A vanilina é comumente conhecida na indústria de alimentos como o composto (dentre vários) mais presente no extrato natural de baunilha, sendo obtida da vagem de uma orquídea chamada Vanilla Planifola. A primeira publicação deste gênero de orquídea é datada de 1754, presente no Gardener’s Dictionary de Lenneus Miller, com o nome de Vanilla.
A produção da vanilina natural é um processo de alto custo, sendo realizado por meio de colheita das vagens e maturação. Dentro das vagens a vanilina está presente como gluco-vanilina e não possui as características de aroma da baunilha. Para essas características serem adquiridas é preciso que as vagens maturem sobre processo de secagem e umidificação. Este processo pode durar até seis meses, onde a gluco-vanilina é então hidrolisada enzimaticamente em glucose e vanilina. O rendimento da vanilina extraída por este processo é aproximadamente 2,5% em massa.
A vanilina natural também pode ser obtida pela extração com etanol (60% v/v) em temperaturas brandas ou por meio da extração com fluidos quentes, onde as vagens são postas sobre grades presentes em tanques de aço e o solvente circula por um período de aproximadamente duas semanas. Esta extração é o processo mais vantajoso para a obtenção da vanilina natural.
Fonte: https://www.palmaverde.nl/nl/vanilla-planifolia-vanilleplant.html
Os custos elevados e os pequenos rendimentos da produção de vanilina natural foram os fatores primários para impulsionar a pesquisa por rotas de produção de vanilina sintética.
Sendo um dos primeiros compostos isolados em sua forma consideravelmente pura por Nicolas-Theodore Gobley em 1858 através de uma evaporação do extrato formando um pó e posteriormente sendo recristalizado com água quente, a vanilina é um dos aromatizantes mais importantes, sendo amplamente utilizada em alimentos, bebidas e é usada também em produtos farmacêuticos, possuindo vários efeitos na prevenção de doenças, efeito antimutagênico, efeito antioxidante, efeito conservante e efeito antimicrobiano.
Os cientistas alemães Ferdinand Tiemann e Wilhelm Haarmann descobriram a sua estrutura química em 1874, podendo ser sintetizada a partir do eugenol, conhecido como essência de cravo estando presente em grande quantidade no óleo essencial de cravo da índia, porém a produção por esta rota sintética consumia grandes quantidades de reagentes, tornando a rota inviável comercialmente.
Após a desmotivação gerada pela rota sintética da vanilina a partir do eugenol, por meio de uma publicação anônima em 1875, surgiu a hipótese de que a vanilina poderia ser sintetizada a partir de substratos constituídos de lignina presente em um licor negro, que seria um licor residual das indústrias de papel e celulose, possuindo sólidos dissolvidos e uma vasta quantidade de substâncias químicas provenientes da degradação de lignina (fenóis de baixa e alta massa molar e de toxicidade reconhecida) e polissacarídeos.
Embora o novo processo motivasse grande interesse na época, o mesmo possuía seu lado negativo, como o fato de gerar um alto volume de resíduos tóxicos.
Atualmente, o método de obtenção da vanilina sintetizada é a partir do catecol, que é preparado pela hidroxilação catalisada por ácido de fenol com peróxido de hidrogênio.
O guaiacol é formado através da metilação do catecol e posteriormente é feita uma condensação do guaiacol com ácido glioxílico a temperatura ambiente, em condições ligeiramente alcalinas, seguido pela oxidação do ácido vanililmandélico, sendo necessário excesso de guaiacol para evitar possíveis subprodutos. A síntese se completa com a descarboxilação oxidativa do ácido 4-hidroxi-3-metoxifenil glioxílico, tendo a vanilina como produto final, como pode ser visto na figura 2.
Para obter o produto altamente puro, são realizadas destilações e subsequentes recristalizações. Este processo possui vantagem na qual, sob condições de reação, o radical glioxílico entra no anel aromático de guaiacol na posição “para”. Assim, processos de separação podem ser evitados.
Fonte: LOS PROCESOS SINTÉTICOS HACIA VAINILLINA, adaptado.
Encontram-se ainda no mercado outros meios de produção da vanilina, como a produção biotecnológica de vanilina por microrganismos. Esta rota iniciou-se no ano 2000 com a empresa Rhodia, que foi a percussora da vanilina biossintética preparada a partir do ácido ferúlico por ação de microorganismos, possuindo baixo custo.
Bibliografia
LOS PROCESOS SINTÉTICOS HACIA VAINILLINA. Disponível em: <http://revistafi.com.br/upload_arquivos/201606/2016060711019001464891186.pdf> Acesso em: 21/09/2018.
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