香兰素的生产质量和全球格局
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香兰素的生产和市场格局
——食品质量控制和进出口贸易课程论文
孙智彪食品质量与安全3班
20090802310086
1、香兰素
香兰素(Vanillin)学名3-甲氧基-4-羟基苯甲醛,也称之为香草醛,自然界存在于香荚兰豆、丁香油、秘鲁香脂、吐鲁香脂等精油中。香兰素广泛应用于食品、饮料、烟酒、洗涤化妆品和药品的加香。通常分为甲基香兰素和乙基香兰素。
甲基香兰素,外观白色或微黄色结晶,具有香荚兰香气及浓郁的奶香,为香料工业中最大的品种,是人们普遍喜爱的奶油香草香精的主要成份。
乙基香兰素为白色至微黄色针状结晶或结晶性粉末,类似香荚兰豆香气,香气较甲基香兰素更浓。属广谱型香料,是当今世界上最重要的合成香料之一,是食品添加剂行业中不可缺少的重要原料,其香气是(甲基)香兰素的3-4倍,具有浓郁的香荚兰豆香气,且留香持久。广泛用于食品、巧克力、冰淇淋、饮料以及日用化妆品中起增香和定香作用。另外乙基香兰素还可做饲料的添加剂、电镀行业的增亮剂,制药行业的中间体。
2、生产工艺
香兰素按生产方法可以分为天然香兰素与合成香兰素两种。香兰素天然存在于香荚兰豆、秘鲁香膏油、丁香花蕾油中,天然香兰素主要来自于香荚兰豆与利用天然原料通过生物技术合成两种途径。与合成香兰素相比,天然香兰素的价格是合成香兰素的50-200 倍,因此,天然香兰素仅在少量有特殊需要的场合使用,实际使用的香兰素主要是合成香兰素。
香兰素的合成方法有多种, 可分为愈创木酚法、木质素法、黄樟素法、丁香酚法、对羟基苯甲醛法、4- 甲基愈创木酚法、对甲酚法、微生物法等几种。目前工业上主要利用愈创木酚法,其主要生产方法有亚硝基法与乙醛酸法两种。
亚硝基法路线以愈创木酚和乌洛托品、对亚硝基二甲苯胺为原料, 经缩合- 氧化- 水解而得。该路线分离过程复杂, 反应效率低, 生产收率约57%, 三废严重, 生产1t香兰素约产生20t 的废水(含有酚类、醇及芳香胺、亚硝酸盐), 很难进行处理, 另有1- 2t 的固体渣。该工艺在国外已被淘汰。
由于亚硝基法生产过程产生的“三废”较为严重,目前乙醛酸法已成为主要生产方法。愈创木酚在碱性条件下与乙醛酸经缩合成 3-甲氧基- 4- 羟基苯乙醇酸, 然后在催化剂作用下氧化脱 CO2得粗品, 经提纯得到香兰素。
化学合成的香兰素成本低廉, 但易造成环境污染, 而且不能满足人们对天然食品的要求。以微生物发酵法生产香兰素的工艺简便, 收率高, 能耗低, 成本低,无污染。因此, 今后香兰素提取方面的研究重点是微生物发酵法。用微生物发酵法合成香兰素, 并广泛应用于工业生产中, 是今后发展的趋势。
3、质量控制及标准
早在2002 年欧盟就指出,香兰素如果大剂量使用将导致头痛、恶心、呕吐、呼吸困难等症状,对人体有较大危害,因此决定重新制定香兰素使用标准,在欧盟范围内严格限制香兰素添加剂的使用量。
我国香兰素生产历史已有 50 年历史,也是我国最重要的合成香料产品。为了控制香兰素产品的质量,早在1983 年就制订了香兰素产品的国家标准(GB3861-1983),并在2008 年完成了改版(GB3861-2008),已于2008 年6 月1 日正式使用。
