Isovalerinsyra, även känd som 3-metylsmörsyra. Molekylformel C5H10O2, CAS 503-74-2, relativ molekylvikt 102,13. Den relativa densiteten är 0,9286. Smältpunkt -29,3 grader. Kokpunkt 176,7 grader . Brytningsindex är 1,4033. Flampunkt 70 grader. Lös i vatten (1/24), etanol, eter, kloroform. Möss injicerades subkutant med LD501150mg/kg. Naturliga produkter finns i eteriska oljor som valerianaolja, vaniljolja, humleolja, lagerbladsolja och orkidéolja, samt i citronblad och tobak. Det finns en obehaglig sur lukt, såväl som en stickande svettlukt och en färglös trögflytande vätska. Det är en viktig råvara för att producera estrar, som finns i valerianaolja och humleolja.
Traditionell industriell produktion använder ofta fasöverföringskatalys och stegvisa oxidationsmetoder för att framställa produkten, men båda metoderna kräver användning av tungmetallsalter, vilket kan orsaka miljöföroreningar. Därför är det av stor betydelse att välja en syntesväg för grön alkoholoxidation. Användningen av O2 som oxidationsmedel för alkoholoxidation under inverkan av en katalysator har fördelarna med hög atomutnyttjandeeffektivitet och miljövänlighet. Homogena katalysatorer som Pd och Ru har rapporterats för alkoholoxidation, men denna process kräver höga produktionsförhållanden under organiska lösningsmedel och högt-tryck. Samtidigt har homogena katalysatorer nackdelar som svår separation och återvinning.

|
|
|
|
Kemisk formel |
C5H10O2 |
|
Exakt mässa |
102 |
|
Molekylvikt |
102 |
|
m/z |
102 (100.0%), 103 (5.4%) |
|
Elementaranalys |
C, 58.80; H, 9.87; O, 31.33 |

Isovalerinsyra(kemiskt namn 3-metylsmörsyra), som en kortkedjig fettsyra, har visat ett stort användningsvärde inom bakverk på grund av dess unika kemiska och sensoriska egenskaper. Dess användning är inte begränsad till smakreglering, utan sträcker sig till flera dimensioner som förbättring av produktstabilitet, processoptimering och funktionell innovation.
Kärnanvändning: smakförbättring och sensorisk optimering
1. Hörnstensingredienser av ost och gräddessens
Det är en av de viktigaste råvarorna för framställning av ostessens. Det finns naturligt i eteriska oljor från växter som valerianaolja och humleolja. Den kan exakt simulera jäsningsaromen hos mogen ost genom att samarbeta med smörsyra, kapronsyra och andra komponenter. I krämessensen blandas den med esterföreningar (som etylisovalerat) för att bilda en stark mjölkbas, samtidigt som produkten får en lätt känsla av härskning och förhöjer smaknivån. Till exempel kan tillsatsen av ostessens som innehåller detta ämne till franskt bröd göra att brödkärnan ger en mjuk ostsmak, medan skorpan kommer att bilda en attraktiv karamelliserad arom på grund av de flyktiga komponenterna i essensen.
2. Mikroutsmyckning av fruktessens
Även om den har en stimulerande och härsken lukt, kan den när den är utspädd (vid en koncentration under 14 mg/kg) presentera en söt och uppfriskande doft av frukter som äpplen och bananer. I bakad mat används det ofta som en extra essens, som blandas med vanillin, limonen och andra ingredienser för att förstärka fruktsmakens autenticitet. Till exempel, i kakor med jordgubbssmak, kan isovalerianic neutralisera den söta och feta känslan av artificiell essens, vilket gör att jordgubbaromen kommer närmare den naturliga fruktaromen; I macarons med banansmak fungerar det synergistiskt med isoamylisovalerat för att förstärka den mogna aromen av bananer.

