物能对人体的温度传感器产生作用,使通过冷传感器给人凉的感觉。同样,这些产品也能给人产品一种热或刺痛的感觉。如果浓度如够高,薄荷醇和胡椒素一样能使人产生热的感觉,在这种情况,它又能刺激人的神经感到热,同样也能感到凉。最近(2001年),布加勒斯特的Gordon Reid及Maria-Luiza Flonta发现,在老鼠的一小部分感觉神经元有些内在的离子能被适度的凉感所激活。这些现象存在于冷传感器中,比如用薄荷醇刺激、转换到持续的低温,这些都是由钙离子调节,对产生冷感这种现象很重要。早期的模型指出,薄荷醇刺激冷传感器并堵塞了钙离子的电压通道,导致细胞内的钙离子减少,并抑制了依靠钙离子的钾离子通道。Reid却表示,是薄荷醇等刺激了钙离子的入口,并使冷感神经元细胞内的钙离子的浓度大大增加。所以薄荷醇的致冷作用可以简单的表述为激活了冷传感器中的钙离子电流。

            人类瞬态受体潜在的melastatin 8(TRPM8)通道门控的意义从薄荷脑的传感领域的绑定研究

            在2002年3月的自然杂志上,McKemy, Neuhausser & Julius 描述及克隆了位于三叉神经元的薄荷醇传感器,由对凉至冷范围的刺激作出反应。这个凉和薄荷的传感器CMR1是属于TRP兴奋神经通道的一员。它的作用就是人体感观系统中的传导器。这个发现就和他们以前对于热传感器VR1及VRL-1的发现一样,展示了TRP神经通道是如何运作感知一定范围内温度的,以及哺乳动物的周边神经系统是如何感知温度刺激的。

             

            瞬时受体电位梅拉斯特林8(TRPM8)的原子结构,它是神经末端的一个分子传感器,可以检测低温以及薄荷和其他诱发凉感的化学物质。

            在同一期杂志上Charles Zucker解释了凉感离子通道能帮助解开神经系统是加密解密温度信息的问题的。

            相似的,Andrea Peier描述及克隆了TRPM8,一个凉传感器,能对冷及一些凉味剂作出反应。 

            2003年3月,Viana及他的合作者的研究表明,冷传感器不是一组特定的传导组织,而是感官神经元组织的一部分分支的混合离子通道。 

            最新--2004年2月,Behrendt发表了他的研究成果,表述了冷-薄荷传感器TRPM8对薄荷及相类似化合物的反应情况。这些检测利用了FLIPR(荧光碟图读数器)来读取含量。其中有十个物质有肌肉收缩反应(芳樟醇,香叶醇,羟基香草醛, WS-3, WS-23, FrescolatMGA, FrescolatML, PMD38, CoolactP and 凉味剂10)各种产品的力量及比值读数如下图所示。除了极少的例外,图中所表达的含意如上文所载图表相吻合。这项研究给了凉味化合物另外一种衡量方法。 

             

             

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