在原香兰素产品标准中,产品的纯度采用熔点法来表述,要求产品的熔点在81℃一83℃。采用熔点法可以保证香兰素产品的达到较纯的程度,但无法实现定量分析的目标。’在新标准中采用了气相色谱法来分析产品的纯度,并要求产品的纯度达到99.5%以上。采用气相色谱法后不但可以定量分析产品的纯度,还可以分析产品中愈创木酚、邻位香兰素、5-醛基香兰素等杂质的含量,对全面控制香兰素产品的品质十分有利。
4、全球行业格局
作为国际上最昂贵的香料——香兰素,它在香料的国际贸易中有着举足轻重的地位。在全球范围,由于香兰素的供应存在缺口,因此其价格一路涨势不停。2007年,法国化学巨头罗地亚公司还宣布将其生产香兰素和乙基香兰素的价格提高 6%。该公司对此的解释是:作为全球香兰素和乙基香兰素的领导者,公司需要确保生产能力,为未来发展进行投资。2010年3月15日《国内外香化信息》中刊登,上海喝彩香兰素行情继续走稳,目前报价仍在120元/kg,销售尚可。山东绿源天然原料有限公司对香兰素报价仍为150元/kg。目前武汉远城股份公司的食品级香兰素报价在170元/kg,合成香兰素130元/kg,天然香兰素320元/kg。
在欧洲和美国这些成熟市场,香兰素的年增长率稳定在 2%左右;在中国,其市场增长速度超过 10%。2001年,香兰素世界年消费量约12,000吨,香兰素全球需求量在 2006 年为19,000 吨左右,由于黎芦醛合成方法的改变,2009年香兰素国际市场的实际年需求量为17,000 吨左右,其中甲基香兰素约14,000吨左右,乙基香兰素为3000 吨左右。
2006年,国外香兰素的生产厂家主要有法国罗地亚公司、挪威鲍利葛公司。其中,法国罗地亚是全球最大香兰素生产企业,年产能力为8000吨,装置分布在法国、美国;挪威鲍利葛公司是全球唯一生产木质素香兰素的厂家,同时也生产乙基香兰素。而在06年国内主要是浙江嘉兴中华化工有限公司,是由原上海嘉化精细化工公司、浙江中华精细化工集团、上海新华香料厂组成的联合企业,香兰素年产能力4000吨,吉化集团公司是国内较早的香兰素生产企业,年产能力1500吨。
由于国内香兰素产品生产成本低、规模大, 使得国产香兰素在北美、欧洲、东南亚等地区享有良好的信誉。近年香兰素出口又不断开拓新兴市场, 扩大了在亚太、中东、印巴和南美地区的销量。“中华化工”的“久珠”香兰素,如今不仅在国内,即使在国际上也已有了较高的知名度,已经成为世界上许多食品、烟草、香料、医药和化工公司十分欢迎的产品。该公司的香兰素产量已位居世界第二、亚洲第一,占领了中国 85%、国际 55%的份额。
5、我国产业现状
我国的香兰素大部分出口,受国际市场影响较大,同时也受原辅料市场的制约。2008 年——随着全球金融危机的大面积爆发,国内外大批企业纷纷倒闭,作为“外销型”企业的中华化工有限责任公司同样面临巨大挑战,产品出口需求大幅减少,香兰素产品出现大量库存。
面对困难,中华化工非但没有退缩,反而加大了技术创新投入。2008 年公司投资3 亿多元建成了具有完全自主知识产权的第二代香兰素绿色生产线,核心技术申请了多项国家专利,乙醛酸法合成香兰素项目成功投产,香兰素产能达到 1 万吨,世界第一大香兰素生产装置就此诞生。2009 年,“中华化工”对主导产品的生产装置多个工段以及采用的多个工艺技术进行了优化,将乙基香兰素二蒸二结,调整为一蒸一结,大幅提高产品的得率。“邻氨基苯甲醚——愈创木酚——香兰素”,经过多年的不断完善,中华化工已形成了比较完善的产业链。无论是产品质量(香兰素纯度高达99.99%),还是在减少排放、降低能耗比等环保