3. Smaken av alkoholhaltiga drycker sträcker sig till bakning
Det är en biprodukt av jäsningsprocessen av alkoholhaltiga drycker som öl och vin, och dess innehåll påverkar direkt vinets smakbalans. Inom bakning vänds denna egenskap om genom att tillsätta spårmängder av isovalerianic (0,5-2mg/kg), som kan simulera den komplexa aromen av alkoholjäsning och utveckla innovativa produkter som ölbröd, rödvinschokladkaka, etc. Till exempel, i traditionellt tyskt ölbröd, fungerar det tillsammans med maltextrakt för att bilda en unik arom; Fransk rödvinschokladkaka förstärker den fruktiga aromen av rött vin och chokladens rikedom genom förestringsreaktionen av isovalerianic- och kakaosmör.
Verkningsmekanism: Funktionell realisering driven av kemiska egenskaper
1. Justera pH-värdet genom syra-basreaktion
Dess pKa-värde är 4,82, vilket indikerar en organisk syra med måttlig styrka. Under bakningsprocessen kan den genomgå en neutraliseringsreaktion med alkaliska komponenter i degen, såsom natriumbikarbonat, för att producera natriumisovalerat. Denna reaktion justerar inte bara degens pH-värde, främjar bildandet av proteinnätverk, utan frigör också koldioxid för att hjälpa till med degexpansion. Till exempel kan tillsats av isovalerianic till soda-kex förbättra degens töjbarhet och göra kexstrukturen mer krispig.
2. Förestringsreaktion genererar smakprekursorer
Förestringsreaktionen sker med alkoholer (såsom etanol och propanol) under uppvärmningsförhållanden, vilket ger isovaleratesterföreningar (såsom etylisovalerat och propylisovalerat). Dessa estrar har lägre flyktighet och mer långvarig arom, vilket gör dem till nyckeln till att bevara doften av bakverk. Till exempel, under bakning av kakor, reagerar den med spårmängder av etanol i degen för att producera etylisovalerat, vilket gör att kakan behåller sin rika fruktiga arom även efter kylning.
3. Mikrobiell hämning förlänger hållbarheten
Sur miljö kan hämma tillväxten av mikroorganismer som mögel och jäst. Att tillsätta 0,1-0,5% isovalerianic till bröd kan förlänga dess hållbarhet med 3-5 dagar, särskilt lämplig för förvaring i miljöer med hög temperatur och hög luftfuktighet. Till exempel, under klimatförhållandena i Sydostasien, förstörs traditionellt bröd ofta på grund av mikrobiell kontaminering. Efter tillsats är dess konserverande effekt betydligt bättre än traditionella konserveringsmedel (som kalciumpropionat).
Ansökningsfall: Praktisk utforskning från tradition till innovation
1. Traditionell bakning: Förbättring av franska baguetter
Den traditionella franska baguetten är gjord av vetemjöl, vatten, jäst och salt, med en enda smak. I den moderna förbättrade versionen lägger bagare till 0,2 %isovalerinsyratill degen för att simulera den sura arom som produceras av naturlig jäsning, samtidigt som man minskar mängden jäst som används för att minska alkoholsmaken. Experimentella data visar att surheten (pH) i brödet minskade från 5,8 till 5,2 efter tillsats, arompoängen ökade med 40 % och konsumentacceptansen förbättrades avsevärt.
2. Hälsosamt bakning: Utveckling av fullkornsbröd med låg sockerhalt
Fullkornsbröd lider ofta av grov konsistens och mild smak på grund av dess höga fiberinnehåll. Genom att tillsätta den sammansatta essensen av isovalerianic (0,3 %) och isoamyl isovalerate (0,1 %), maskerade forskarna framgångsrikt den bittra smaken av fullkornsmjöl och simulerade aromen av smör. I blindtestet var smakpoängen för fullkornsbröd med essens densamma som för vanligt vitt bröd, medan sockerhalten minskade med 30 %.
3. Funktionell bakning: innovation inom probiotiska bröd
Probiotiska bröd måste upprätthålla bakteriell aktivitet under hög-temperaturbakning, men traditionella tekniker kan lätt leda till bakteriedöd. Den senaste forskningen kapslar in isovalerianic (0,5%) tillsammans med probiotika (som mjölksyrabakterier) i mikrokapslar, och använder dess sura miljö för att hämma metabolismen av bakterieceller vid rumstemperatur. Samtidigt kan dess förestringsreaktionsprodukter (som etylisovalerat) bilda en skyddande film, vilket minskar skadorna av hög temperatur på bakterieceller. Experiment har visat att denna teknik kan öka överlevnaden för probiotika från 30 % till 85 %.

Erhålls genom oxidation av isoamylalkohol eller isoamylaldehyd. Tillsätt kaliumpermanganat, natriumkarbonat och isoamylalkohol till vatten, rör om och höj temperaturen till 50-70 grader, reagera i 3 timmar, filtrera och tvätta manganslammet med varmt vatten. Kombinera och filtrera Chemicalbook-lösningen, tvätta och koncentrera. Kyl till 40 grader, tillsätt långsamt svavelsyra till pH 2-3, låt det stå, separera oljeskiktet, fraktionera, samla upp 173-176 graders fraktionen och erhåll isovalerisyra med ett utbyte på 48%.
1. Översikt över reaktionsprinciper och steg
Processen att syntetiseraisovalerinsyra(3-metylsmörsyra) från isoamylalkohol (3-metyl-1-butanol) är huvudsakligen en oxidationsreaktion, där hydroxylgruppen (-OH) i isoamylalkohol oxideras till karboxylgruppen (-COOH). Denna reaktion använder vanligtvis kaliumpermanganat (KMnO4) som en oxidant eftersom den effektivt kan oxidera alkoholföreningar under lämpliga förhållanden. Dessutom kan natriumkarbonat (Na2CO3) eller andra buffrande medel tillsättas för att reglera surheten och alkaliniteten i reaktionssystemet och främja reaktionens fortskridande.
Hela syntesprocessen kan grovt delas in i följande steg:
Beredning och blandning av reaktanter:Tillsätt isoamylalkohol, kaliumpermanganat och natriumkarbonat (eller lämplig buffert) i en viss proportion till reaktionskärlet och tillsätt en lämplig mängd vatten som lösningsmedel.
Reaktionsförlopp:Värm reaktionsblandningen till 50-70 grader under omrörning och bibehåll denna temperatur i 3 timmar. Under denna process oxideras isoamylalkohol gradvis till isovalerisyra av kaliumpermanganat.
Behandling efter reaktion:Efter att reaktionen är fullbordad avlägsnas den genererade manganslammet (huvudsakligen manganoxidutfällning) genom filtrering och filterkakan tvättas med varmt vatten för att avlägsna reaktanterna eller produkterna fästa vid den.
Produktextraktion och rening:Efter att ha kombinerat filtratet utförs tvätt- och koncentreringsoperationer för att avlägsna lösningsmedlet och berika produkten. Sedan fälldes isovalerisyra ut genom att justera lösningens pH-värde och produkten renades ytterligare genom vätskeseparation och destillationsoperationer.
2. Detaljerade steg och kemiska ekvationer
(1) Framställning och blandning av reaktanter
Beredning av råvaror:
Väg en lämplig mängd isoamylalkohol, kaliumpermanganat och natriumkarbonat (eller välj andra buffrande medel enligt experimentella behov). Observera att kaliumpermanganat är en stark oxidant och bör hanteras med försiktighet och undvika kontakt med brandfarliga material.
Blandning:
Tillsätt sekventiellt isoamylalkohol, kaliumpermanganat och natriumkarbonat (eller buffertmedel) i ett reaktionskärl som innehåller en lämplig mängd vatten och sätt på omröraren för att blanda komponenterna helt.
(2) Reaktionen fortsätter
vi kan skriva huvudreaktionsekvationen:
CH3CH2CH (CH3) CH2OH+KMnO4 → CH3CH2CH (CH3) COOH+Mn2++andra produkter
Uppvärmning:
Värm reaktionsblandningen till 50-70 grader under omrörning. Detta temperaturintervall väljs baserat på experimentella förhållanden och reaktanternas egenskaper, i syfte att säkerställa smidig reaktion och undvika onödiga bireaktioner.
Reaktionsekvation:
Under uppvärmningsförhållanden oxideras isoamylalkohol till isovalerisyra av kaliumpermanganat. Denna reaktion är en komplex oxidationsprocess som involverar flera mellansteg och produkter, men för att förenkla beskrivningen.
Det bör noteras att denna ekvation inte helt visar alla intermediärer och-biprodukter som kan genereras under reaktionsprocessen. Faktum är att kaliumpermanganat genomgår flera reduktionssteg när alkoholföreningar oxideras, vilket i slutändan producerar produkter som manganjoner (som Mn2+) och syre. Samtidigt kan det också finnas ofullständigt reagerad isopentanol, nedbrytningsprodukter av kaliumpermanganat (såsom mangandioxid) och saltföreningar som produceras genom pH-justering av natriumkarbonat i reaktionssystemet.
(3) Efterreaktionsbearbetning
Filtrering:
Efter att reaktionen är avslutad, kyl reaktionsblandningen till rumstemperatur och avlägsna det genererade manganslammet genom filtreringsoperation. Manganslam är huvudsakligen utfällning av manganoxider, som kan separeras från lösningen genom filtrering.
Tvättning:
Tvätta filterkakan med varmt vatten för att ta bort eventuella reaktanter eller produkter som är fästa vid den. Detta steg hjälper till att förbättra produktens renhet och minska svårigheten med efterföljande bearbetning.
(4) Produktextraktion och rening
Sammanfoga filtrat:
Kombinera det filtrerade filtratet i en ren behållare.
Separation:Separera oljeskiktet från vattenskiktet genom en separertratt. Oljereservoaren innehåller huvudsakligen isovalerisyra och andra organiska föroreningar som är olösliga i vatten.
Tvätt och koncentration:
Tvätta det kombinerade filtratet för att avlägsna kvarvarande föroreningar och saltföreningar. Sedan avlägsnas lösningsmedlet (såsom vatten) genom förångningskoncentrering för att berika produkten isovalerisyra.
Justera pH-värdet:
Tillsätt en lämplig mängd svavelsyra (eller andra sura ämnen) till den koncentrerade lösningen för att justera lösningens pH-värde till 2-3. Detta steg är att fälla isovalerisyra i form av ett oljeskikt. På grund av sin olöslighet i vatten under sura förhållanden kommer isovalerisyra att flyta ovanför lösningen i form av ett oljeskikt.
Destillationsrening:
Det separerade oljeskiktet utsätts för destillationsoperation för att ytterligare rena isovalerisyra. På grund av den specifika kokpunkten för isovalerisyra (cirka 173-176 grader), renisovalerinsyrakan erhållas genom destillering och uppsamling av fraktioner inom detta temperaturområde.
FAQ
Hur luktar isovalerinsyra?
IVA beskrivs ofta ha doften avost, svettiga strumpor, fisksås eller kroppslukt.
Vad används isovalerinsyra till?
Isovalerinsyra, även känd som 3-metylbutansyra, används ofta förestersyntes och som byggsten i organiska reaktioner.
Vad är ett annat namn för isovalerinsyra?
Isovalerinsyra, även känd som3-metylsmörsyra eller -metylsmörsyra, är en grenad-alkylkarboxylsyra med den kemiska formeln (CH3)2CHCH2CO2H.
Vad är ursprunget till isovalerinsyra?
Isovalerinsyra ärproduceras i tjocktarmen av tarmbakterier via fermentering av aminosyror (dvs leucin). Det kan också absorberas från kostkällor.
Populära Taggar: isovaleric acid cas 503-74-2, leverantörer, tillverkare, fabrik, grossist, köp, pris, bulk, till salu






